WO2017159489A1 - 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

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 Download PDF

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WO2017159489A1
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vehicle
target
travel
target lane
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PCT/JP2017/009204
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淳之 石岡
了 水谷
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本田技研工業株式会社
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program.
  • a vehicle control system includes a first setting unit that sets a target lane for running the host vehicle based on a set route to the destination, and the host vehicle runs. When a lane exists between the running lane and the target lane set by the first setting unit, the lane existing between the running lane and the target lane is temporarily set as the target lane. And a control unit that automatically controls at least steering of the host vehicle so as to travel on the target lane set by the first setting unit or the second setting unit. And comprising.
  • the vehicle The own vehicle may be lane-changed from the travel lane to the target lane set by the first setting unit or the second setting unit by automatically controlling the steering of the vehicle.
  • control unit changes the lane of the host vehicle to the lane temporarily set as a target lane by the second setting unit, and then You may change the said vehicle's lane to the target lane set by the setting part.
  • the second setting unit is configured such that the control unit has the host vehicle in the lane temporarily set as a target lane by the second setting unit. If there is still a lane between the travel lane and the target lane set by the first setting unit after changing the lane, the target lane set by the travel lane and the first setting unit May be temporarily set as the target lane.
  • a target lane for driving the host vehicle is set based on the set route to the destination, and the host vehicle runs. If there is a lane between the travel lane and the set target lane, the lane existing between the travel lane and the target lane is temporarily set as the target lane, and the set lane At least the steering of the host vehicle is automatically controlled so as to travel in the target lane.
  • a vehicle control program causes an in-vehicle computer to set a target lane for running the host vehicle based on a set route to a destination, and the host vehicle is running.
  • the host vehicle is running.
  • the lane existing between the travel lane and the target lane is temporarily set as the target lane, and the setting is performed.
  • At least the steering of the host vehicle is automatically controlled so as to travel in the target lane.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating components of a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle M) on which the vehicle control system 100 of the embodiment is mounted.
  • the vehicle on which the vehicle control system 100 is mounted is, for example, an automobile such as a two-wheel, three-wheel, or four-wheel vehicle.
  • a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor.
  • An electric vehicle is driven using electric power discharged by a battery such as a secondary battery, a hydrogen fuel cell, a metal fuel cell, or an alcohol fuel cell.
  • the host vehicle M includes sensors such as a finder 20-1 to 20-7, radars 30-1 to 30-6, and a camera 40, a navigation device 50, and a vehicle control system 100. Installed.
  • the finders 20-1 to 20-7 are, for example, LIDAR (Light Detection and Ranging) that measures scattered light with respect to irradiation light and measures the distance to the target.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the finder 20-1 is attached to a front grill or the like
  • the finders 20-2 and 20-3 are attached to a side surface of a vehicle body, a door mirror, the inside of a headlamp, a side lamp, and the like.
  • the finder 20-4 is attached to a trunk lid or the like
  • the finders 20-5 and 20-6 are attached to the side surface of the vehicle body, the interior of the taillight, or the like.
  • the above-described viewfinders 20-1 to 20-6 have a detection area of about 150 degrees in the horizontal direction, for example.
  • the finder 20-7 is attached to a roof or the like.
  • the finder 20-7 has a detection area of 360 degrees in the horizontal direction, for example.
  • Radars 30-1 and 30-4 are, for example, long-distance millimeter-wave radars that have a wider detection area in the depth direction than other radars.
  • Radars 30-2, 30-3, 30-5, and 30-6 are medium-range millimeter-wave radars that have a narrower detection area in the depth direction than radars 30-1 and 30-4.
  • finders 20-1 to 20-7 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “finder 20”, and when the radars 30-1 to 30-6 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “radar 30”.
  • the radar 30 detects an object by, for example, FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) method.
  • FM-CW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the camera 40 is a digital camera using an individual image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the camera 40 is attached to the upper part of the front windshield, the rear surface of the rearview mirror, or the like. For example, the camera 40 periodically images the front of the host vehicle M repeatedly.
  • the camera 40 may be a stereo camera including a plurality of cameras.
  • FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of the host vehicle M equipped with the vehicle control system 100 according to the embodiment.
  • a navigation device 50 In the host vehicle M, in addition to the finder 20, the radar 30, and the camera 40, a navigation device 50, a vehicle sensor 60, a display unit 62, a speaker 64, an operation device (operation element) 70, and an operation detection sensor 72 are provided.
  • These devices and devices are connected to each other by a multiple communication line such as a CAN (Controller Area Network) communication line, a serial communication line, a wireless communication network, or the like.
  • CAN Controller Area Network
  • the illustrated operation device is merely an example, and a joystick, a button, a dial switch, a GUI (Graphical User Interface) switch, and the like may be mounted on the host vehicle M.
  • the vehicle control system in the claims may include not only the vehicle control system 100 but also a configuration (such as the finder 20) other than the vehicle control system 100 among the configurations shown in FIG.
  • the navigation device 50 includes a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver, map information (navigation map), a touch panel display device that functions as a user interface, a speaker, a microphone, and the like.
  • the navigation device 50 identifies the position of the host vehicle M using the GNSS receiver, and derives a route from the position to the destination specified by the user.
  • the route derived by the navigation device 50 is provided to the target lane setting unit 110 of the vehicle control system 100.
  • the position of the host vehicle M may be specified or supplemented by an INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 60.
  • the navigation device 50 provides guidance on the route to the destination by voice or navigation display when the vehicle control system 100 is executing the manual operation mode.
  • the configuration for specifying the position of the host vehicle M may be provided independently of the navigation device 50.
  • the navigation apparatus 50 may be implement
  • information is transmitted and received between the terminal device and the vehicle control system 100 by wireless or wired communication.
  • the vehicle sensor 60 includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, an acceleration sensor that detects acceleration, a yaw rate sensor that detects an angular velocity around a vertical axis, a direction sensor that detects the direction of the host vehicle M, and the like.
  • the display unit 62 displays information as an image.
  • the display unit 62 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electroluminescence) display device, a head-up display, and the like.
  • the display unit 62 may be a display unit included in the navigation device 50 or a display unit of an instrument panel that displays the state (speed or the like) of the host vehicle M.
  • the speaker 64 outputs information as sound.
  • the operation device 70 includes operation elements such as an accelerator pedal, a brake pedal, a shift lever (or paddle shift), and a steering wheel.
  • the operation detection sensor 72 is a sensor that detects an operation amount of the operation device 70.
  • an accelerator opening sensor for example, an accelerator opening sensor, a brake pedal amount sensor (brake switch), a shift position sensor, a steering steering angle sensor (or a steering torque sensor), and the like.
  • the operation detection sensor 72 outputs the accelerator opening, the brake pedal stroke, the shift position, the steering angle, the steering torque, and the like as the detection results to the vehicle control system 100.
  • the detection result of the operation detection sensor 72 may be directly output to the driving force output device 90, the steering device 92, or the brake device 94 depending on the driving mode.
  • the communication device 75 performs wireless communication using a vehicle-to-vehicle communication network using a cellular communication network, a Wi-Fi network, DSRC (Dedicated Short Range Communication), or the like.
  • the communication device 75 acquires information from the information providing server by connecting to the Internet via a wireless base station, for example.
  • the changeover switch 80 is a switch operated by a vehicle occupant.
  • the changeover switch 80 receives the operation of the vehicle occupant, generates an operation mode designation signal that designates the operation mode of the host vehicle M, and outputs the operation mode designation signal to the switching control unit 170.
  • the changeover switch 80 may be either a GUI switch or a mechanical switch.
  • the driving force output device 90 outputs a driving force (torque) for driving the vehicle to the driving wheels.
  • a driving force for driving the vehicle to the driving wheels.
  • the driving force output device 90 includes an engine, a transmission, and an engine ECU (Electronic Control Unit) that controls the engine.
  • the driving force output device 90 includes a travel motor and a motor ECU that controls the travel motor.
  • the driving force output device 90 includes an engine, a transmission, an engine ECU, a travel motor, and a motor ECU.
  • the engine ECU adjusts the throttle opening, the shift stage, and the like of the engine according to information input from the travel control unit 160 described later.
  • the motor ECU adjusts the duty ratio of the PWM signal applied to the traveling motor in accordance with information input from the traveling control unit 160.
  • the driving force output device 90 includes an engine and a traveling motor, the engine ECU and the motor ECU control the traveling driving force in cooperation with each other according to information input from the traveling control unit 160.
  • the steering device 92 includes, for example, a steering ECU and an electric motor.
  • the electric motor changes the direction of the steered wheels by applying a force to a rack and pinion mechanism.
  • the steering ECU drives the electric motor in accordance with information input from the vehicle control system 100 or information of the input steering steering angle or steering torque, and changes the direction of the steered wheels.
  • the brake device 94 is, for example, an electric servo brake device that includes a brake caliper, a cylinder that transmits hydraulic pressure to the brake caliper, an electric motor that generates hydraulic pressure in the cylinder, and a braking control unit.
  • the braking control unit of the electric servo brake device controls the electric motor according to the information input from the travel control unit 160 so that the brake torque corresponding to the braking operation is output to each wheel.
  • the electric servo brake device may include, as a backup, a mechanism that transmits the hydraulic pressure generated by operating the brake pedal to the cylinder via the master cylinder.
  • the brake device 94 is not limited to the electric servo brake device described above, and may be an electronically controlled hydraulic brake device.
  • the electronically controlled hydraulic brake device controls the actuator in accordance with information input from the travel control unit 160 and transmits the hydraulic pressure of the master cylinder to the cylinder.
  • the brake device 94 may include a regenerative brake by a traveling motor that can be included in the driving force output device 90. This regenerative brake uses electric power generated by a traveling motor that can be included in the driving force output device 90.
  • the vehicle control system 100 is realized by, for example, one or more processors or hardware having an equivalent function.
  • the vehicle control system 100 may have a configuration in which a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an ECU in which a communication interface is connected by an internal bus, an MPU (Micro Processing Unit), or the like is combined.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an ECU in which a communication interface is connected by an internal bus, an MPU (Micro Processing Unit), or the like is combined.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an ECU in which a communication interface is connected by an internal bus, an MPU (Micro Processing Unit), or the like is combined.
  • MPU Micro Processing Unit
  • the vehicle control system 100 includes, for example, a target lane setting unit 110, an automatic driving control unit 120, and a storage unit 180.
  • the automatic driving control unit 120 includes, for example, a host vehicle position recognition unit 122, an external environment recognition unit 124, an action plan generation unit 126, a track generation unit 130, a travel control unit 160, and a switching control unit 170.
  • the target lane setting unit 110 is an example of a “first setting unit”
  • the action plan generation unit 126 is an example of a “second setting unit”.
  • the track generation unit 130 and the travel control unit 160 are examples of a “control unit”.
  • Part or all of the units of the target lane setting unit 110 and the automatic driving control unit 120 are realized by a processor executing a program (software). Some or all of these may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or may be realized by a combination of software and hardware.
  • LSI Large Scale Integration
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the storage unit 180 stores information such as high-precision map information 182, target lane information 184, and action plan information 186.
  • the storage unit 180 is realized by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or the like.
  • the program executed by the processor may be stored in the storage unit 180 in advance, or may be downloaded from an external device via an in-vehicle Internet facility or the like.
  • the program may be installed in the storage unit 180 by mounting a portable storage medium storing the program on a drive device (not shown).
  • the vehicle control system 100 may be distributed by a plurality of computer devices.
  • the target lane setting unit 110 is realized by, for example, an MPU.
  • the target lane setting unit 110 divides the route provided from the navigation device 50 into a plurality of blocks B (n: n is a natural number) (for example, every 100 [m] with respect to the vehicle traveling direction), and a high-precision map.
  • a target lane is set for each block B (n) with reference to the information 182. Note that the division interval of the block B (n) may be equal or unequal.
  • the target lane setting unit 110 determines, for example, what number of lane the vehicle travels from the left on the map. For example, when there is a branching point or a joining point in the route of the host vehicle, the target lane setting unit 110 may set the target lane so that the host vehicle M can travel on a reasonable driving route for traveling to the branch destination. Set.
  • the target lane setting unit 110 sets a target lane on the road in the map indicated by the high-precision map information 182, and uses the high-precision map information 182 in which the target lane is set for each block B (n) as the target lane information 184.
  • the data is stored in the storage unit 180.
  • the high-precision map information 182 is map information with higher accuracy than the navigation map included in the navigation device 50.
  • the high-precision map information 182 includes, for example, information on the center of the lane or information on the boundary of the lane.
  • the high-precision map information 182 may include road information, traffic regulation information, address information (address / postal code), facility information, telephone number information, and the like.
  • Road information includes information indicating the type of road such as expressway, toll road, national road, prefectural road, road lane number, width of each lane, road gradient, road position (longitude, latitude, height). Information including 3D coordinates), curvature of lane curves, lane merging and branch point positions, signs provided on roads, and the like.
  • the traffic regulation information includes information that the lane is blocked due to construction, traffic accidents, traffic jams, or the like.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the target lane information 184.
  • the alternative lane shown in FIG. 3 represents a lane that can be temporarily set as the target lane by processing of the action plan generation unit 126 described later.
  • Non-set lanes represent lanes that are not set as target lanes.
  • the target lane setting unit 110 sets the target lane on the high-accuracy map according to the following conditions (1) to (4). Note that the following conditions are merely examples, and some of the conditions may be omitted, or additional conditions may be added.
  • the leftmost lane in the direction orthogonal to the traveling direction of the host vehicle M is set as the target lane.
  • the target lane is set in a lane other than this lane.
  • the branch destination lane or the lane adjacent to the branch destination lane is located at a predetermined distance (for example, 1 km) before the branch point.
  • the main line is set as the target lane at a point where the branch line can merge with the main line.
  • the target lane setting unit 110 sets the target lane on the same lane or sets the adjacent lane of the previously set target lane as a new target lane.
  • a lane may be set as a new target lane across one or more lanes from a previously set target lane. That is, the target lane setting unit 110 may set the target lane without considering the adjacent relationship between the lanes.
  • the lane L1 in which the host vehicle M is currently traveling is a single line, so this lane L1 is set as the target lane.
  • the sections of blocks B (k-1) and B (k) there are a plurality of lanes, but there is a branch point in front of the leftmost lane L2 of the main line.
  • the leftmost lane L3 is set as the target lane.
  • a branch point exists in block B (k + 2) in the next section, and the branch destination lane L5 is in the direction of the destination, so that the lane L4 adjacent to this lane L5 is Set to the target lane.
  • the vehicle position recognition unit 122 of the automatic driving control unit 120 includes high-precision map information 182 stored in the storage unit 180 and information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, the navigation device 50, or the vehicle sensor 60. And the lane (traveling lane) in which the host vehicle M is traveling is recognized.
  • the host vehicle position recognizing unit 122 includes a pattern of road marking lines recognized from the high-accuracy map information 182 (for example, an array of solid lines and broken lines) and the periphery of the host vehicle M recognized from an image captured by the camera 40. It is recognized which lane the target lane is by comparing the road lane marking pattern. In this recognition, the position of the host vehicle M acquired from the navigation device 50 and the processing result by INS may be taken into account.
  • the own vehicle position recognition unit 122 recognizes the relative position of the own vehicle M with respect to the recognized traveling lane based on the high-precision map information 182 and information from various sensors.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating how the vehicle position recognition unit 122 recognizes the relative position of the vehicle M with respect to the target lane L1.
  • the own vehicle position recognizing unit 122 for example, a line connecting the deviation OS from the target lane center CL of the reference point (for example, the center of gravity or the rear wheel axle center) of the own vehicle M and the target lane center CL in the traveling direction of the own vehicle M. Is recognized as a relative position of the host vehicle M with respect to the target lane L1. Instead, the host vehicle position recognition unit 122 recognizes the position of the reference point of the host vehicle M with respect to any side end of the host lane L1 as the relative position of the host vehicle M with respect to the target lane. Also good.
  • the relative position of the host vehicle M recognized by the host vehicle position recognition unit 122 is provided to the target lane setting unit 110.
  • the external environment recognition unit 124 recognizes the position of the surrounding vehicle and the state such as speed and acceleration based on information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, and the like.
  • the peripheral vehicle is, for example, a vehicle that travels around the host vehicle M and travels in the same direction as the host vehicle M.
  • the position of the surrounding vehicle may be represented by a reference point such as the center of gravity or corner of the other vehicle, or may be represented by an area expressed by the contour of the other vehicle.
  • the “state” of the surrounding vehicle may include the acceleration of the surrounding vehicle, whether the lane is changed (or whether the lane is going to be changed), which is grasped based on the information of the various devices.
  • the external environment recognition unit 124 may recognize the positions of guardrails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, and other objects.
  • the action plan generation unit 126 sets a starting point of automatic driving and / or a destination of automatic driving.
  • the starting point of the automatic driving may be the current position of the host vehicle M or a point where an operation for instructing automatic driving is performed.
  • the action plan generation unit 126 refers to the target lane information 184 and generates an action plan in a section between the start point and the destination for automatic driving. Not only this but the action plan production
  • the action plan is composed of, for example, a plurality of events that are sequentially executed.
  • Examples of the event include a deceleration event for decelerating the host vehicle M, an acceleration event for accelerating the host vehicle M, a lane keeping event for driving the host vehicle M so as not to deviate from the target lane, and a lane change event for changing the target lane.
  • a passing event that causes the own vehicle M to pass the preceding vehicle, a change to a desired lane at the branch point, or a driving event that causes the host vehicle M to travel without departing from the current target lane.
  • a merging event that accelerates or decelerates the host vehicle M and changes the target lane is included.
  • the action plan generation unit 126 sets a lane change event, a branch event, or a merge event at a location where the target lane set by the target lane setting unit 110 is switched.
  • Information indicating the action plan generated by the action plan generation unit 126 is stored in the storage unit 180 as action plan information 186.
  • the action plan generation unit 126 temporarily sets other lanes as target lanes based on the adjacent relationship between the travel lane in which the host vehicle M is currently traveling and the target lane set by the target lane setting unit 110.
  • the other lane temporarily set as the target lane will be referred to as a “provisional target lane”.
  • the action plan generation unit 126 refers to the target lane information 184 and is positioned between the travel lane and the target lane when the target lane is set across one or more lanes from the travel lane. Set the lane as the provisional target lane.
  • the action plan generation unit 126 may set a plurality of event candidates for the section in which the provisional target lane is set. Then, the action plan generation unit 126 selects one event based on the state of the surrounding vehicle recognized by the external recognition unit and the presence or absence of an object such as an obstacle from among a plurality of event candidates set for this section. Select. That is, the action plan generation unit 126 sets all the events that can be executed according to the surrounding situation as candidates for the section in which the provisional target lane is set, and the recognition result by the external recognition unit. Based on these candidates, the action plan is dynamically changed by selecting a timely event from these candidates.
  • the action plan generation unit 126 determines that the speed of the surrounding vehicle recognized by the external recognition unit 124 during the vehicle traveling exceeds a threshold value, or the moving direction of the surrounding vehicle traveling in the lane adjacent to the own lane is the own lane direction.
  • an appropriate event is selected from preset event candidates. For example, when a lane change event is set, if it is determined from the recognition result of the external recognition unit 124 that the vehicle has traveled at a speed equal to or higher than a threshold from the lane change destination lane behind the lane keep event, The action plan generation unit 126 may select a deceleration event, a lane keep event, or the like from preset event candidates, and change the event to be performed to the selected event.
  • FIG. 5 is a diagram in which a scene in which a provisional target lane as a comparative example is not set is compared with a scene in which the provisional target lane according to the present embodiment is set.
  • 5A shows a comparative example in which the provisional target lane is not set
  • FIG. 5B shows an example of this embodiment.
  • the target lane is set in the order of the lanes L1, L2, and L3.
  • the host vehicle M is controlled to join the lane L2. Is done.
  • the timing of merging depends on the speed of the surrounding vehicles traveling in the lane L2, the inter-vehicle distance between the vehicles, and the like, it is often possible that the vehicle cannot move to the lane even at the timing t3.
  • a fear of a vehicle occupant of the host vehicle M may be given. Further, even when the lane can be changed from the lane L2 to the lane L3 before the timing t3 when the target lane is switched, it is necessary to wait for the event to be performed until a predetermined time (in this case, t3).
  • a predetermined time in this case, t3
  • the target lane setting unit 110 when there are a plurality of lanes set as the target lane, the target lane setting unit 110 does not consider the adjacent relationship between the lanes, and finally Only the lane to be reached is set as the target lane, and the action plan generation unit 126 sets other lanes until reaching the target lane set by the target lane setting unit 110 as the temporary target lane. Therefore, a certain range can be given to the execution timing for each event. For example, the merge event for the lane L2 only needs to be performed by time t4, and the host vehicle M is controlled to merge with the temporary target lane L2 at any timing in the period up to time t4. During this period, not only the merge event but also other events such as lane keep are set, so that it is possible to perform an operation such as temporarily performing lane keep until an appropriate merge timing.
  • the lane change event for the lane L3 only needs to be performed after the timing at which the merging event is performed.
  • the host vehicle M is either after the time t2. Is controlled so as to change the lane to the original target lane L3. Therefore, it is not necessary to immediately perform a lane change event after time t2, and a lane keep event or the like may be appropriately performed.
  • the vehicle control system 100 can improve the feasibility of the action plan by selecting a lane flexibly on the route to the destination. Further, the vehicle control system 100 can carefully change the traveling lanes one by one according to the surrounding conditions during traveling. Therefore, the host vehicle M can be automatically driven more safely.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an action plan generated for a certain section.
  • the action plan generation unit 126 generates an action plan necessary for the host vehicle M to travel on the target lane indicated by the target lane information 184.
  • the action plan generation unit 126 sets a plurality of event candidates in the provisional target lane, and dynamically changes the event according to the surrounding situation.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the trajectory generation unit 130.
  • the track generation unit 130 includes, for example, a travel mode determination unit 132, a track candidate generation unit 134, an evaluation / selection unit 136, and a lane change control unit 138.
  • the travel mode determination unit 132 determines one of the travel modes, such as constant speed travel, follow-up travel, deceleration travel, curve travel, and obstacle avoidance travel, when the lane keeping event is performed. For example, when the other vehicle does not exist in front of the host vehicle M, the travel mode determination unit 132 determines the travel mode to be constant speed travel. In addition, the traveling mode determination unit 132 determines the traveling mode to follow traveling when traveling in accordance with the preceding vehicle. In addition, the travel mode determination unit 132 determines the travel mode to be decelerated travel when the external environment recognition unit 124 recognizes deceleration of the preceding vehicle or when an event such as stopping or parking is performed.
  • the travel mode determination unit 132 determines one of the travel modes, such as constant speed travel, follow-up travel, deceleration travel, curve travel, and obstacle avoidance travel, when the lane keeping event is performed. For example, when the other vehicle does not exist in front of the host vehicle M, the travel mode determination unit 132 determines the travel mode to be constant speed
  • the traveling mode determination unit 132 determines that the traveling mode is curved traveling when the outside recognition unit 124 recognizes that the host vehicle M has reached a curved road. In addition, when the outside recognition unit 124 recognizes an obstacle in front of the host vehicle M, the driving mode determination unit 132 determines the driving mode to be obstacle avoidance driving.
  • the trajectory candidate generation unit 134 generates trajectory candidates based on the travel mode determined by the travel mode determination unit 132.
  • the track in the present embodiment is a collection of target positions (track points) that the reference point (for example, the center of gravity and the center of the rear wheel axis) of the host vehicle M should reach at every future predetermined time (or every predetermined travel distance).
  • the track candidate generation unit 134 determines the target speed of the host vehicle M based on at least the speed of the target OB existing in front of the host vehicle M recognized by the external field recognition unit 124 and the distance between the host vehicle M and the target OB. calculate.
  • the trajectory candidate generation unit 134 generates one or more trajectories based on the calculated target speed.
  • the target OB includes a preceding vehicle, points such as a merge point, a branch point, a target point, and an object such as an obstacle.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 134.
  • the track candidate generation unit 134 uses the current position of the host vehicle M as a reference every time a predetermined time ⁇ t elapses from the current time, K (1), K (2). , K (3),... Are set.
  • these trajectory points may be simply referred to as “trajectory points K”.
  • the trajectory candidate generation unit 134 sets a plurality of trajectory points K at equal intervals, as shown in FIG.
  • the trajectory candidate generation unit 134 may generate only one trajectory.
  • the trajectory candidate generation unit 134 When the travel mode determination unit 132 determines that the travel mode is decelerated travel (including the case where the preceding vehicle decelerates in the follow-up travel), the trajectory candidate generation unit 134, as shown in FIG. An orbit point K that has an earlier time to be generated has a larger interval, and an orbit point K that has a later arrival time has a smaller interval and generates a trajectory.
  • the preceding vehicle may be set as the target OB, or a junction point other than the preceding vehicle, a point such as a branch point or a target point, an obstacle, or the like may be set as the target OB.
  • the track point K which arrives later from the host vehicle M, approaches the current position of the host vehicle M, so that the travel control unit 160 described later decelerates the host vehicle M.
  • the track candidate generation unit 134 sets a plurality of track points K according to the curvature of the road. It arrange
  • the evaluation / selection unit 136 evaluates the track candidates generated by the track candidate generation unit 134 from, for example, two aspects of planability and safety, and selects a track to be output to the travel control unit 160. .
  • planability for example, the track is highly evaluated when the followability with respect to an already generated plan (for example, an action plan) is high and the total length of the track is short.
  • an already generated plan for example, an action plan
  • a trajectory in which the lane is once changed in the left direction and returned is evaluated as low.
  • safety for example, the distance between the host vehicle M and an object (such as a surrounding vehicle) is longer, and the higher the acceleration / deceleration, the change amount of the steering angle, and the like, the higher the evaluation.
  • the lane change control unit 138 operates when a lane change event, a branch event, a merge event, or the like is performed, that is, when a lane change in a broad sense is performed.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing executed when a lane change event is performed. The processing will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the lane change control unit 138 selects two neighboring vehicles from neighboring vehicles that are adjacent to the lane (own lane) in which the host vehicle M is traveling and that travel in the adjacent lane to which the lane is changed. Then, the target position TA is set between these peripheral vehicles (step S100).
  • the peripheral vehicle that travels immediately before the target position TA in the adjacent lane is referred to as a front reference vehicle mB
  • the peripheral vehicle that travels immediately after the target position TA in the adjacent lane is referred to as a rear reference vehicle mC.
  • the target position TA is a relative position based on the positional relationship between the host vehicle M, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating how the target position TA is set.
  • mA represents a preceding vehicle
  • mB represents a front reference vehicle
  • mC represents a rear reference vehicle.
  • An arrow d represents the traveling (traveling) direction of the host vehicle M
  • L1 represents the host lane
  • L2 represents an adjacent lane.
  • the lane change control unit 138 sets the target position TA between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC on the adjacent lane L2.
  • the lane change control unit 138 determines whether or not a primary condition for determining whether or not a lane change is possible at the target position TA (ie, between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC) is satisfied. Determination is made (step S102).
  • the primary condition is, for example, that there is no part of the surrounding vehicle in the prohibited area RA provided in the adjacent lane, and that the TTC of the host vehicle M, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC is greater than the threshold value, respectively. That is.
  • This determination condition is an example when the target position TA is set to the side of the host vehicle M.
  • the lane change control unit 138 returns the process to step S100 and resets the target position TA. At this time, speed control for moving to the side of the target position TA is performed by waiting until the target position TA that can satisfy the primary condition can be set or by changing the target position TA. May be.
  • the lane change control unit 138 projects the host vehicle M onto the lane L2 that is the lane change destination, and sets a prohibited area RA that has a slight margin before and after.
  • the prohibited area RA is set as an area extending from one end to the other end in the lateral direction of the lane L2.
  • the lane change control unit 138 calculates the collision margin time TTC (B) between the extension line FM and the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle TTC (C) between the extension line RM and the rear reference vehicle mC.
  • the collision margin time TTC (B) is a time derived by dividing the distance between the extension line FM and the front reference vehicle mB by the relative speed of the host vehicle M and the front reference vehicle mB.
  • the collision margin time TTC (C) is a time derived by dividing the distance between the extension line RM and the rear reference vehicle mC by the relative speed of the host vehicle M and the rear reference vehicle mC.
  • the trajectory candidate generation unit 134 determines that the primary condition is satisfied when the collision margin time TTC (B) is larger than the threshold value Th (B) and the collision margin time TTC (C) is larger than the threshold value Th (C). To do.
  • the threshold values Th (B) and Th (C) may be the same value or different values.
  • the lane change control unit 138 causes the track candidate generation unit 134 to generate a track candidate for lane change (step S104).
  • FIG. 11 is a diagram illustrating how a track for changing lanes is generated.
  • the track candidate generation unit 134 assumes that the preceding vehicle mA, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC travel with a predetermined speed model, and the speed model of these three vehicles and the speed of the host vehicle M Based on the above, a candidate for a track is generated so that the own vehicle M is positioned between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC at a certain future time without interfering with or contacting the preceding vehicle mA. .
  • the track candidate generation unit 134 uses a spline curve or the like from the current position of the host vehicle M to the position of the forward reference vehicle mB at a certain time in the future, the center of the lane to which the lane is changed, and the end point of the lane change. Are smoothly connected to each other, and a predetermined number of orbit points K are arranged on the curve at equal or unequal intervals. At this time, the trajectory candidate generation unit 134 generates a trajectory so that at least one of the trajectory points K is disposed within the target position TA.
  • the lane change control unit 138 may return to the process of S100 described above and newly set the target position TA.
  • the lane change control unit 138 sets, for example, the rear reference vehicle mC referred to when the target position TA is set as a new front reference vehicle mB, and a vehicle that exists behind the newly set front reference vehicle mB. Is set as a new rear reference vehicle mC, and the target position TA is reset between the reset front reference vehicle mB and rear reference vehicle mC.
  • the lane change control unit 138 sets the forward reference vehicle mB referred to when the target position TA is set as a new backward reference vehicle mC, and in front of the newly set backward reference vehicle mC.
  • the existing vehicle may be set as a new front reference vehicle mB, and the target position TA may be reset between the reset front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC.
  • the track candidate generation unit 134 generates a track for changing the lane of the host vehicle M between the reset front reference vehicle mB and rear reference vehicle mC.
  • the evaluation / selection unit 136 determines whether or not a trajectory candidate that satisfies the setting condition has been generated (step S106).
  • the setting condition is, for example, that an evaluation value equal to or greater than a threshold value is obtained from the viewpoints of planning and safety described above.
  • the evaluation / selection unit 136 selects, for example, the track candidate with the highest evaluation value, outputs the track information to the travel control unit 160, and performs the lane change. (Step S108).
  • step S100 if a trajectory that satisfies the set condition could not be generated, the process returns to step S100. At this time, similarly to the case where a negative determination is obtained in step S102, a process of entering a standby state or resetting the target position TA may be performed.
  • the traveling control unit 160 controls the driving force output device 90, the steering device 92, and the brake device 94 so that the host vehicle M passes the track generated by the track candidate generating unit 134 at a scheduled time.
  • the switching control unit 170 switches the operation mode based on an operation instructing acceleration, deceleration, or steering with respect to the operation device 70 in addition to switching the operation mode based on the operation mode designation signal input from the changeover switch 80. For example, the switching control unit 170 switches from the automatic operation mode to the manual operation mode when the state where the operation amount input from the operation detection sensor 72 exceeds the threshold value continues for a reference time or longer. In addition, the switching control unit 170 switches the operation mode from the automatic operation mode to the manual operation mode in the vicinity of the automatic operation destination.
  • the switching control unit 170 When switching from the manual operation mode to the automatic operation mode, the switching control unit 170 performs this based on the operation mode designation signal input from the changeover switch 80. Further, after switching from the automatic operation mode to the manual operation mode, control is performed to return to the automatic operation mode when an operation for instructing acceleration, deceleration or steering to the operation device 70 is not detected for a predetermined time. It may be broken.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a process flow of the automatic operation control unit 120 in the embodiment.
  • the action plan generation unit 126 reads the target lane information 184 for a predetermined block B (n) (for example, 2 km) from the storage unit 180 (step S200), and the travel lane recognized by the own vehicle position recognition unit 122 and Then, it is determined whether or not the target lane set by the target lane information 184 matches (step S202).
  • step S204 If the traveling lane matches the target lane, the automatic operation control unit 120 performs lane keeping (step S204).
  • the action plan generation unit 126 determines whether or not the adjacent lane adjacent to the travel lane is the target lane (step S206).
  • the automatic driving control unit 120 changes the own vehicle M from the traveling lane to the adjacent lane that is the target lane (step S208).
  • the action plan generation unit 126 sets the adjacent lane in the meantime as the temporary target lane (step) S210).
  • the automatic driving control unit 120 changes the own vehicle M from the traveling lane to the adjacent lane that is the temporary target lane by the timing of switching from the temporary target lane to the original target lane (step S212).
  • the action plan generation unit 126 waits until the lane change to the provisional target lane is completed (step S214), and when the lane change to the provisional target lane is completed, the process returns to step S206 described above.
  • the automatic operation control unit 120 sets the adjacent lane of the travel lane as the temporary target lane, and the target lane setting unit 110 sets the target lane. Repeat the lane change until you reach the lane.
  • the automatic driving control unit 120 refers to the target lane information 184 and determines whether or not the current position of the host vehicle M recognized by the host vehicle position recognition unit 122 is the terminal point of the block B (n). (Step S216), if it is not the end point of the block B (n), the process returns to the above-described step S202. If it is the end point of the block B (n), the process of this flowchart is terminated.
  • the vehicle control system includes a target lane setting unit 110 that sets a target lane in which the host vehicle M travels in any of a plurality of lanes without considering the adjacent relationship between the lanes.
  • a target lane setting unit 110 sets a target lane in which the host vehicle M travels in any of a plurality of lanes without considering the adjacent relationship between the lanes.
  • an action plan generating unit 126 that sets the other lane as a provisional target lane
  • a control unit for example, a track candidate generation unit 134, a lane change control unit 138, and a travel control unit 160
  • works can be selected flexibly according to the condition at the time of driving

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Abstract

車両制御システムは、自車両を走行させる目標車線を設定する第１の設定部と、自車両が走行している走行車線と、第１の設定部により設定された目標車線との間に車線が存在する場合、走行車線と目標車線との間に存在する車線を一時的に目標車線に設定する第２の設定部と、第１の設定部または第２の設定部により設定された目標車線を走行するように、少なくとも自車両の操舵を自動的に制御する制御部と、を備える。

Description

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
　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。
　本願は、２０１６年３月１５日に出願された日本国特願２０１６－０５１０７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　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、道路地図を示す道路基準情報を用いて探索された経路を、道路地図を詳細に表した車線基準情報によって特定し、車線基準情報によって特定される経路に基づいて、車両を誘導するための誘導情報を生成する車両支援技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００６－２６６８６５号公報
　しかしながら、従来の技術では、走行する車線を柔軟に選択することができない場合があった。
　本発明の態様は、走行時の状況に応じて走行する車線を柔軟に選択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。
　（１）本発明の一態様に係る車両制御システムは、設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定する第１の設定部と、前記自車両が走行している走行車線と、前記第１の設定部により設定された前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定する第２の設定部と、前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する制御部と、を備える。
　（２）上記（１）の態様において、前記制御部が、前記走行車線と、前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線とが異なる場合に、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御することで、前記走行車線から前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線に前記自車両を車線変更させてもよい。
　（３）上記（２）の態様において、前記制御部が、前記自車両を、前記第２の設定部により一時的に目標車線として設定された前記車線に車線変更させた後、前記第１の設定部により設定された目標車線に、前記自車両を車線変更させてもよい。
　（４）上記（２）または（３）の態様において、前記第２の設定部は、前記制御部が、前記第２の設定部により一時的に目標車線として設定された前記車線に前記自車両を車線変更させた後、前記走行車線と前記第１の設定部により設定された目標車線との間に依然として車線が存在する場合、前記走行車線と前記第１の設定部により設定された目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定してもよい。
　（５）本発明の一態様である車両制御のためのコンピュータ実装方法は、設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定し、前記自車両が走行している走行車線と、前記設定した前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定し、前記設定した前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する。
　（６）本発明の一態様である車両制御プログラムは、車載コンピュータに、設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定させ、前記自車両が走行している走行車線と、前記設定させた前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定させ、前記設定させた前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御させる。
　上記（１）から（６）の態様によれば、走行時の状況に応じて走行する車線を柔軟に選択することができる。
自車両の構成要素を示す図である。 自車両の機能構成図である。 目標車線情報の一例を示す図である。 自車位置認識部により目標車線に対する自車両の相対位置が認識される様子を示す図である。 比較例としての暫定目標車線が設定されない場面と、本実施形態である暫定目標車線が設定される場面とを対比させた図である。 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。 軌道生成部の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部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。 実施形態における自動運転制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　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。
　＜構成＞
　図１は、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。
　図２は、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、操作デバイス（操作子）７０と、操作検出センサ７２と、通信装置７５と、切替スイッチ８０と、走行するための駆動力を出力する駆動力出力装置９０と、ステアリング装置９２と、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の目標車線設定部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。
　操作デバイス７０は、例えば、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子を含む。
　操作検出センサ７２は、操作デバイス７０の操作量を検出するセンサであり、例えば、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）などのセンサを含む。例えば、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。
　通信装置７５は、セルラー通信網、Ｗｉ－Ｆｉ網、ＤＳＲＣ（Dedicated Short RangeCommunications）などを利用した車車間通信網などを利用した無線通信を行う。通信装置７５は、例えば、無線基地局を介してインターネットに接続することで、情報提供サーバから情報を取得する。
　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スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。
　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。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）を備える。また、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、駆動力出力装置９０は、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、駆動力出力装置９０は、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。
　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。
　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。
　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、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。この回生ブレーキは、駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータにより発電された電力を利用する。
　［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、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、目標車線設定部１１０と、自動運転制御部１２０と、記憶部１８０とを備える。
　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１２４と、行動計画生成部１２６と、軌道生成部１３０と、走行制御部１６０と、切替制御部１７０とを備える。
　目標車線設定部１１０は、「第１の設定部」の一例であり、行動計画生成部１２６は、「第２の設定部」の一例である。
　また、軌道生成部１３０および走行制御部１６０は、「制御部」の一例である。
　目標車線設定部１１０、および自動運転制御部１２０の各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（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。
　目標車線設定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線設定部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Ｂ（ｎ：ｎは自然数）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Ｂ（ｎ）ごとに目標車線を設定する。
　なお、ブロックＢ（ｎ）の分割間隔は、均等であってもよいし、不均等であってもよい。
　目標車線設定部１１０は、地図上において、例えば、自車両が左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。例えば、自車両の経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、目標車線設定部１１０は、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、目標車線を設定する。
　目標車線設定部１１０は、高精度地図情報１８２が示す地図内の道路において目標車線を設定し、ブロックＢ（ｎ）ごとに目標車線が設定された高精度地図情報１８２を、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶させる。
　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。
　図３は、目標車線情報１８４の一例を示す図である。
　図３中に示す代替車線は、後述する行動計画生成部１２６の処理により、一時的に目標車線に設定され得る車線を表している。
　また、非設定車線は、目標車線として設定されない車線を表している。例えば、目標車線設定部１１０は、以下の条件（１）から（４）に従って目標車線を高精度地図上に設定する。
　なお、以下の条件は、あくまでも一例であり、条件の一部が省略されてもよいし、更に別の条件が追加されてもよい。
　（１）目標車線を設定する候補の車線が複数存在する場合、自車両Ｍの進行方向と直交する方向にて最も左側の車線を目標車線として設定する。
　（２）車両前方の所定距離（例えば２ｋｍ）以内において、車線が減少、または分岐する場合は、この車線を除く他の車線に目標車線を設定する。
　（３）車線の分岐点において、目的地の方向が分岐先の車線である場合、分岐点の所定距離（例えば１ｋｍ）手前の地点で、分岐先の車線または分岐先の車線に隣接する車線を目標車線に設定する。
　（４）車線の合流点において、支線から本線に合流可能な地点で、本線を目標車線に設定する。
　上記条件（１）から（４）に従う場合、目標車線設定部１１０は、同一車線上に目標車線を設定し続ける場合や、以前に設定した目標車線の隣接車線を、新たな目標車線に設定する場合、以前に設定した目標車線から、１つまたは複数の車線を隔てて車線を新たな目標車線に設定する場合などがある。
　すなわち、目標車線設定部１１０は、車線同士の隣接関係を考慮せずに目標車線を設定する場合がある。
　図３に示す例においては、ブロックＢ（ｋ－２）の区間では、自車両Ｍが現在走行している車線Ｌ１が単線であるため、この車線Ｌ１が目標車線に設定される。
　また、ブロックＢ（ｋ－１）およびＢ（ｋ）の区間では、複数の車線が存在するが、本線の最も左側の車線Ｌ２の前方において分岐点が存在するため、車線Ｌ２を除いた中で最も左側の車線Ｌ３が目標車線に設定される。
　また、ブロックＢ（ｋ＋１）の区間では、次の区間におけるブロックＢ（ｋ＋２）において分岐点が存在し、分岐先の車線Ｌ５が目的地の方向であるため、この車線Ｌ５に隣接する車線Ｌ４が目標車線に設定される。
　自動運転制御部１２０の自車位置認識部１２２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）を認識する。
　例えば、自車位置認識部１２２は、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、目標車線がどの車線であるかを認識する。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。
　また、自車位置認識部１２２は、高精度地図情報１８２と、各種センサからの情報とに基づいて、認識した走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
　図４は、自車位置認識部１２２により目標車線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１２２は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心または後輪軸中心）の目標車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の目標車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、目標車線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１２２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、目標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、目標車線設定部１１０に提供される。
　外界認識部１２４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基準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１２４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。
　行動計画生成部１２６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１２６は、目標車線情報１８４を参照して、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１２６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、目標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、目標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、現在の目標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、目標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１２６は、目標車線設定部１１０により設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１２６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。
　また、行動計画生成部１２６は、自車両Ｍが現在走行している走行車線と、目標車線設定部１１０により設定された目標車線との隣接関係に基づいて、他車線を一時的に目標車線に設定する。以下、一時的に目標車線に設定された他車線を、「暫定目標車線」と称して説明する。
　例えば、行動計画生成部１２６は、目標車線情報１８４を参照し、走行車線から、１つまたは複数の車線を隔てて目標車線が設定されている場合、走行車線と目標車線との間に位置する車線を暫定目標車線に設定する。
　行動計画生成部１２６は、暫定目標車線を設定した区間については、複数のイベント候補を設定してよい。そして、行動計画生成部１２６は、この区間について設定した複数のイベントの候補の中から、外界認識部により認識された周辺車両の状態や、障害物等の物体の有無に基づいて、一つのイベントを選択する。
　すなわち、行動計画生成部１２６は、暫定目標車線を設定した区間については、周囲の状況に応じて実施され得る可能性のある全てのイベントを候補として設定しておき、外界認識部による認識結果に基づいて、これらの候補の中から適時イベントを選択することで、行動計画を動的に変更する。
　例えば、行動計画生成部１２６は、車両走行中に外界認識部１２４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、予め設定したイベントの候補の中から適切なイベントを選択する。
　例えば、車線変更イベントが設定されている場合において、外界認識部１２４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１２６は、予め設定したイベントの候補の中から減速イベントやレーンキープイベント等を選択し、実施するイベントを選択したものに変更してよい。
　図５は、比較例としての暫定目標車線が設定されない場面と、本実施形態である暫定目標車線が設定される場面とを対比させた図である。図５中（ａ）は、暫定目標車線が設定されない比較例を示し、図５中（ｂ）は、本実施形態の一例を示している。
　例えば、図５中（ａ）の比較例では、支線Ｌ１から本線の車線Ｌ３に自車両Ｍを移動させたい場合、車線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の順で目標車線が設定される。
　このような場合、例えば、目標車線が車線Ｌ１からＬ２に切り替わるタイミングｔ１から、次に車線Ｌ２から車線Ｌ３に目標車線が切り替わるタイミングｔ３までの期間において、自車両Ｍは車線Ｌ２に合流するよう制御される。
　しかしながら、合流のタイミングは、車線Ｌ２を走行する周辺車両の速度や車両間の車間距離等に依存するため、タイミングｔ３の時点であっても、その車線に移動できないことが往々にして起こり得る。
　また、目標車線の切り替えタイミングに従って自車両Ｍを走行させることで、強引な合流や車線変更などが行われる場合があり、自車両Ｍの車両乗員に恐怖感を与える場合がある。
　また、目標車線が切り替わるタイミングｔ３以前において、車線Ｌ２から車線Ｌ３に車線変更できる場合であっても、予め定められた時刻（この場合ｔ３）になるまでイベントの実施を待機する必要がある。
　これに対して、図５中（ｂ）の本実施形態では、目標車線設定部１１０が、目標車線として設定される車線が複数存在する場合、車線同士の隣接関係を考慮せずに、最終的に到達すべき車線のみを目標車線に設定し、行動計画生成部１２６が、目標車線設定部１１０により設定された目標車線に至るまでの他車線を暫定目標車線に設定する。そのため、イベントごとの実施タイミングに一定の幅を持たせることができる。
　例えば、車線Ｌ２に対する合流イベントは、時刻ｔ４までに行われればよく、自車両Ｍは、時刻ｔ４までの期間のいずれかのタイミングで暫定目標車線Ｌ２に合流するように制御される。この期間については、合流イベントだけでなくレーンキープ等の他のイベントが設定されるため、適切な合流タイミングまでは一時的にレーンキープを実施しておく、といった運用を行うことができる。
　また、車線Ｌ３に対する車線変更イベントは、合流イベントが実施されたタイミング以降に行われればよく、例えば、合流イベントが時刻ｔ２のタイミングで行われた場合、自車両Ｍは、時刻ｔ２以降のいずれかのタイミングで本来の目標車線Ｌ３に車線変更するように制御される。
　従って、時刻ｔ２以降において、すぐさま車線変更イベントが行われる必要はなく、適宜レーンキープイベント等が実施されてよい。
　これによって、車両制御システム１００は、目的地までの経路において柔軟に車線を選択することで行動計画の実現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、走行時の周囲の状況に応じて走行車線を一つ一つ丁寧に変更することができる。そのため、より安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
　図６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６に示すように、行動計画生成部１２６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。この際、行動計画生成部１２６は、暫定目標車線において、複数のイベント候補を設定し、周囲の状況に応じてイベントを動的に変更する。
　図７は、軌道生成部１３０の構成の一例を示す図である。軌道生成部１３０は、例えば、走行態様決定部１３２と、軌道候補生成部１３４と、評価・選択部１３６と、車線変更制御部１３８とを備える。
　走行態様決定部１３２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１３２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１３２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１３２は、外界認識部１２４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１３２は、外界認識部１２４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１３２は、外界認識部１２４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１３４は、走行態様決定部１３２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の基準点（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１３４は、少なくとも、外界認識部１２４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１３４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８は、軌道候補生成部１３４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、図８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１３６により選択された軌道のみ表記して説明する。図８中（Ａ）に示すように、例えば、軌道候補生成部１３４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１３２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１３４は、図８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１３４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１３２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１３４は、図８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１３２により走行態様がカーブ走行に決定された場合、図８中（Ｃ）に示すように、軌道候補生成部１３４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（車線幅方向の位置）を変更しながら配置する。
　また、図８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１３４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１３６は、軌道候補生成部１３４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１３８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９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。図９および図１０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１３８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１０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１０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１０の例の場合、車線変更制御部１３８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１３８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１３８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したり、或いはターゲット位置ＴＡを変更したりすることで、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１０に示すように、車線変更制御部１３８は、例えば、自車両Ｍを車線変更先の車線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、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１３８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１３８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。
　軌道候補生成部１３４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１３８は、車線変更のための軌道の候補を軌道候補生成部１３４に生成させる（ステップＳ１０４）。
　図１１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１３４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、または接触せずに、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１３４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１３４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。
　一次条件を満たさない場合、車線変更制御部１３８は、上述したＳ１００の処理に戻り、新たにターゲット位置ＴＡを設定してよい。
　車線変更制御部１３８は、例えば、ターゲット位置ＴＡを設定した際に参照した後方基準車両ｍＣを新たな前方基準車両ｍＢに設定すると共に、この新たに設定した前方基準車両ｍＢの後方に存在する車両を新たな後方基準車両ｍＣに設定して、再設定した前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間にターゲット位置ＴＡを再設定する。
　なお、車線変更制御部１３８は、同様に、ターゲット位置ＴＡを設定した際に参照した前方基準車両ｍＢを新たな後方基準車両ｍＣに設定すると共に、この新たに設定した後方基準車両ｍＣの前方に存在する車両を新たな前方基準車両ｍＢに設定して、再設定した前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間にターゲット位置ＴＡを再設定してよい。
　これによって、軌道候補生成部１３４は、再設定された前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に自車両Ｍを車線変更させる軌道を生成する。
　次に、評価・選択部１３６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１３６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、軌道候補生成部１３４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、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、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。
　以下、実施形態における自動運転制御部１２０の一連の処理について説明する。図１２は、実施形態における自動運転制御部１２０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、行動計画生成部１２６は、記憶部１８０から所定ブロックＢ（ｎ）分（例えば２ｋｍ分）の目標車線情報１８４を読み出し（ステップＳ２００）、自車位置認識部１２２により認識された走行車線と、目標車線情報１８４により設定された目標車線とが一致するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
　走行車線と目標車線とが一致する場合、自動運転制御部１２０は、レーンキープを実施する（ステップＳ２０４）。
　一方、走行車線と目標車線とが一致しない場合、行動計画生成部１２６は、走行車線に隣接する隣接車線が目標車線であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
　隣接車線が目標車線である場合、自動運転制御部１２０は、自車両Ｍを、走行車線から目標車線である隣接車線に車線変更させる（ステップＳ２０８）。
　一方、隣接車線が目標車線でない場合、少なくとも走行車線と目標車線との間に１つ以上の車線が存在するため、行動計画生成部１２６は、この間の隣接車線を暫定目標車線に設定する（ステップＳ２１０）。
　次に、自動運転制御部１２０は、暫定目標車線から本来の目標車線に切り替わるタイミングまでに、自車両Ｍを、走行車線から暫定目標車線である隣接車線に車線変更させる（ステップＳ２１２）。
　次に、行動計画生成部１２６は、暫定目標車線への車線変更が完了するまで待機し（ステップＳ２１４）、暫定目標車線への車線変更が完了すると、上述したステップＳ２０６に処理を戻す。
　これによって、走行車線と目標車線との間に依然として車線が存在する場合、自動運転制御部１２０は、走行車線の隣接車線を暫定目標車線に設定して、目標車線設定部１１０により設定された目標車線に到達するまで車線変更を繰り返す。
　次に、自動運転制御部１２０は、目標車線情報１８４を参照して、自車位置認識部１２２により認識された自車両Ｍの現在位置が、ブロックＢ（ｎ）の終端地点であるか否かを判定し（ステップＳ２１６）、ブロックＢ（ｎ）の終端地点でない場合、上述したステップＳ２０２の処理に戻り、ブロックＢ（ｎ）の終端地点である場合、本フローチャートの処理を終了する。
　以上説明した実施形態によれば、車両制御システムは、複数の車線のいずれかに、自車両Ｍを走行させる目標車線を、車線同士の隣接関係を考慮せずに設定する目標車線設定部１１０と、自車両Ｍが走行している走行車線と、目標車線設定部１１０により設定された目標車線との間に他車線が存在する場合、他車線を暫定目標車線に設定する行動計画生成部１２６と、目標車線または暫定目標車線を走行するように、少なくとも自車両Ｍの操舵を自動的に制御する制御部（例えば軌道候補生成部１３４、車線変更制御部１３８、および走行制御部１６０）と、を備える。これにより、走行時の状況に応じて走行する車線を柔軟に選択することができる。
　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、７５…通信装置、８０…切替スイッチ、９０…駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００…車両制御システム、１１０…目標車線設定部、１２０…自動運転制御部、１２２…自車位置認識部、１２４…外界認識部、１２６…行動計画生成部、１３０…軌道生成部、１３２…走行態様決定部、１３４…軌道候補生成部、１３６…評価・選択部、１３８…車線変更制御部、１６０…走行制御部、１７０…切替制御部、１８０…記憶部、Ｍ…自車両

Claims (6)

  1. 　設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定する第１の設定部と、
    　前記自車両が走行している走行車線と、前記第１の設定部により設定された前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定する第２の設定部と、
    　前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する制御部と、
    　を備える車両制御システム。
  2. 　前記制御部は、前記走行車線と、前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線とが異なる場合に、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御することで、前記走行車線から前記第１の設定部または前記第２の設定部により設定された前記目標車線に前記自車両を車線変更させる、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 　前記制御部は、前記自車両を、前記第２の設定部により一時的に目標車線として設定された前記車線に車線変更させた後、前記第１の設定部により設定された目標車線に、前記自車両を車線変更させる、
    　請求項２に記載の車両制御システム。
  4. 　前記第２の設定部は、
    　前記制御部が、前記第２の設定部により一時的に目標車線として設定された前記車線に前記自車両を車線変更させた後、前記走行車線と前記第１の設定部により設定された目標車線との間に依然として車線が存在する場合、前記走行車線と前記第１の設定部により設定された目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定する、
    　請求項２または３に記載の車両制御システム。
  5. 　設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定し、
    　前記自車両が走行している走行車線と、前記設定した前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定し、
    　前記設定した前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する、
    　車両制御のためのコンピュータ実装方法。
  6. 　車載コンピュータに、
    　設定された目的地までの経路に基づいて、自車両を走行させる目標車線を設定させ、
    　前記自車両が走行している走行車線と、前記設定させた前記目標車線との間に車線が存在する場合、前記走行車線と前記目標車線との間に存在する車線を一時的に前記目標車線に設定させ、
    　前記設定させた前記目標車線を走行するように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御させる、
    　車両制御プログラム。
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