WO2018131290A1 - 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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WO2018131290A1
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lane
vehicle
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淳之 石岡
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本田技研工業株式会社
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    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program capable of guiding a vehicle to a destination while suppressing unnecessary behavior.
  • a vehicle control system a vehicle control method, and a vehicle control program capable of guiding a vehicle to a destination while suppressing unnecessary behavior.
  • a recommended lane setting unit that sets a recommended lane scheduled to travel in automatic driving, and a progress of the own vehicle when the host vehicle travels through the recommended lane set by the recommended lane setting unit.
  • a vehicle control system comprising: an automatic driving control unit that restricts overtaking of another vehicle by the host vehicle when the recommended lane is a branching lane at a branch point ahead in the direction.
  • the automatic driving control unit is configured to move from the branch point to the first predetermined distance. In the first section, when the vehicle travels in the same lane as the recommended lane, the lane change to return to the original lane is not performed.
  • the automatic driving control unit is configured so that in the second section on the nearer side than the first section from the branch point to the first predetermined distance, As a result of the lane change performed in the process of overtaking another vehicle by the own vehicle, if the vehicle travels in the same lane as the recommended lane in the first section, the overtaking of the other vehicle by the own vehicle is permitted.
  • the vehicle control system further includes a reception unit that receives an input operation by an occupant of the host vehicle, and the automatic driving control unit includes the reception A function of changing the lane in a desired direction of the occupant based on an input operation performed on the section, from a first section from the branch point to a first predetermined distance, and from the first section In the second section on the near side, the function is stopped.
  • FIG. 1 It is a lineblock diagram of vehicle control system 1 in a 1st embodiment. It is a figure which shows a mode that the relative position and attitude
  • FIG. It is a figure which shows a mode that a target track is produced
  • FIG. It is a figure which shows an example of the scene where an overtaking event is permitted or prohibited. It is a figure which shows an example of the scene where the lane change performed in the process of an overtaking event is prohibited or permitted.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing when an operation operation for changing lanes is received by an operation receiving unit 32; It is a figure which shows an example of the display apparatus 31 on which the event prohibition notification screen was displayed. It is a figure which shows an example of the scene where the traffic vehicle m jam was specified. It is a figure showing an example of hardware constitutions of automatic operation control unit 100 of an embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system 1 in the first embodiment.
  • the vehicle on which the vehicle control system 1 is mounted is, for example, a vehicle such as a two-wheel, three-wheel, or four-wheel vehicle, and a drive source thereof is an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine, an electric motor, or a combination thereof.
  • the electric motor operates using electric power generated by a generator connected to the internal combustion engine or electric discharge power of a secondary battery or a fuel cell.
  • the vehicle control system 1 includes, for example, a camera 10, a radar device 12, a finder 14, an object recognition device 16, a communication device 20, an HMI (Human20Machine Interface) 30, a vehicle sensor 40, and a navigation device 50. , An MPU (Micro-Processing Unit) 60, a driving operator 80, an automatic driving control unit 100, a traveling driving force output device 200, a brake device 210, and a steering device 220. 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
  • serial communication line a wireless communication network
  • the camera 10 is a digital camera using a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • One or a plurality of cameras 10 are attached to any part of a vehicle (hereinafter referred to as the host vehicle M) on which the vehicle control system 1 is mounted.
  • the camera 10 When imaging the front, the camera 10 is attached to the upper part of the front window shield, the rear surface of the rearview mirror, or the like.
  • the camera 10 periodically and repeatedly images the periphery of the host vehicle M.
  • the camera 10 may be a stereo camera.
  • the radar device 12 radiates a radio wave such as a millimeter wave around the host vehicle M and detects a radio wave (reflected wave) reflected by the object to detect at least the position (distance and direction) of the object.
  • a radio wave such as a millimeter wave around the host vehicle M
  • a radio wave reflected wave
  • One or a plurality of radar devices 12 are attached to arbitrary locations of the host vehicle M.
  • the radar apparatus 12 may detect the position and speed of an object by FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) method.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the finder 14 is a LIDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging) that measures the scattered light with respect to the irradiated light and detects the distance to the target.
  • LIDAR Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging
  • One or a plurality of the finders 14 are attached to arbitrary locations of the host vehicle M.
  • the object recognition device 16 performs sensor fusion processing on the detection results of some or all of the camera 10, the radar device 12, and the finder 14 to recognize the position, type, speed, and the like of the object.
  • the object recognition device 16 outputs the recognition result to the automatic driving control unit 100.
  • the communication device 20 uses, for example, a cellular network, a Wi-Fi network, Bluetooth (registered trademark), DSRC (Dedicated Short Range Communication), etc., to another vehicle (an example of a surrounding vehicle) existing around the host vehicle M Or communicate with various server devices via a wireless base station.
  • a cellular network for example, a Wi-Fi network, Bluetooth (registered trademark), DSRC (Dedicated Short Range Communication), etc.
  • Bluetooth registered trademark
  • DSRC Dedicated Short Range Communication
  • the HMI 30 presents various information to the passenger of the host vehicle M and accepts an input operation by the passenger.
  • the HMI 30 includes a display device 31 and an operation reception unit 32.
  • the display device 31 is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electroluminescence) display, or the like, and is attached to any part of the instrument panel, a front passenger seat, or a rear seat.
  • the display device 31 may be a touch panel integrated with an operation receiving unit 32 described later.
  • the operation reception unit 32 receives a lane change instruction operation as one of operations input by a passenger, for example.
  • the operation receiving unit 32 is, for example, a control switch for a direction indicator provided near the steering wheel. Further, the operation receiving unit 32 may be a lever, an input key, or the like.
  • the operation reception unit 32 generates an operation input signal based on the received input operation, and outputs this signal to the automatic operation control unit 100.
  • the vehicle sensor 40 includes a vehicle speed sensor that detects the speed of the host vehicle M, an acceleration sensor that detects acceleration, a yaw rate sensor that detects angular velocity around the vertical axis, a direction sensor that detects the direction of the host vehicle M, and the like.
  • the vehicle sensor 40 outputs the detected information (speed, acceleration, angular velocity, direction, etc.) to the automatic driving control unit 100.
  • the navigation device 50 includes, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 51, a navigation HMI 52, and a route determination unit 53.
  • the first map information 54 is stored in a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory. Holding.
  • the GNSS receiver 51 specifies the position of the host vehicle M based on the signal received from the GNSS satellite. The position of the host vehicle M may be specified or supplemented by INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 40.
  • the navigation HMI 52 includes a display device, a speaker, a touch panel, input keys, and the like. The navigation HMI 52 may be partly or wholly shared with the HMI 30 described above.
  • the route determination unit 53 uses, for example, the navigation HMI 52 to determine the route from the position of the host vehicle M specified by the GNSS receiver 51 (or any input position) to the destination input by the occupant. The determination is made with reference to the first map information 54.
  • the first map information 54 is information in which a road shape is expressed by, for example, a link indicating a road and nodes connected by the link.
  • the first map information 54 may include road curvature and POI (PointOf Interest) information.
  • the route determined by the route determination unit 53 is output to the MPU 60. Further, the navigation device 50 may perform route guidance using the navigation HMI 52 based on the route determined by the route determination unit 53.
  • the navigation apparatus 50 may be implement
  • the MPU 60 functions as a recommended lane setting unit 61, for example, and holds the second map information 62 in a storage device such as an HDD or a flash memory.
  • the recommended lane setting unit 61 divides the route provided from the navigation device 50 into a plurality of blocks (for example, every 100 [m] with respect to the vehicle traveling direction), and refers to the second map information 62 for each block. To the recommended lane that the vehicle M should travel. For example, when the route provided from the navigation device 50 includes a plurality of lanes, the recommended lane setting unit 61 recommends any one lane from one or more lanes included in each block. Set as lane.
  • the recommended lane setting unit 61 sets a recommended lane so that the host vehicle M can travel on a reasonable driving route for proceeding to the branch destination when there is a branching point or a joining point in the provided route. To do. For example, when there is a destination on an extension line of a lane branched from a main line including a plurality of lanes, the recommended lane setting unit 61 selects a lane toward the branch destination lane (branch lane) among the lanes included in the main line, Set as recommended lane. More specifically, when the destination needs to be present on the branch lane that is turned right from the main line including a plurality of lanes, the recommended lane setting unit 61 includes the host vehicle among the plurality of lanes included in the main line.
  • the rightmost lane in the traveling direction of M is set as the recommended lane.
  • the recommended lane setting unit 61 is leftmost in the traveling direction of the host vehicle M among the plurality of lanes included in the main line.
  • the recommended lane setting unit 61 may set, for example, the leftmost lane among the plurality of lanes included in the main line as the recommended lane.
  • the recommended lane setting unit 61 sets a lane (branch source lane) along the branch lane on the main line as the recommended lane for the first section from the start point of the branch lane to the first predetermined distance.
  • the start point of the branch lane is a point where the lane starts to branch from the main line in front of the traveling direction of the host vehicle M.
  • the first predetermined distance is set, for example, to a distance (for example, about 2 [km]) that allows a lane change with a margin until the start point of the branch lane.
  • the first section may be a section that is reached when the vehicle travels at a constant speed (for example, the average vehicle speed of the lane) from the start point of the branch lane until the first predetermined time elapses.
  • the second map information 62 is map information with higher accuracy than the first map information 54.
  • the second map information 62 includes, for example, information on the center of the lane or information on the boundary of the lane.
  • the second map information 62 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 three-dimensional coordinates including), curvature of lane curve, merging and branching positions of lanes, signs provided on roads, and the like.
  • the second map information 62 may be updated at any time by accessing another device using the communication device 20.
  • the driving operator 80 includes, for example, an accelerator pedal, a brake pedal, a shift lever, a steering wheel, and the like.
  • a sensor that detects the amount of operation or the presence or absence of an operation is attached to the driving operator 80, and the detection result is the automatic driving control unit 100, or the traveling driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device. 220 is output to one or both of 220.
  • the automatic operation control unit 100 includes a first control unit 120 and a second control unit 140, for example.
  • Each of the first control unit 120 and the second control unit 140 is realized by a processor (CPU) such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software).
  • CPU Central Processing Unit
  • some or all of the components of the first control unit 120 and the second control unit 140 are LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), GPU ( It may be realized by hardware (circuit part; including circuit) such as Graphics Processing Unit) or may be realized by cooperation of software and hardware.
  • the first control unit 120 includes, for example, an external environment recognition unit 121, a vehicle position recognition unit 122, and an action plan generation unit 123.
  • the external environment recognition unit 121 determines the position of the surrounding vehicle and the state such as speed and acceleration based on information input directly from the camera 10, the radar device 12, and the finder 14 or via the object recognition device 16. recognize.
  • the position of the surrounding vehicle may be represented by a representative point such as the center of gravity or corner of the surrounding vehicle, or may be represented by an area expressed by the outline of the surrounding vehicle.
  • the “state” of the surrounding vehicle may include acceleration and jerk of the surrounding vehicle, or “behavioral state” (for example, whether or not the lane is changed or is about to be changed).
  • the external environment recognition unit 142 may recognize the positions of guardrails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, road road markings, signs, and other objects.
  • the own vehicle position recognition unit 122 recognizes, for example, the lane (own lane) in which the own vehicle M is traveling, and the relative position and posture of the own vehicle M with respect to the own lane.
  • the own vehicle position recognition unit 122 for example, includes a road marking line pattern (for example, an arrangement of solid lines and broken lines) obtained from the second map information 62 and an area around the own vehicle M recognized from an image captured by the camera 10.
  • the own lane is recognized by comparing with the pattern of the road marking line. 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.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the vehicle position recognition unit 122 recognizes the relative position and posture of the vehicle M with respect to the vehicle lane L1.
  • the own vehicle position recognizing unit 122 performs, for example, a line connecting the deviation OS of the reference point (for example, the center of gravity) of the own vehicle M from the own lane center CL and the own lane center CL in the traveling direction of the own vehicle M.
  • the angle ⁇ is recognized as the relative position and posture of the host vehicle M with respect to the host lane L1.
  • the host vehicle position recognition unit 122 recognizes the position of the reference point of the host vehicle M with respect to one of the side edges of the host lane L1 as the relative position of the host vehicle M with respect to the host lane. Also good.
  • the relative position of the host vehicle M recognized by the host vehicle position recognition unit 122 is provided to the recommended lane setting unit 61 and the action plan generation unit 123.
  • the action plan generation unit 123 generates an action plan so as to travel in the lane set as the recommended lane by the recommended lane setting unit 61 and to cope with the surrounding situation of the host vehicle M.
  • the action plan is composed of events that are sequentially executed in automatic driving.
  • the automatic driving means that the automatic driving control unit 100 controls at least one of acceleration / deceleration or steering of the host vehicle M.
  • Events include, for example, a constant speed travel event that travels in the same travel lane at a constant speed, a follow-up travel event that follows a preceding vehicle that travels in front of the host vehicle M in the own lane, a lane change event that changes the travel lane,
  • the speed of the preceding vehicle is lower than the speed of the own vehicle M by a certain speed or more, and the average speed of surrounding vehicles traveling in the adjacent lane adjacent to the own lane is constant than the speed of the own vehicle M. Planned under circumstances that are faster than speed. For example, when an overtaking event is executed, the own vehicle M temporarily moves to the adjacent lane by changing the lane, and changes lane to the front lane before the lane change (original lane) in front of the preceding vehicle while accelerating. Move by.
  • the event includes a merging event for accelerating / decelerating the own vehicle M in the merging lane for merging with the main line and changing the traveling lane, a branching event for changing the lane of the own vehicle M to the lane at the branch point, An emergency stop event that causes the host vehicle M to stop urgently in accordance with the behavior of the vehicle, a handover event that ends automatic driving, and switches to manual driving may be included.
  • the manual driving means that the driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device 220 are controlled by the operation of the occupant with respect to the driving operator 80.
  • an event for avoidance may be planned based on the surrounding situation of the host vehicle M (the presence of surrounding vehicles and pedestrians, lane narrowing due to road construction, etc.).
  • generation part 123 produces
  • the target trajectory includes, for example, a velocity element.
  • the target trajectory is generated as a set of target points (orbit points) that should be set at a plurality of future reference times for each predetermined sampling time (for example, about 0 comma [sec]) and reach these reference times. The For this reason, when the space
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a target track is generated based on the recommended lane.
  • the recommended lane is set so as to be convenient for traveling along the route to the destination.
  • the action plan generation unit 123 activates a lane change event, a branch event, a merge event, or the like when a predetermined distance before the recommended lane switching point (may be determined according to the type of event) is reached.
  • the action plan generation unit 123 may generate a trajectory for avoidance as shown in FIG. A trajectory may be generated.
  • the action plan generation unit 123 generates, for example, a plurality of target trajectory candidates, and selects an optimal target trajectory at that time based on the viewpoints of safety and efficiency.
  • the action plan generation unit 123 restricts overtaking of the preceding vehicle by the own vehicle M when the position of the own vehicle M is in the second section on the near side of the first section.
  • the second section refers to a section from the first section to the second predetermined distance before.
  • the second predetermined distance may be, for example, a distance similar to the first predetermined distance, or may be a distance shorter or longer than the first predetermined distance.
  • the second section may be a section that is reached when the vehicle travels at a constant speed (for example, the average vehicle speed of the lane) from the first section until the second predetermined time elapses.
  • the action plan generation unit 123 prohibits the overtaking event by not generating a target track for overtaking.
  • the second control unit 140 includes a travel control unit 141.
  • the travel control unit 141 controls the travel driving force output device 200, the brake device 210, and the steering device 220 so that the host vehicle M passes the target track generated by the action plan generation unit 123 at a scheduled time. To do.
  • the driving force output device 200 outputs a driving force (torque) for driving the vehicle to driving wheels.
  • the travel driving force output device 200 includes, for example, a combination of an internal combustion engine, an electric motor, a transmission, and the like, and an ECU that controls these.
  • the ECU controls the above-described configuration in accordance with information input from the travel control unit 141 or information input from the driving operator 80.
  • the brake device 210 includes, for example, 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 brake ECU.
  • the brake ECU controls the electric motor according to the information input from the traveling control unit 141 so that the brake torque corresponding to the braking operation is output to each wheel.
  • the brake device 210 may include, as a backup, a mechanism that transmits the hydraulic pressure generated by operating the brake pedal included in the driving operation element 80 to the cylinder via the master cylinder.
  • the brake device 210 is not limited to the configuration described above, and may be an electronically controlled hydraulic brake device that controls the actuator according to information input from the travel control unit 141 and transmits the hydraulic pressure of the master cylinder to the cylinder. Good.
  • the steering device 220 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 according to the information input from the travel control unit 141 or the information input from the driving operator 80, and changes the direction of the steered wheels.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the action plan generation unit 123.
  • the processing of this flowchart is repeatedly performed at a predetermined cycle during automatic operation, for example.
  • the action plan generation unit 123 uses the vehicle position recognition unit 122, the navigation device 50, and the position of the vehicle M identified by using all or part of the INS, and the recommended lane setting unit 61 sets the recommendation. Based on the relative positional relationship with the lane, it is determined in which section the position of the host vehicle M is located (step S100).
  • the action plan generation unit 123 prohibits the overtaking event (step S102) and ends the processing of this flowchart.
  • the action plan generation unit 123 prohibits an overtaking event (step S104).
  • generation part 123 may permit the lane change in an overtaking event, when a certain condition is satisfy
  • the action plan generation unit 123 permits an overtaking event (step S106).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a scene in which an overtaking event is permitted or prohibited.
  • m ref represents the preceding vehicle.
  • an overtaking event accompanied by a lane change from the own lane L1 to the adjacent lane L2 is permitted, and (b) in the figure.
  • the overtaking event is prohibited.
  • the branch event is planned in the 1st section behind the 2nd section, when the own vehicle M is changed to the lane for overtaking, it passes the branch point without returning to the original lane L1.
  • the action plan generation unit 123 prohibits the overtaking event, Priority is given to maintaining the lane.
  • the host vehicle M can be guided to the destination while suppressing unnecessary behavior. Along with this, the guidance accuracy to the destination can be improved.
  • the action plan generation unit 123 and the lane set as the recommended lane in the first section and the lane to which the lane is changed It is determined whether (branch source lane) is the same (step S108). That is, the action plan generation unit 123 determines whether or not the vehicle will travel in the same lane as the recommended lane in the first section as a result of the lane change performed in the process of overtaking the preceding vehicle by the host vehicle M.
  • the action plan generation unit 123 recommends the first lane when the lane to which the lane is changed is different from the lane set as the recommended lane in the first section (ie, the branch lane), that is, the lane change in the overtaking event.
  • the lane change from the lane of the lane change destination to the lane before the lane change by the travel control unit 141 is prohibited in the second section and thereafter (step S110).
  • the action plan generation unit 123 determines that the lane change destination lane is the same as the lane set as the recommended lane in the first section (the lane of the branch source), that is, the lane change in the overtaking event,
  • the travel control unit 141 determines that the lane change destination lane is the same as the lane set as the recommended lane in the first section (the lane of the branch source), that is, the lane change in the overtaking event.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a scene in which lane changes performed during the overtaking event are prohibited or permitted.
  • the example of (a) in the figure represents that it is permitted to overtake the preceding vehicle m ref at time t i with a lane change from the lane L2 to the lane L1.
  • the recommended lane in the first section is set to the lane L1
  • the time t i + 1 when the lane change to the lane L1 is completed it is prohibited to return to the original lane L2 by the lane change. Is done. This suppresses unnecessary lane changes.
  • the example of (b) in the figure indicates that at the time t i , it is permitted to overtake the preceding vehicle m ref with a lane change from the lane L1 to the lane L2.
  • the recommended lane in the first section is set to the lane L1
  • the time ti + 1 when the lane change to the lane L2 is completed it is permitted to return to the original lane L2 by the lane change. Is done.
  • the action plan generation unit 123 has been described as prohibiting lane change when the position of the host vehicle M is within the second section, but is not limited thereto. For example, when the condition that the lane of the lane change destination is a recommended lane in the first section is satisfied, the action plan generation unit 123 sets the second lane even if the position of the host vehicle M is in the second section. Lane change may be permitted in the section.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a scene where a lane change event is permitted in the second section.
  • the action plan generation unit 123 may permit this. That is, in the case where the timing of the lane change event (one element of the branch event) planned in the first section to be reserved after the second section is simply advanced, the action plan generation unit 123 may permit the lane change.
  • the recommended lane setting unit 61 that sets a recommended lane scheduled to travel in automatic driving, and the host vehicle M travels through the recommended lane set by the recommended lane setting unit 61 by automatic driving.
  • An action plan generation unit 123 that restricts overtaking of the preceding vehicle by the host vehicle M when the recommended lane is the branch source lane at a branch point ahead of the traveling direction of the host vehicle M.
  • the second embodiment differs from the first embodiment described above in that the lane change in the direction desired by the occupant is performed in accordance with the lane change instruction operation received by the operation reception unit 32.
  • the following description will focus on differences from the first embodiment, and descriptions of functions and the like common to the first embodiment will be omitted.
  • the travel control unit 141 when the operation accepting unit 32 is instructed to change lanes, the travel control unit 141 includes the travel driving force output device 200, the brake device, regardless of an event planned in advance as an action plan. 210 and the steering device 220 are controlled to change the lane of the host vehicle M in the direction desired by the occupant. For example, when the control switch of the direction indicator is operated so as to turn on the right turn signal, the traveling control unit 141 changes the vehicle M to the lane on the turn signal lighting side, that is, the right lane in the vehicle traveling direction.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing when the operation accepting unit 32 accepts a lane change instruction operation.
  • the action plan generation unit 123 refers to the operation input signal output by the operation reception unit 32 in the first section, and has the lane change instruction operation been performed on the operation reception unit 32? It is determined whether or not (step S200). If the operation accepting unit 32 is not instructed to change lanes, the process of this flowchart ends.
  • the action plan generation unit 123 causes the display device 31 to display an event prohibition notification screen (step S202), and responds to the lane change instruction operation. To disable control. Accordingly, the lane change scheduled to be performed by the travel control unit 141 in response to the lane change instruction operation is stopped.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the display device 31 on which the event prohibition notification screen is displayed. As shown in the figure, the display device 31 displays, as an event notification screen, that the section in which the host vehicle M is currently traveling is a section in which lane change is prohibited.
  • the action plan generation unit 123 refers again to the operation input signal output by the operation reception unit 32, and determines whether or not an instruction operation for changing lanes has been performed on the operation reception unit 32 (step S31). S204).
  • the action plan generation unit 123 When a lane change instruction operation is performed on the operation reception unit 32, that is, when an lane change instruction operation is performed again by the occupant in a state where an event for changing the lane is prohibited, the action plan generation unit 123. Determines that there is a request for manual driving by the occupant, changes the currently executed event to a handover event (step S206), ends automatic driving, and switches to manual driving.
  • generation part 123 may change into the constant speed driving
  • the vehicle can be guided to the destination while suppressing unnecessary behavior.
  • the third embodiment will be described.
  • the 1st area was set on the basis of a branch point, in 3rd Embodiment, it is on the lane along a branch lane among one or a plurality of lanes included in a main line. It differs from the above-described embodiment in that the position of the first section is changed according to the degree of traffic jam.
  • the following description will focus on differences from the first and second embodiments, and descriptions of functions and the like common to the first and second embodiments will be omitted.
  • the communication device 20 in the third embodiment may acquire information indicating the traffic situation by communicating with an external server device that monitors the traffic situation such as a traffic jam or a traffic accident.
  • the action plan generation unit 123 in the third embodiment is a traffic jam composed of a plurality of vehicles based on the information indicating the traffic situation acquired by the communication device 20 and the state of surrounding vehicles recognized by the external world recognition unit 121.
  • the vehicle m jam is specified.
  • generation part 123 makes the area from the position of the last vehicle mend to the point in front of the 1st predetermined distance or 1st predetermined time among traffic jam vehicles mjam as a 1st area.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a scene in which a congested vehicle m jam is identified.
  • the action plan generation unit 123 determines the position of the last vehicle m end in the congested vehicle m jam.
  • the first section is set as a reference. As a result, it is possible to change lanes more suitable for actual traffic conditions.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the automatic operation control unit 100 according to the embodiment.
  • the automatic operation control unit 100 includes, for example, a communication controller 100-1, a CPU 100-2, a RAM 100-3, a ROM 100-4, a secondary storage device 100-5 such as a flash memory and an HDD, and a drive device 100-6. They are connected to each other by a bus or a dedicated communication line.
  • the drive device 100-6 is loaded with a portable storage medium such as an optical disk.
  • the program 100-5a stored in the secondary storage device 100-5 is expanded in the RAM 100-3 by a DMA controller (not shown) or the like and executed by the CPU 100-2, whereby each functional unit of the automatic operation control unit 100 (The 1st control part 120 and the 2nd control part 140) are realized.
  • the program referred to by the CPU 100-2 may be stored in a portable storage medium attached to the drive device 100-6, or may be downloaded from another device via the network NW.
  • Storage to store information
  • a processor that executes a program stored in the storage, The processor executes the program, Set the recommended lanes that you plan to drive in automatic operation, When the host vehicle travels on the set recommended lane by the automatic driving, when the recommended lane is a branching lane at a branch point ahead of the traveling direction of the host vehicle, the host vehicle overtakes another vehicle. Configured to limit the Vehicle control system.
  • SYMBOLS 1 Vehicle control system, 10 ... Camera, 12 ... Radar apparatus, 14 ... Finder, 16 ... Object recognition apparatus, 20 ... Communication apparatus, 30 ... HMI, 31 ... Display apparatus, 32 ... Operation reception part, 40 ... Vehicle sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Navigation apparatus, 51 ... GNSS receiver, 52 ... Navi HMI, 53 ... Route determination part, 54 ... First map information, 60 ... MPU, 61 ... Recommended lane setting part, 62 ... Second map information, 80 ... Driving Operation unit, 100 ... automatic driving control unit, 120 ... first control unit, 121 ... external world recognition unit, 122 ... own vehicle position recognition unit, 123 ... action plan generation unit, 140 ... second control unit, 141 ... running control unit , 200 ... travel driving force output device, 210 ... brake device, 210 ... steering device

Abstract

車両制御システムは、自動運転において走行予定の推奨車線を設定する推奨車線設定部と、前記推奨車線設定部により設定された推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限する自動運転制御部とを備える。

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、２０１７年１月１３日に、日本に出願された特願２０１７‐００４１７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、追い越しなどに伴う車線変更が行われる際に、自車両の前方に存在する前走車両の将来の加速度合に応じて、車線変更を中止または継続するのかを判断する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－６５４６６号公報
　しかしながら、従来の技術では、車線変更を継続したことにより、例えば、本来走行すべき車線と異なる車線を走行してしまう状況が生じ、この結果、自車両を既定経路から逸脱して誘導してしまう場合があった。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、不要な挙動を抑制しながら車両を目的地まで誘導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）：自動運転において走行予定の推奨車線を設定する推奨車線設定部と、前記推奨車線設定部により設定された推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限する自動運転制御部とを備える車両制御システム。
　（２）：（１）に記載の車両制御システムは、前記自動運転制御部が、前記自車両による他車両の追い越しの過程で行われる車線変更の結果、前記分岐地点から第１所定距離までの第１区間において、前記推奨車線と同じ車線を走行することになった場合、元の車線に戻る車線変更を行わないものである。
　（３）：（１）または（２）に記載の車両制御システムは、前記自動運転制御部が、前記分岐地点から第１所定距離までの第１区間よりも手前側の第２区間において、前記自車両による他車両の追い越しの過程で行われる車線変更の結果、前記第１区間における推奨車線と同じ車線を走行することになる場合、前記自車両による他車両の追い越しを許可するものである。
　（４）：（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記自車両の乗員による入力操作を受け付ける受付部を更に備え、前記自動運転制御部が、前記受付部に対して行われた入力操作に基づいて、前記乗員の所望の方向への車線変更を行う機能を有し、前記分岐地点から第１所定距離までの第１区間と、前記第１区間よりも手前側の第２区間とにおいて、前記機能を停止するものである。
　（５）：（２）から（４）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記自動運転制御部が、前記分岐地点よりも手前側の車線が渋滞している場合、渋滞の末尾から第１所定距離までの区間を前記第１区間とするものである。
　（６）：車載コンピュータが、自動運転において走行予定の推奨車線を設定し、前記設定した推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限する車両制御方法。
　（７）：車載コンピュータに、自動運転において走行予定の推奨車線を設定させ、前記設定させた推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限させる車両制御プログラム。
　（１）から（１０）によれば、自車両の進行方向前方の分岐地点において、推奨車線が分岐元の車線である場合に、自車両による他車両の追い越しを制限するため、不要な挙動を抑制しながら車両を目的地まで誘導することができる。
第１実施形態における車両制御システム１の構成図である。 自車位置認識部１２２により自車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 行動計画生成部１２３によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 追い越しイベントが許可または禁止される場面の一例を示す図である。 追い越しイベントの過程に行われる車線変更が禁止または許可される場面の一例を示す図である。 第２区間において車線変更イベントが許可される場面の一例を示す図である。 操作受付部３２により車線変更の指示操作が受け付けられた場合の処理の一例を示すフローチャートである。 イベント禁止通告画面が表示された表示装置３１の一例を示す図である。 渋滞車両ｍｊａｍが特定された場面の一例を示す図である。 実施形態の自動運転制御ユニット１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
　以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、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。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態における車両制御システム１の構成図である。車両制御システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
　車両制御システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
　カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両制御システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウィンドウ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１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。
　レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
　ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
　物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。
　通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両（周辺車両の一例）と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
　ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。例えば、ＨＭＩ３０は、表示装置３１と、操作受付部３２とを備える。
　表示装置３１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどであり、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席の任意の箇所に取り付けられる。なお、表示装置３１は、後述する操作受付部３２と一体となったタッチパネルであってもよい。
　操作受付部３２は、例えば、乗員により入力される操作の一つとして、車線変更の指示操作を受け付ける。操作受付部３２は、例えば、ステアリングホイール付近に設けられる方向指示器の制御スイッチである。また、操作受付部３２は、レバーや入力キーなどであってもよい。操作受付部３２は、受け付けた入力操作に基づく操作入力信号を生成し、この信号を自動運転制御ユニット１００に出力する。
　車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。車両センサ４０は、検出した情報（速度、加速度、角速度、方位等）を自動運転制御ユニット１００に出力する。
　ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、入力キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ナビＨＭＩ５２を用いて、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（PointOf Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。
　ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線設定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線設定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに自車両Ｍが走行すべき推奨車線を設定する。例えば、推奨車線設定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路が複数の車線を有する場合、各ブロックにおいて、各ブロックに含まれる一つ以上の車線の中から、いずれか一つの車線を推奨車線として設定する。推奨車線設定部６１は、提供された経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、推奨車線を設定する。例えば、複数の車線を含む本線から分岐した車線の延長線上に目的地がある場合、推奨車線設定部６１は、本線に含まれる車線のうち、分岐先の車線（分岐車線）に向かう車線を、推奨車線として設定する。より具体的には、複数の車線を含む本線から右折した先の分岐車線側に目的地が存在する必要がある場合、推奨車線設定部６１は、本線に含まれる複数の車線のうち、自車両Ｍの進行方向において最も右側の車線を推奨車線に設定する。また、複数の車線を含む本線から左折した先の分岐車線側に目的地が存在する場合、推奨車線設定部６１は、本線に含まれる複数の車線のうち、自車両Ｍの進行方向において最も左側の車線を推奨車線に設定する。また、目的地が設定されていない場合、推奨車線設定部６１は、例えば、本線に含まれる複数の車線のうち、最も左側の車線を推奨車線に設定してよい。
　例えば、推奨車線設定部６１は、分岐車線の開始地点から第１所定距離までの第１区間に関して、本線上の分岐車線に沿う車線（分岐元の車線）を推奨車線に設定する。分岐車線の開始地点とは、自車両Ｍの進行方向前方において本線から車線が分岐し始める地点である。第１所定距離は、例えば、分岐車線の開始地点までに余裕をもって車線変更が可能な程度の距離（例えば２［ｋｍ］程度）に設定される。なお、第１区間は、分岐車線の開始地点から、第１所定時間経過するまでの間に一定の速度（例えば車線の平均車速）で走行した場合に到達する区間であってもよい。
　第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報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箇所の位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
　運転操作子８０は、例えば、アクセルペダルや、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール等を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。
　自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０とを備える。第１制御部１２０および第２制御部１４０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、第１制御部１２０および第２制御部１４０の構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
　第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。
　外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から直接的に、或いは物体認識装置１６を介して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。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か等）を含んでもよい。また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者、道路路面の標示、標識、その他の物体の位置を認識してもよい。
　自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（自車線）、並びに自車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、自車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。
　そして、自車位置認識部１２２は、例えば、自車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により自車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢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）の自車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の自車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、自車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。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、自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、推奨車線設定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。
　行動計画生成部１２３は、推奨車線設定部６１により推奨車線として設定された車線を走行するように、且つ、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、行動計画を生成する。行動計画とは、自動運転において順次実行されるイベントで構成される。自動運転とは、自車両Ｍの加減速または操舵の少なくとも一方を、自動運転制御ユニット１００が制御することをいう。
　イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、自車線において自車両Ｍの直前を走行する前走車両に追従する追従走行イベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車線において自車両Ｍの直前を走行する前走車両を追い越させる追い越しイベントなどを含む。追い越しイベントは、例えば、前走車両の速度が自車両Ｍの速度よりも一定速度以上遅く、且つ自車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両の平均速度などが自車両Ｍの速度よりも一定速度以上速い状況下で計画される。例えば、追い越しイベントが実行される場合、自車両Ｍは、一旦隣接車線に車線変更によって移り、加速などを伴いながら、前走車両の前方、且つ車線変更前の自車線（元車線）に車線変更によって移る。
　また、イベントには、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、分岐地点において分岐先の車線に自車両Ｍを車線変更させる分岐イベント、周辺車両などの挙動に合わせて自車両Ｍを緊急停止させる緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどが含まれてよい。手動運転とは、運転操作子８０に対する乗員の操作によって、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０が制御されることをいう。また、これらのイベントの実行中に、自車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のためのイベントが計画される場合もある。
　そして、行動計画生成部１２３は、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。
　図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中（起動中）に、障害物を回避する必要が生じた場合には、行動計画生成部１２３は、図示するように回避のための軌道を生成してもよいし、減速のための軌道を生成してよい。
　行動計画生成部１２３は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。
　また、行動計画生成部１２３は、自車両Ｍの位置が第１区間よりも手前側の第２区間内である場合、自車両Ｍによる前走車両の追い越しを制限する。第２区間とは、第１区間から第２所定距離手前までの区間をいう。第２所定距離は、例えば、第１所定距離と同程度の距離であってもよいし、第１所定距離よりも短い距離、または長い距離であってもよい。なお、第２区間は、第１区間から、第２所定時間経過するまでの間に一定の速度（例えば車線の平均車速）で走行した場合に到達する区間であってもよい。
　例えば、行動計画生成部１２３は、第２区間において追い越しイベントが計画された場合に、自車両Ｍが第２区間に達すると、追い越しのための目標軌道を生成しないことによって、追い越しイベントを禁止する。
　第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。
　走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
　ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
　ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
　以下、行動計画生成部１２３による一連の処理についてフローチャートを用いて説明する。図４は、行動計画生成部１２３によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、自動運転中に所定の周期で繰り返し行われる。
　まず、行動計画生成部１２３は、自車位置認識部１２２、ナビゲーション装置５０、およびＩＮＳの一部または全部を用いて特定された自車両Ｍの位置と、推奨車線設定部６１により設定された推奨車線との相対的な位置関係に基づいて、自車両Ｍの位置がどの区間に位置しているのかを判定する（ステップＳ１００）。
　例えば、自車両Ｍの位置が第１区間に位置している場合、行動計画生成部１２３は、追い越しイベントを禁止し（ステップＳ１０２）、本フローチャートの処理を終了する。
　また、自車両Ｍの位置が第２区間に位置している場合、行動計画生成部１２３は、追い越しイベントを原則禁止する（ステップＳ１０４）。なお、行動計画生成部１２３は、ある条件を満たす場合には、追い越しイベントにおける車線変更を許可してもよい。条件については後述する。
　また、自車両Ｍの位置が第１区間および第２区間と異なる他の区間に位置している場合、行動計画生成部１２３は、追い越しイベントを許可する（ステップＳ１０６）。
　図５は、追い越しイベントが許可または禁止される場面の一例を示す図である。図中ｍｒｅｆは、前走車両を表している。図中（ａ）のように、自車両Ｍが第２区間よりも手前の区間に位置する場合、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更を伴う追い越しイベントが許可され、図中（ｂ）のように、自車両Ｍが第２区間に位置する場合、上記追い越しイベントが禁止される。例えば、第２区間の後ろに控える第１区間では、分岐イベントが計画されているため、追い越しのために自車両Ｍを車線変更させた場合、元の車線Ｌ１に戻れずに分岐地点を通り過ぎてしまうことが想定される。このため、第２区間において自車両Ｍが走行している車線が、第１区間において推奨車線として設定されている車線Ｌ１である場合、行動計画生成部１２３は、追い越しイベントを禁止して、現在の車線を優先して維持させる。これによって、不要な挙動を抑制しながら自車両Ｍを目的地まで誘導することができる。また、これに伴って、目的地までの誘導精度を向上させることもできる。
　次に、行動計画生成部１２３は、第２区間よりも手前の区間で、車線変更を伴う追い越しイベントが実行された場合、車線変更先の車線と、第１区間において推奨車線として設定された車線（分岐元の車線）とが同じであるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。すなわち、行動計画生成部１２３は、自車両Ｍによる前走車両の追い越しの過程で行われる車線変更の結果、第１区間における推奨車線と同じ車線を走行することになるか否かを判定する。
　行動計画生成部１２３は、車線変更先の車線と、第１区間において推奨車線として設定された車線（分岐元の車線）とが異なる場合、すなわち、追い越しイベントにおける車線変更によって、第１区間における推奨車線と異なる車線を走行することになる場合、第２区間以降において、走行制御部１４１による、車線変更先の車線から車線変更前の車線への車線変更を禁止する（ステップＳ１１０）。
　一方、行動計画生成部１２３は、車線変更先の車線と、第１区間において推奨車線として設定された車線（分岐元の車線）とが同じ場合、すなわち、追い越しイベントにおける車線変更によって、第１区間における推奨車線と同じ車線を走行することになる場合、第２区間以降において、走行制御部１４１による、車線変更先の車線から車線変更前の車線への車線変更を許可する（ステップＳ１１２）。
　図６は、追い越しイベントの過程に行われる車線変更が禁止または許可される場面の一例を示す図である。図中（ａ）の例は、時刻ｔｉにおいて、車線Ｌ２から車線Ｌ１への車線変更を伴って前走車両ｍｒｅｆを追い越すことが許可されたことを表している。このとき、図示のように、第１区間における推奨車線が車線Ｌ１に設定されている場合、車線Ｌ１への車線変更が完了した時刻ｔｉ＋１では、車線変更によって元の車線Ｌ２へ戻ることが禁止される。これによって、不要な車線変更が抑制されることになる。
　一方、図中（ｂ）の例は、時刻ｔｉにおいて、車線Ｌ１から車線Ｌ２への車線変更を伴って前走車両ｍｒｅｆを追い越すことが許可されたことを表している。このとき、図示のように、第１区間における推奨車線が車線Ｌ１に設定されている場合、車線Ｌ２への車線変更が完了した時刻ｔｉ＋１では、車線変更によって元の車線Ｌ２へ戻ることが許可される。
　なお、上述した実施形態では、行動計画生成部１２３は、自車両Ｍの位置が第２区間内である場合に、車線変更を禁止するものとして説明したがこれに限られない。例えば、行動計画生成部１２３は、車線変更先の車線が第１区間での推奨車線であるという条件を満たす場合には、自車両Ｍの位置が第２区間内であっても、当該第２区間において車線変更を許可してもよい。
　図７は、第２区間において車線変更イベントが許可される場面の一例を示す図である。図示のように、単に隣接車線に移動するだけの車線変更イベントであれば、行動計画生成部１２３は、これを許可してよい。すなわち、第２区間の後に控える第１区間で計画される車線変更イベント（分岐イベントの一要素）のタイミングを単に早めるような場合において、行動計画生成部１２３は、車線変更を許可してよい。
　以上、説明した第１実施形態によれば、自動運転において走行予定の推奨車線を設定する推奨車線設定部６１と、推奨車線設定部６１により設定された推奨車線を自車両Ｍが自動運転により走行する場合に、自車両Ｍの進行方向前方の分岐地点において、推奨車線が分岐元の車線である場合に、自車両Ｍによる前走車両の追い越しを制限する行動計画生成部１２３と、を備えることにより、不要な挙動を抑制しながら車両を目的地まで誘導することができる。
　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、操作受付部３２によって受け付けられた車線変更の指示操作に応じて、乗員が所望する方向への車線変更を行う点で、上述した第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
　第２実施形態における走行制御部１４１は、操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされた場合、行動計画として予め計画されたイベントに関わらずに、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御して、自車両Ｍを乗員が所望する方向へ車線変更させる。例えば、右側のウィンカーを点灯させるように方向指示器の制御スイッチが操作された場合、走行制御部１４１は、ウィンカー点灯側、すなわち車両進行方向右側の車線に自車両Ｍを車線変更させる。
　図８は、操作受付部３２により車線変更の指示操作が受け付けられた場合の処理の一例を示すフローチャートである。まず、第２実施形態における行動計画生成部１２３は、第１区間において、操作受付部３２により出力される操作入力信号を参照して、操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ２００）。操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされなかった場合、本フローチャートの処理が終了する。
　一方、操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされた場合、行動計画生成部１２３は、表示装置３１に、イベント禁止通告画面を表示させ（ステップＳ２０２）、車線変更の指示操作に応じた制御を無効にする。これによって、車線変更の指示操作に応じて走行制御部１４１により行われる予定の車線変更が中止される。
　図９は、イベント禁止通告画面が表示された表示装置３１の一例を示す図である。図示のように、表示装置３１には、イベント通告画面として、現在自車両Ｍが走行している区間が車線変更の禁止された区間であることが表示される。
　次に、行動計画生成部１２３は、再度、操作受付部３２により出力される操作入力信号を参照して、操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
　操作受付部３２に対して車線変更の指示操作がなされた場合、すなわち、車線変更を行うイベントが禁止された状態で、再度、乗員によって車線変更の指示操作がなされた場合、行動計画生成部１２３は、乗員による手動運転の要求があるものと判断して、現在実行されているイベントをハンドオーバイベントに変更して（ステップＳ２０６）、自動運転を終了して手動運転に切り替える。なお、行動計画生成部１２３は、現在実行されているイベントをハンドオーバイベントに変更する代わりに、例えば、定速走行イベントや追従走行イベントに変更してもよい。この場合、目的地方向である分岐先の車線に自車両Ｍを誘導させなくてもよいものとする。
　以上、説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、不要な挙動を抑制しながら車両を目的地まで誘導することができる。
　また、上述した第２実施形態によれば、より柔軟に自動運転を行うことができる。
　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について説明する。上述した第１および第２実施形態では、分岐地点を基準に第１区間を設定したが、第３実施形態では、本線に含まれる一つまたは複数の車線のうち、分岐車線に沿う車線上の渋滞の度合に応じて、第１区間の位置を変更する点で上述した実施形態と異なる。以下、第１および第２実施形態との相違点を中心に説明し、第１および第２実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
　第３実施形態における通信装置２０は、例えば、渋滞や交通事故など交通状況を監視する外部サーバ装置と通信を行って、上記交通状況を示す情報を取得してよい。
　第３実施形態における行動計画生成部１２３は、通信装置２０により取得された交通状況を示す情報や、外界認識部１２１により認識された周辺車両の状態に基づいて、複数の車両から構成される渋滞車両ｍｊａｍを特定する。そして、行動計画生成部１２３は、渋滞車両ｍｊａｍのうち、最後尾の車両ｍｅｎｄの位置から第１所定距離または第１所定時間手前の地点までの区間を第１区間とする。
　図１０は、渋滞車両ｍｊａｍが特定された場面の一例を示す図である。図示のように、分岐先の車線Ｌ３と接続された車線Ｌ１上に渋滞車両ｍｊａｍが存在する場合、行動計画生成部１２３は、渋滞車両ｍｊａｍのうち、最後尾の車両ｍｅｎｄの位置を基準に第１区間を設定する。これによって、実際の交通状況により適合した車線変更を行うことができる。
　［ハードウェア構成］
　上述した実施形態の車両制御システム１の自動運転制御ユニット１００は、例えば、図１１に示すようなハードウェアの構成により実現される。図１１は、実施形態の自動運転制御ユニット１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
　自動運転制御ユニット１００は、例えば、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ＲＡＭ１００－３、ＲＯＭ１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの二次記憶装置１００－５、およびドライブ装置１００－６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置１００－６には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置１００－５に格納されたプログラム１００－５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開され、ＣＰＵ１００－２によって実行されることで、自動運転制御ユニット１００の各機能部（第１制御部１２０および第２制御部１４０）が実現される。また、ＣＰＵ１００－２が参照するプログラムは、ドライブ装置１００－６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。
　上記実施形態は、以下のように表現することができる。
　情報を記憶するストレージと、
　前記ストレージに格納されたプログラムを実行するプロセッサと、を備え、
　前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
　自動運転において走行予定の推奨車線を設定し、
　前記設定した推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合、前記自車両による他車両の追い越しを制限するように構成された、
　車両制御システム。
　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１‥車両制御システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、３１…表示装置、３２…操作受付部、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、５１…ＧＮＳＳ受信機、５２…ナビＨＭＩ、５３…経路決定部、５４…第１地図情報、６０…ＭＰＵ、６１…推奨車線設定部、６２…第２地図情報、８０…運転操作子、１００…自動運転制御ユニット、１２０…第１制御部、１２１…外界認識部、１２２…自車位置認識部、１２３…行動計画生成部、１４０…第２制御部、１４１…走行制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２１０…ステアリング装置

Claims (7)

  1. 　自動運転において走行予定の推奨車線を設定する推奨車線設定部と、
    　前記推奨車線設定部により設定された推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限する自動運転制御部と、
    　を備える車両制御システム。
  2. 　前記自動運転制御部は、前記自車両による他車両の追い越しの過程で行われる車線変更の結果、前記分岐地点から第１所定距離手前までの第１区間において、前記推奨車線と同じ車線を走行することになった場合、元の車線に戻る車線変更を行わない、
    　請求項１記載の車両制御システム。
  3. 　前記自動運転制御部は、前記分岐地点から第１所定距離手前までの第１区間よりも手前側の第２区間において、前記自車両による他車両の追い越しの過程で行われる車線変更の結果、前記第１区間における推奨車線と同じ車線を走行することになる場合、前記自車両による他車両の追い越しを許可する、
    　請求項１または２記載の車両制御システム。
  4. 　前記自車両の乗員による入力操作を受け付ける受付部を備え、
    　前記自動運転制御部は、
    　　前記受付部に対して行われた入力操作に基づいて、前記乗員の所望の方向への車線変更を行う機能を有し、
    　　前記分岐地点から第１所定距離手前までの第１区間と、前記第１区間よりも手前側の第２区間とにおいて、前記機能を停止する、
    　請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
  5. 　前記自動運転制御部は、前記分岐地点よりも手前側の車線が渋滞している場合、渋滞の末尾から第１所定距離奥側までの区間を前記第１区間とする、
    　請求項２から４のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
  6. 　車載コンピュータが、
    　自動運転において走行予定の推奨車線を設定し、
    　前記設定した推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限する、
    　車両制御方法。
  7. 　車載コンピュータに、
    　自動運転において走行予定の推奨車線を設定させ、
    　前記設定させた推奨車線を自車両が前記自動運転により走行する場合に、前記自車両の進行方向前方の分岐地点において、前記推奨車線が分岐元の車線である場合に、前記自車両による他車両の追い越しを制限させる、
    　車両制御プログラム。
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