WO2018189844A1 - 運転制御方法及び運転制御装置 - Google Patents

Abstract

走行レーンの識別情報を含まない第１地図ＭＰ１を有する地図情報３００を参照し、車両Ｖ１の現在位置から目的地に至る第１経路を算出し、車両Ｖ１に第１経路ＲＴ１を走行させる運転計画を立案し、車両コントローラ７０に運転計画を実行させる際に、車両の周囲において検出された障害物情報に基づいて第１経路ＲＴ１の走行継続の可否を判断し、第１経路ＲＴ１の走行継続ができないと判断された場合には、第１経路ＲＴ１とは異なる第２経路ＲＴ２を算出し、第１経路ＲＴ１とは異なる他の経路に進入する第１地点Ｘ１，Ｘ２よりも上流側の第２地点Ｐ１を通過するときに第２経路ＲＴ２を走行させる運転計画を実行させる運転制御方法を提供する。

Description

運転制御方法及び運転制御装置

　本発明は、運転計画方法及び運転計画装置に関する。

　ラウンドアバウト内における案内ルートから逸脱したときには、案内ルートの表示を更新しないナビゲーション装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１６－１３８８６６号

　従来の技術では、経路を逸脱したときには、交差点などの案内ポイントを通過した後に経路の探索を開始するため、リルート処理が遅れるという問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、経路の走行継続ができない場合に行われるリルート処理の遅延を防止することである。

　本発明は、経路の走行継続の可否を予測し、実際に走行継続ができなくなる前にリルート処理を行うことにより上記課題を解決する。

　本発明によれば、経路の走行継続ができない場合に行われるリルート処理の遅延を防止できる。

本実施形態に係る運転制御システムのブロック構成図である。 本実施形態の地図情報の一例を説明するための図である。 本実施形態の地図情報の一態様を示す図である。 本実施形態のレーンチェンジ処理を説明するための第１図である。 本実施形態のレーンチェンジ処理を説明するための第２図である。 本実施形態のレーンチェンジ処理を説明するための第３図である。 本実施形態のレーンチェンジ処理を説明するための第４図である。 本実施形態の運転制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態のリルート処理を説明するフローチャートである。 本実施形態の他のレーンチェンジ処理を説明するための第１図である。 本実施形態の他のレーンチェンジ処理を説明するための第２図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る車両の運転制御装置を、車両に搭載された運転制御システムに適用した場合を例にして説明する。本発明の運転制御装置の実施の形態は限定されず、車両側と情報の授受が可能な携帯端末装置に適用することもできる。運転制御装置、運転制御システム、及び携帯端末装置は、いずれも演算処理を実行するコンピュータである。

　図１は、運転制御システム１のブロック構成を示す図である。本実施形態の運転制御システム１は、運転制御装置１００と車載装置２００とを備える。本実施形態の運転制御装置１００は通信装置２０を有し、車載装置２００は通信装置４０を有し、両装置は有線通信又は無線通信により互いに情報の授受を行う。

　まず、車載装置２００について説明する。
　本実施形態の車載装置２００は、検出装置５０と、センサ６０と、車両コントローラ７０と、駆動装置８０と、操舵装置９０と、出力装置１１０と、ナビゲーション装置１２０とを備える。車載装置２００を構成する各装置は、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。

　以下、車載装置２００を構成する各装置についてそれぞれ説明する。
　検出装置５０は、他車両などの対象物の存在及びその存在位置を検出する。特に限定されないが、本実施形態の検出装置５０はカメラ５１を含む。本実施形態のカメラ５１は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を備えるカメラである。本実施形態のカメラ５１は自車両に設置され、自車両の周囲を撮像し、自車両の周囲に存在する対象車両を含む画像データを取得する。

　本実施形態のカメラ５１は、自車両の後方に高さｈの位置に、光軸が水平から下向きに角度θとなるように自車両に取り付けられている。カメラ５１は、この位置から自車両Ｖ１の後方の所定領域を所定の画角Ｑで撮像する。カメラ５１の画角Ｑは、自車両が走行する走行レーンに加えて、その左右の走行レーンについても撮像可能な画角Ｑに設定されている。カメラ５１の撮像画像には、自車両の後方の画像を含む。

　検出装置５０は、取得した画像データを処理し、自車両に対する対象物の位置又は距離を算出する。検出装置５０は、対象物の経時的な位置変化から自車両と対象物の相対速度及び相対加速度を算出する。画像データに基づく自車両と他車両との位置関係の導出処理、その経時的な変化量に基づく速度情報の導出処理については、本願出願時に知られている手法を適宜に用いることができる。

　なお、本実施形態の検出装置５０はレーダー装置５２を用いてもよい。レーダー装置５２としては、ミリ波レーダー、レーザーレーダー、超音波レーダーなどの出願時に知られた方式のものを用いることができる。

　本実施形態のセンサ６０は、操舵角センサ６１、車速センサ６２を備える。操舵角センサ６１は、自車両の操舵量、操舵速度、操舵加速度などの操舵情報を検出し、車両コントローラ７０、運転制御装置１００へ送出する。車速センサ６２は、自車両の車速、加速度を検出し、車両コントローラ７０、運転制御装置１００へ送出する。

　本実施形態の車両コントローラ７０は、エレクトリックコントロールユニット（Electric Control Unit, ECU)などの車載コンピュータであり、車両の運転状態を電子的に制御する。本実施形態の車両としては、電動モータを走行駆動源として備える電気自動車、内燃機関を走行駆動源として備えるエンジン自動車、電動モータ及び内燃機関の両方を走行駆動源として備えるハイブリッド自動車を例示できる。なお、電動モータを走行駆動源とする電気自動車やハイブリッド自動車には、二次電池を電動モータの電源とするタイプや燃料電池を電動モータの電源とするタイプのものも含まれる。

　本実施形態の駆動装置８０は、自車両の駆動機構を備える。駆動機構には、上述した走行駆動源である電動モータ及び／又は内燃機関、これら走行駆動源からの出力を駆動輪に伝達するドライブシャフトや自動変速機を含む動力伝達装置、及び車輪を制動する制動装置などが含まれる。駆動装置８０は、運転者のアクセル操作及びブレーキ操作による入力信号、車両コントローラ７０又は運転制御装置１００から取得した制御信号に基づいてこれら駆動機構の各制御信号を生成し、車両の加減速を含む運転制御を実行する。駆動装置８０に制御情報を送出することにより、車両の加減速を含む運転制御を自動的に行うことができる。なお、ハイブリッド自動車の場合には、車両の走行状態に応じた電動モータと内燃機関とのそれぞれに出力するトルク配分も駆動装置８０に送出される。

　制御装置１０から制御情報を取得した車両コントローラ７０は、駆動装置８０及び操舵装置９０を制御して、目標経路に沿って自車両Ｖ１を走行させる。車両コントローラ７０は、検出装置５０により検出された道路形状や、ナビゲーション装置１２０の道路情報及び地図情報３００が記憶するレーンマークモデルを用いて、自車両が走行レーンに対して所定の横位置を維持しながら走行するように操舵装置９０の制御を行う。本実施形態の操舵装置９０は、ステアリングアクチュエータを備える。ステアリングアクチュエータは、ステアリングのコラムシャフトに取り付けられるモータ等を含む。操舵装置９０は、車両コントローラ７０から取得した制御信号、又は運転者のステアリング操作により入力信号に基づいて車両の操舵制御を実行する。車両コントローラ７０は、操舵角センサ６１から取得した操舵角、車速センサ６２から取得した車速、およびステアリングアクチュエータの電流の情報に基づいて、操舵制御量を算出し、ステアリングアクチュエータに電流指令を送ることで、自車両が目標の横位置を走行するように制御を行う。なお、自車両Ｖ１の横位置を制御する方法として、上述した操舵装置９０を用いる他、駆動装置８０及び／又は制動装置８１を用いて左右の駆動輪の回転速度差により自車両Ｖ１の走行方向（すなわち、横位置）を制御してもよい。その意味において、車両の「操舵」とは、操舵装置９０による場合の他、駆動装置８０及び／又は制動装置８１による場合も含む趣旨である。

　本実施形態のナビゲーション装置１２０は、自車両の現在位置から目的地までの経路を算出し、後述する出力装置１１０を介して経路案内情報を出力する。ナビゲーション装置１２０は、位置検出装置１２１と、読み込み可能な地図情報３００を備える。位置検出装置１２１は、グローバル・ポジショニング・システム（Global Positioning System, GPS）を備え、走行中の車両の走行位置（緯度・経度）を検出する。ナビゲーション装置１２０は、地図情報３００を参照し、位置検出装置１２１により検出された自車両の現在位置に基づいて、自車両が走行する道路リンクを特定する。
　ナビゲーション装置１２０の地図情報３００は、後述する運転制御装置１００が備える地図情報３００と共通する。地図情報３００は、ナビゲーション装置１２０に設けてもよいし、運転制御装置１００に設けてもよい。地図情報３００については後述する。

　以下、本実施形態の運転制御装置１００について説明する。
　図１に示すように、本実施形態の運転制御装置１００は、制御装置１０と、通信装置２０と、出力装置３０とを備える。通信装置２０は、車載装置２００との情報の授受を行う。

　運転制御装置１００は、ドライバの運転操作を支援する制御を実行する。制御装置１０はドライバの操舵操作を支援する。経路に基づいて横方向（車幅方向）の移動量及び／又は移動速度を算出し、移動量に応じた操舵角に基づいて操舵装置９０の制御を補助する。制御装置１０はドライバのアクセル操作及びブレーキ操作を支援する。縦方向（車長方向）の移動量及び／又は移動速度を算出し、移動量及び／又は移動速度に応じた駆動装置８０及び／又は制動装置８１の制御を補助する。

　運転制御装置１００の制御装置１０は、自車両の運転制御を実行させるプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、このＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行することで、運転制御装置１００として機能する動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、を備えるコンピュータである。本実施形態の制御装置１０は、上記機能を実現するためのソフトウェアと、上述したハードウェアの協働により各機能を実行する。

　運転制御装置１００の制御装置１０は、地図情報３００を備える。
　本実施形態の地図情報３００について説明する。
　地図情報３００は、第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２とを含む。第１地図ＭＰ１は、第２地図ＭＰ２よりも精度が高い地図である。第１地図ＭＰ１は走行レーンの識別情報を含み、第２地図ＭＰ１は走行レーンの識別情報を含まない。

　図２は第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２の情報の内容と、これらを使用した場合に実現できる運転制御の内容を示す。第１地図ＭＰ１は、第１地図ＭＰ１の領域を示す境界情報を含む。この境界情報を用いると、現在位置又は経路上の各地点が第１地図ＭＰ１の領域内に属するか否かを判断できる。第１領域と第２領域との境界が明確に定義されていない場合は、幹線道路と市街地道路との道路種別により境界を定義してもよい。幹線道路は第１領域とし、それ以外の市街地道路は第２領域と定義することができる。幹線道路については第１地図ＭＰ１が作成されている可能性が高いからである。地図情報の構造としては、第１地図ＭＰ１は第１領域のみについて作成されるが、第２地図ＭＰ２は第１領域および第２領域を含む全領域について作成される。第１領域について第１地図ＭＰ１が存在するときには、第２地図ＭＰ２の第１領域に対応する領域は利用せず、第１領域以外の第２領域についてのみ利用する。第１領域について第２地図ＭＰ２が存在する場合には、第１領域の第２地図ＭＰ２を利用することは可能である。
　第１地図ＭＰ１は、二次元情報と三次元情報を有する。第１地図ＭＰ１は、道路情報、道路属性情報、道路の上り／下り情報を有する。第１地図ＭＰ１は、単一の各レーンを特定する識別情報と、各レーンの接続先のレーンを識別する接続先レーン情報とを有する。レーンを特定する識別情報により、制御装置１０は、将来走行するレーンを予測することができる。

　運転制御は、認知、判断、操作の処理を基本とする。認知処理は、地図情報だけではなく、カメラ、レーダーセンサ、姿勢センサなどによる検知情報を用いるが、地図情報の精度は認知処理の精度に影響を与える。
　人間の操作を求めることなく車両が自動的に経路を走行する高レベルの自動運転を行うためには、車両が将来走行する走行レーンについての正確な認知が必要である。自動運転を可能にする前方予測(認知)を正確に行うためには、高精度のデジタル地図情報（高精度地図、ダイナミックマップ）が必要である。つまり、高いレベルの自動運転を実行するためには、少なくともレーンを識別することが可能な第１地図ＭＰ１が必要となる。

　「自動運転」という用語には広い意味がある。「自動運転」といっても、ドライバがステアリング操作から一時的に解放されるレベルの自動運転から、乗員が全く運転操作をしなくても目的地まで車両が自動的に移動するレベルの自動運転（完全自動運転）までさまざまである。本明細書においては、ステアリング操作からドライバが一時的にまたは一部の走行エリアにおいて解放される運転制御を自動運転レベルが低いと定義し、乗員が全く運転操作をしなくても目的地まで車両が自動的に移動する運転制御を自動運転レベルが最も高いと定義する。乗員に要求する操作が少ないほど自動運転レベルが高くなると判断する。

　運転制御の内容と自動運転レベルとを図２に示す。自動運転レベルが高い運転制御としては、１）交差点運転制御、２）合流・分岐運転制御、３）レーンチェンジ運転制御がある。これらの自動運転レベルの高い（人間の判断の必要性が低い）運転制御は、高い認知レベルを必要とする。このため、これらの運転制御は、高精度地図情報である第１地図ＭＰ１が必要である。
　図２は、自動運転レベルが低い運転制御として、４）レーンキープ運転制御を示す。レーンキープ運転制御は、現在走行中のレーンを逸脱しないように車両の横位置を制御する。この運転制御は、将来走行する車両の前方を正確に推測するというレベルの認知を必要としない。このため、この運転制御は、高精度地図情報である第１地図ＭＰ１を必要とせずに、第２地図ＭＰ２を用いて実行可能である。なお、５）ドライバによる運転支援を行うための制御は、ドライバの操作をアシストするものであり、ドライバの操作を前提とする。自動運転レベルが最も低い運転制御として位置付けることができる。

　第１地図ＭＰ１を使用して行う第１運転制御は、車両の進行方向のレーン予測結果を用いた自動運転によるレーンチェンジ運転制御を含み、第２運転制御は、レーンチェンジ運転制御を含まない。第１地図ＭＰ１と第１運転制御の内容が対応づけられ、第２地図ＭＰ２と第２運転制御の内容が対応づけられているので、参照する地図の変更に応じて、自動運転レベルの異なる運転制御を実施できる。第２運転制御として、定速走行運転、車間距離キープ運転、先行車両追従運転などを含めてもよい。もちろん、これらは、第１運転制御としても実行できる。
　自動運転において、制御装置１０は、少なくともレーンごとの識別情報を含む高精度地図である第１地図ＭＰ１を用いて車両の位置を推定し、車両の走行レーン、車両の将来の走行レーンを判断し、走行レーンにおける障害物や走行路の状況を判断し、状況に応じて車両の横位置（操舵・操舵量・操舵速度）と車両の縦位置（アクセル・ブレーキの操作・操作量・操作速度）を制御することにより、自動運転を実行する。

　現在走行中のレーンから隣接するレーンに移動する、現在走行中のレーンから右左折をするという運転制御をするためには、自車両が将来走行するレーンを予測し、レーンの接続関係を認知する必要がある。各レーンを識別する情報を備えた第１地図ＭＰ１を用いることにより、自車両が将来走行するレーンを正確に予測できる。目的地に至る経路を自動的に運転するため、つまり、目的地に向かうためのレーンチェンジ、交差点の通過、合流・分岐点の通過を自動運転により行うためには、自車両が将来走行するレーンの識別は必須である。制御装置１０が、自動運転により運転計画を実行するためには、将来走行するレーンを正確に認知する必要があり、そのためには、各レーンの識別情報を含む第１地図ＭＰ１が必要である。

　他方、レーンキープ（レーン逸脱防止）運転制御は、撮像画像などを利用して、現在乃至直近に自車両が走行しているレーンが識別できれば実行可能である。レーンキープ運転制御をするためには、複数のレーンを含む道路が識別できればよい。レーンキープ運転制御は、各レーンの識別情報を含まない第２地図ＭＰ２を用いて実行することができる。図２に示すように、第２地図ＭＰ２は、レーン識別情報と、レーンごとの接続先レーンの情報を含まない。また、第２地図ＭＰ２は三次元位置情報を含まない。

　レーンキープ運転制御は、車両が走行している走行レーンを認識し、走行レーンのレーンマークの位置と自車両の位置とが所定の関係を維持するように、車両の動きを制御する。レーンマークは、路面に描かれた線図であってもよいし、レーンの路肩側に存在するガードレール、縁石、歩道、二輪車専用道路などの道路構造物、標識、店舗、街路樹などの構造物であってもよい。

　自動運転の実施には、少なくともレーン識別情報を備えた高精度地図が必要であるが、すべての領域においてレーン識別情報を付した高精度地図を作成するためには莫大な費用及び労力がかかる。国内、世界の全地域について高精度地図が作成されるということは現実的ではない。自動運転制御の説明をする際には全地域の高精度地図が実験的又は仮想的に存在することが前提とされているが、実際に利用される地図情報は高精度地図と非高精度地図が混在したものとならざるを得ない。交通量の多い領域、自動運転を実施する領域、幹線道路についてのみ高精度地図を採用することもできる。本実施形態の地図情報は、異なる領域における第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２とを含む一つの地図であってもよいし、別の地図データとして第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２を備えてもよい。第２地図データＭＰ２は第１領域および第２領域を含む全領域の地図（非高精度の地図）を備えていてもよい。

　図３は、地図情報３００の一例を示す。図３に示す地図情報３００は第１領域の第１地図ＭＰ１と、第１領域以外の第２領域の第２地図ＭＰ２とを含む。地図情報３００の第１地図ＭＰ１は、幹線道路を含み、幹線道路に囲まれた第１領域の高精度地図である。

　地図情報３００は、道路情報を含む。道路情報は、リンク毎に、道路種別、道路幅、道路形状、追い越しの可否（隣接レーンへの進入の可否）などの属性を含む。第１地図ＭＰ１の道路情報は、各リンクについて、各レーンの属性を記憶する。道路情報は、相対的に低速で走行する属性のレーンと、相対的に高速で走行する属性のレーン（追い越し車線）とを識別する。第１地図ＭＰ１の道路情報は、各レーンの相対的な位置を含む。道路情報は、各レーンのそれぞれについて、道路の最右側のレーンである、道路の最左側のレーンである、何番目のレーンである、レーン左右に他のレーンが存在する、という属性を含む。

　上述のように、地図情報３００の精度に応じて実施可能な運転制御と実施不可能な運転制御がある。一例ではあるが、図２は、第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２において、それぞれ実施が可能な運転制御を示す。第１地図ＭＰ１を用いた場合には、技術的な困難性が最も高いと思われる交差点運転制御、合流・分岐運転制御と、これらの運転制御の基礎となるレーンチェンジ運転制御の実施が可能となる。第２地図ＭＰ２を用いた場合には、これら３つの運転制御の実施は難しい。制御装置１０には、第１地図ＭＰ１を用いた運転制御を実行する能力を備えることが求められることはいうまでもない。
　技術的に簡易な(自動運転レベルの低い)レーンキープ運転制御は、第１地図ＭＰ１及び第２地図ＭＰ２のいずれを用いても実行可能である。また、第１地図ＭＰ１及び第２地図ＭＰ２のいずれを用いた場合であっても、ドライバの意思に基づく運転を支援する（ドライバが運転操作を決定し、操作を補助する）モードは、実行可能である。

　次に、制御装置１０の処理を説明する。
　制御装置１０は、車両の目的地を取得する。目的地は乗員の入力により特定されてもよいし、過去の履歴に基づいて運転制御装置１００が指定してもよい。
　制御装置１０は、第１地図ＭＰ１を参照して、車両の現在位置から目的地に至る経路を算出する。制御装置１０は、高度な運転制御（自動運転）を実行することを前提に、第１地図ＭＰ１を用いた経路を算出する。第１地図ＭＰ１に含まれない経路については、第２地図ＭＰ２を用いて経路を算出してもよい。経路の演算は出願時に知られた経路探索手法を用いる。

　制御装置１０は、目的地に至る第１経路を算出する。制御装置１０は、車両に第１経路を走行させる運転計画を立案する。運転計画は車両コントローラ７０に送出され、車両コントローラ７０により実行される。車両コントローラ７０の制御内容については先に説明した。

　運転計画が車両コントローラ７０に実行される際には、検出装置５０の検出結果を用いて、車両の周囲の障害物を検出する。制御装置１０は、検出された障害物情報に基づいて、第１経路の走行継続の可否を判断する。障害物は、他車両を含む。自車両と同じレーンを走行する他車両が自車両の走行継続を阻む場合もあるし、自車両とは異なるレーンを走行する他車両が自車両の走行継続を阻む場合もある。例えば、自車両が右折のためにレーンチェンジを含む運転計画を実行している場面を検討する。自車両が右側レーンに移動しようとするが、変更先のレーンに他車両が多数連なっている（渋滞している）場合においては、自車両は他車両を障害物として検出するので、レーンチェンジを実行できない。レーンチェンジができないと、右折が実行できない。右折が実行できないまま、その右折ポイントを通過してしまうと、自車両は第１経路に従った走行をすることができなくなる。運転計画は、経路を前提に立案されるものであるので、経路の走行継続ができないと判断されると運転計画は中止となる。運転計画の実行処理が中止された場合には、再度前提となる経路を算出する必要がある。運転計画は経路を基準に立案されるからである。通常、運転計画の実行が中止された後に、経路の再計算（以下「リルート」ともいう。）が行われる。しかし、再度立案された運転計画が実行できたとしても、運転制御（自動運転）の連続性は保たれない。一度、運転計画は中止されているため、運転制御の切り替えに伴い車両には何かしらの挙動変化が生じる。このような車両の挙動変化に乗員は違和感を覚える。

　制御装置１０は、第１経路の走行継続ができないと判断した場合には、第１経路とは異なる第２経路を予め算出し、第１経路とは異なる他の経路に進入する第１地点よりも上流側の第２地点を通過するタイミングにおいて経路を切り替える。制御装置１０は、車両が第１経路を逸脱する（異なる他の経路に進入する）第１地点よりも、上流側の第２地点を通過するタイミングにおいて第１経路ではなく、第２経路を走行させる運転計画を実行させる。第１経路に基づく運転制御が中止される前に、第１経路とは異なる第２経路に基づく運転制御を開始する。

　制御装置１０は、第１経路の走行継続の可否を判断する。制御装置１０は、１経路の走行のために計画されたレーンチェンジ運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画におけるレーンチェンジは、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。レーンチェンジができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

　制御装置１０は、第１経路の走行のために計画された右左折運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画における右左折運転は、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。右左折運転ができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

　制御装置１０は、第１経路の走行のために計画された分岐又は合流運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画における分岐又は合流運転は、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。分岐又は合流運転ができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

　図４Ａ～図４Ｄに基づいて、リルート処理を説明する。
　図４Ａは、車両Ｖ１の第１経路ＲＴ１に基づく運転計画を示す。車両Ｖ１はレーンＬ１を走行する。実行中の運転計画は、レーンＬ１からレーンＬ２へレーンチェンジを行い、分岐経路であるレーンＬ３への移動を求める。図４Ｂは、検出された車両周囲の状況を示す。図４Ｂに示すように、車両Ｖ１の前方であって、車両Ｖ１が走行するレーンＬ１に隣接する他のレーンＬ２には他車両Ｖ２１，Ｖ２２が走行している状態においては、他車両Ｖ２１．Ｖ２２は、車両Ｖ１がレーンＬ１からレーンＬ２へ移動するレーンチェンジを阻む。

　図４Ｃは、第２地点Ｐ１を示す。制御装置１０は、他車両Ｖ２１，Ｖ２２の存在により、第１経路ＲＴ１の走行継続ができないと判断した場合には、第２地点Ｐ１を設定する。
　第２地点Ｐ１は、新たな第２経路に基づく運転計画の実行開始地点として設定できる。

　制御装置１０は、車両Ｖ１が第１経路ＲＴ１には含まれない他の経路ＲＴＸに進入する第１地点Ｘ１よりも上流側の第２地点Ｐ１を設定する。第１地点Ｘ１は、経路の進行方向に沿う位置により定義される。第１地点Ｘ１は、第１経路ＲＴ１が最終的にレーンＬ３へ移動するために、レーンＬ２へ移動を開始する地点である。この地点において、レーンチェンジを阻む事象（他車両Ｖ２１，Ｖ２２の存在）が解消しない場合には、第１経路に基づく運転計画は中止される。第２地点Ｐ１は、経路逸脱により運転制御が中止される地点よりも上流側の地点である。制御装置１０は、経路逸脱により運転制御が中止される前に、第２経路ＲＴ２を算出し、第２経路ＲＴ２に基づく運転計画を立案し、それを実行する。

　図４Ｄに示すように、制御装置１０は、第２地点よりも上流側において、第１経路ＲＴとは異なる第２経路ＲＴ２を算出する。第２経路ＲＴ２は、レーンＬ３に移動できなかった第１経路ＲＴ１の目的地への経路を考慮し、次のランプにおける分岐レーンに移動する経路である。制御装置１０は、第２地点Ｐ１を通過するタイミングにおいて、第２経路に基づく運転計画の実行を開始する。

　制御装置１０は、第１経路ＲＴ１の走行継続ができないと判断された場合には、第１経路ＲＴ１とは異なる第２経路ＲＴ２を事前に算出し、第１経路ＲＴ１とは異なる他の経路に進入する（第１経路ＲＴ１から外れる）第１地点Ｘ１よりも上流側の第２地点Ｐ１を通過するときには第２経路ＲＴ２に基づく運転計画の実行を開始させる。通常、運転計画の経路を外れる（逸脱する）と、その運転計画に基づく運転制御は中止されてしまうが、本実施形態の運転制御装置１００は、運転制御を継続できる。第１経路ＲＴ１に基づく運転計画に従う運転制御が中止される前に、第２経路ＲＴ２に基づく運転計画の実行を開始するので、乗員が期待する運転制御を継続することができる。実行中の運転計画が中止されることにより、違和感や不信感を乗員に覚えさせない。

　制御装置１０は、車両Ｖ１が第１経路ＲＴ１の走行継続をした場合に、車両Ｖ１に所定量以上の挙動変化が生じる地点であって、車両Ｖ１の現在位置に最も近い地点を第２地点Ｐ１として設定する。図４Ｄに示すように、第１経路ＲＴ１の走行継続には、レーンＬ１からレーンＬ２へレーンチェンジする必要がある。レーンＬ２へのレーンチェンジは分岐レーンＬ３への移動のためである。分岐レーンＬ３への移動は第３地点Ｘ２までに実行されなければならない。車両Ｖ１が分岐レーンＬ３，第３地点Ｘ２に接近するほど、レーンＬ２への移動時の操舵量・操舵速度は大きくなる。制御装置１０は、車両Ｖ１に所定量以上の挙動変化が生じる地点であって、現在の車両に最も近い点（上流側の地点）を第２地点とする。つまり、レーンチェンジが不可能になる第３地点Ｘ２になるだけ接近した地点でリルートを実行する。これにより、車両の挙動変化が所定量以上となる直前まで第１経路ＲＴに基づく運転計画の実行を試行できる。他方、車両の挙動変化が所定量を超える乱暴なレーンチェンジを行われないようにすることができる。挙動変化が所定量以上となるようなレーンチェンジが行われることを防止して、挙動変化が抑制された滑らかな動きで自動運転を継続することができる。

　なお、第２経路の算出は、走行レーンの識別情報を含まない第２地図ＭＰ２を参照して算出することができる。先述したとおり、本実施形態における運転計画の変更においては、第１経路の走行継続の可否判断から第２地点に至るまでに、新たな第２経路に基づく運転計画が実行されていなければならないので、各処理の所要時間の短縮は重要な課題である。第２経路の算出に費やされる時間の短縮も例外なく要求される。制御装置１０は、相対的に時間を要する経路探索については、データ量の少ない第２地図ＭＰ２を用いる。制御装置１０は、第２地図ＭＰ２に基づいて探索した第２経路が含まれる第１地図ＭＰ１を参照して、第２経路を車両に走行させる運転計画を立案する。つまり、第２地図ＭＰ２上で求めた第２経路を、第１地図ＭＰ１に当てはめて、第１地図ＭＰ１を用いて将来走行するレーンの予測を行う。これにより、第１経路の運転計画から第２経路の運転計画に移行するリルート処理の時間を短縮しつつ、高度な運転制御を継続することができる。

　続いて、本実施形態の運転制御装置１００の制御手順を、図５に基づいて説明する。なお、各ステップでの処理の具体的な内容は、上述したとおりであるため、ここでは処理の流れを中心に説明する。

　ステップＳ１０１において、制御装置１０は、車両Ｖ１の現在位置を含む自車情報を取得する。自車情報は、自車両Ｖ１の車速・加速度を含んでもよい。ステップＳ１０２において、制御装置１０は、現在位置を含む領域の地図情報３００を読み込む。地図情報３００は、第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２を含む。

　ステップＳ１０３において、制御装置１０は、現在位置から目的地に至る経路を算出する。制御装置１０は、第１地図ＭＰに属する第１経路に基づいて第１経路を算出する。地図情報３００が第１地図ＭＰ１と第２地図ＭＰ２とを有する場合には、地図の精度に応じて運転制御を切り替えた運転計画を立案することもできる。経路のうち第１地図ＭＰ１に属する第１経路を走行するときには第１運転制御を設定し、経路のうち第２地図ＭＰ２に属する第２経路を走行するときには第１運転制御よりも自動運転レベルが低い第２運転制御を設定してもよい。第１運転制御は第２運転制御よりも自動運転レベル、つまり人間の操作を必要としない程度が高い。具体的に、車両の進行方向のレーン予測結果を用いた自動運転によるレーンチェンジ運転制御を含み、第２運転制御は、レーンチェンジ運転制御を含まない。制御装置１０は、第１経路から第２経路に遷移するときに、第１運転制御から自動運転レベルが低い第２運転制御に運転制御を切り替える。本実施形態では、自動的な運転制御を基本とするので、第１地図ＭＰ１を用いた経路探索を行う。

　ステップＳ１０４において、制御装置１０は、検出装置５０から対象物の検出結果を取得する。対象物の検出結果は、他車両の位置の情報を含む。制御装置１０は、他車両などの対象物を、車両が回避すべき障害物として認識する。

　ステップＳ１０５において、制御装置１０は、車両の運転制御の基準となる目標位置を算出する。各目標位置は、目標横位置（目標Ｘ座標）と目標縦位置（目標Ｙ座標）とを含む。目標位置は、障害物との接近・接触を避けた位置とする。算出された一又は複数の目標座標と車両Ｖ１の現在位置とを結ぶことにより、目標経路を求める。

　ステップ１０６において、制御装置１０は、自車両Ｖ１の現在の横位置とステップＳ１０５で取得した目標横位置との比較結果に基づいて、横位置に関するフィードバックゲインを算出する。

　ステップＳ１０７において、制御装置１０は、自車両Ｖ１の実際の横位置と、現在位置に対応する目標横位置と、ステップＳ１０６のフィードバックゲインとに基づいて、目標横位置上を自車両Ｖ１に移動させるために必要な操舵角や操舵角速度等に関する目標制御値を算出する。ステップＳ１１２において、制御装置１０は、目標制御値を車載装置２００に出力する。これにより、自車両Ｖ１は、目標横位置により定義される目標経路上を走行する。

　ステップＳ１０９において、制御装置１０は、経路に沿う目標縦位置を算出する。ステップＳ１１０において、制御装置１０は、自車両Ｖ１の現在の縦位置、現在位置における車速及び加減速と、現在の縦位置に対応する目標縦位置、その目標縦位置における車速及び加減速との比較結果に基づいて、縦位置に関するフィードバックゲインを算出する。そして、ステップＳ１１１において、制御装置１０は、目標縦位置に応じた車速および加減速度と、ステップＳ１１０で算出された縦位置のフィードバックゲインとに基づいて、縦位置に関する目標制御値が算出される。

　ここで、縦方向の目標制御値とは、目標縦位置に応じた加減速度および車速を実現するための駆動機構の動作（エンジン自動車にあっては内燃機関の動作、電気自動車系にあっては電動モータ動作を含み、ハイブリッド自動車にあっては内燃機関と電動モータとのトルク配分も含む）およびブレーキ動作についての制御値である。たとえば、エンジン自動車にあっては、制御機能は、現在および目標とするそれぞれの加減速度および車速の値に基づいて、目標吸入空気量（スロットルバルブの目標開度）と目標燃料噴射量を算出し、これを駆動装置８０へ送出する。なお、制御機能は、加減速度および車速を算出し、これらを車両コントローラ７０へ送出し、車両コントローラ７０において、これら加減速度および車速を実現するための駆動機構の動作（エンジン自動車にあっては内燃機関の動作、電気自動車系にあっては電動モータ動作を含み、ハイブリッド自動車にあっては内燃機関と電動モータとのトルク配分も含む）およびブレーキ動作についての制御値をそれぞれ算出してもよい。

　ステップＳ１１２において、制御装置１０は、ステップＳ１１１で算出された縦方向の目標制御値を、車載装置２００に出力する。車両コントローラ７０は、操舵制御及び駆動制御を実行し、自車両に目標横位置及び目標縦位置によって定義される目標経路上を走行させる。ステップＳ１０９～Ｓ１１２の処理は、先述したステップＳ１０５～Ｓ１０７，Ｓ１１２と同様に、目標縦位置を取得する度に繰り返し、取得した目標横位置のそれぞれについての制御値を車載装置２００に出力する。

　ステップＳ１１３において、車両コントローラ７０は、制御装置１０の指令に従い運転制御を実行する。

　ステップＳ１１４において、制御装置１０は、ドライバがステアリング操作等をしたか否か、ドライバの操作介入の有無を判断する。ドライバの操作が検出されなければ、ステップＳ１０１へ戻り、新たな対象領域の設定、目標経路の算出及び運転制御を繰り返す。他方、ドライバが操作をした場合には、ステップＳ１１５に進み、運転制御を中断する。運転制御を中断した場合には、その旨を乗員に報知する。

　図６は、図５に示すステップＳ１１３の運転計画の実行時におけるリルート処理を説明するフローチャートである。ステップＳ２０１において、制御装置１０は、第１経路の走行継続の可否を判断する。ステップＳ２０２において第１経路の走行継続が可能である場合には、ステップＳ２０３に進み、第１経路に基づく運転計画に従い自動的な運転制御を継続する。ステップＳ２０２において第１経路の走行継続が不可能である場合には、ステップＳ２０４に進み、走行中のレーンの走行を継続する。ステップＳ２０５において、制御装置１０は、第１経路とは異なる第２経路を算出する。

　ステップＳ２０６において、制御装置１０はリルートの実行条件が充足されているか否かを判断する。リルートの実行条件とは、１）レーンチェンジする地点までの距離が所定値以下である、２）交差点までの距離が所定値以下である、３）レーンチェンジ又は右左折を行った場合に車両の挙動の変化が所定値以上である、及び４）レーンチェンジ運転を実行する地点又は右左折運転を実行する地点まで他車両（障害物）が存在することの４つの条件のうち一つ以上を充足する場合に、リルート処理を実行する。

　図７Ａ及び図７Ｂに基づいて処理を説明する。
　図７Ａに示すように、自車両Ｖ１が第１経路ＲＴ１を走行するためには、左側レーンにレーンチェンジ運転をし、交差点で左折する必要がある。しかし、他車両Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３が交差点まで並んでいる（渋滞している）ため、自車両Ｖ１のレーンチェンジを許さない。制御装置１０は、次の交差点で左折するという第２経路ＲＴを算出する。レーンチェンジができず、第１経路ＲＴ１とは異なる第２経路ＲＴ２に進入する第２地点Ｐ１において、制御装置１０は、第２経路ＲＴを実行させる運転計画の実行を開始する。図７Ｂに示すように、制御装置１０は、次の交差点に向かう第２経路ＲＴ２を自車両Ｖ１に走行させる。

　本発明の実施形態の運転制御装置１００は、以上のように構成され動作するので、以下の効果を奏する。

［１］本実施形態の運転制御方法は、第１経路ＲＴ１の走行継続ができないと判断された場合には、第１経路ＲＴ１とは異なる第２経路ＲＴ２を事前に算出し、第１経路ＲＴ１とは異なる他の経路に進入する（第１経路ＲＴ１から外れる）第１地点Ｘ１よりも上流側の第２地点Ｐ１を通過するきには第２経路ＲＴ２に基づく運転計画を実行させる。通常、運転計画の経路を外れると、その運転計画に基づく運転制御は中止されてしまうが、本運転制御方法によれば、運転制御を継続することができる。第１経路ＲＴ１に基づく運転計画に従う運転制御が中止される前に、第２経路ＲＴ２に基づく運転計画の実行を開始するので、乗員が期待する運転制御を継続することができる。実行中の運転計画が中止されることにより、乗員に違和感・不信感を覚えさせない。実行中の運転計画における第１経路から外れても、途切れることなく、自動運転（運転制御）を継続できる。

［２］本実施形態の運転制御方法において、車両Ｖ１が第１経路ＲＴ１の走行継続をした場合に、車両Ｖ１に所定量以上の挙動変化が生じる地点であって、車両Ｖ１の現在位置に最も近い地点を第２地点Ｐ１として設定する。第１経路ＲＴ１の走行継続には、レーンチェンジが必要な場面がある。車両Ｖ１がレーンチェンジをするべき地点に接近するほど、レーンＬ２への移動時の操舵量・操舵速度は大きくなる。本実施形態の運転制御方法は、車両Ｖ１に所定量以上の挙動変化が生じる地点であって、現在の車両に最も近い点（上流側の地点）を第２地点とする。つまり、レーンチェンジが不可能になる地点（レーンチェンジ時の車両挙動の変化が大きくな地点）になるだけ接近した地点でリルートを実行する。これにより、車両の挙動変化が所定量以上となるまで第１経路ＲＴに基づく運転計画の実行を試みることができる。他方、車両の挙動変化が所定量を超える乱暴な(乗員に違和感を覚えさせる挙動の）レーンチェンジを行われないようにすることができる。挙動変化が所定量以上となるようなレーンチェンジが行われることを防止して、挙動変化が抑制された滑らかな動きで自動運転を継続することができる。

［３］本実施形態の運転制御方法は、第１経路の走行継続の可否を判断する。制御装置１０は、１経路の走行のために計画されたレーンチェンジ運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画におけるレーンチェンジは、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。レーンチェンジができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

［４］本実施形態の運転制御方法は、第１経路の走行のために計画された右左折運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画における右左折運転は、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。右左折運転ができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

［５］本実施形態の運転制御方法は、第１経路の走行のために計画された分岐又は合流運転ができないと判断された場合に、第１経路の走行継続ができないと判断する。運転計画における分岐又は合流運転は、第１経路の走行継続に必要な運転制御である。分岐又は合流運転ができないことに基づいて第１経路の走行継続を予測することにより、事前にリルート処理の準備をすることができる。

［６］本実施形態の運転制御方法は、相対的に時間を要する経路探索については、データ量の少ない第２地図ＭＰ２を用いる。本実施形態の運転制御方法は、第２地図ＭＰ２に基づいて探索した第２経路が含まれる第１地図ＭＰ１を参照して、第２経路を車両に走行させる運転計画を立案する。つまり、第２地図ＭＰ２上で求めた第２経路を、第１地図ＭＰ１に当てはめて、第１地図ＭＰ１を用いて将来走行するレーンの予測を行う。これにより、第１経路の運転計画から第２経路の運転計画に移行するリルート処理の時間を短縮しつつ、高度な運転制御を継続することができる。

［７］実施形態の運転制御方法が制御装置１０により実行されることにより、運転制御装置１００は、上記運転制御方法と同様の作用を奏し、同様の効果を奏する。

　なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…運転制御システム
１００…運転制御装置
　１０…制御装置
　　１１…ＣＰＵ
　　１２…ＲＯＭ
　　　３００…地図情報
　　　　ＭＰ１…第１地図
　　　　ＭＰ２…第２地図
　　１３…ＲＡＭ
　２０…通信装置
　３０…出力装置
　　３１…ディスプレイ
　　３２…スピーカ
２００…車載装置
　４０…通信装置
　５０…検出装置
　　５１…カメラ
　　５２…レーダー装置
　６０…センサ
　　６１…操舵角センサ
　　６２…車速センサ
　７０…車両コントローラ
　８０…駆動装置
　　８１…制動装置
　９０…操舵装置
　１１０…出力装置
　　１１１…ディスプレイ
　　１１２…スピーカ
　１２０…ナビゲーション装置
　　１２１…位置検出装置
　　１２３…地図情報
　　　　ＭＰ１…第１地図
　　　　ＭＰ２…第２地図

Claims (7)

1. 　車両の目的地を取得し、
   　走行レーンの識別情報を含まない第１地図を有する地図情報を参照し、
   　前記車両の現在位置から目的地に至る第１経路を算出し、
   　前記車両に前記第１経路を走行させる運転計画を立案し、
   　前記車両のコントローラに前記運転計画を実行に際して、前記車両の周囲において検出された障害物情報に基づいて、前記第１経路の走行継続の可否を判断し、
   　前記第１経路の走行継続ができないと判断された場合には、前記第１経路とは異なる第２経路を算出し、前記車両が前記第１経路とは異なる他の経路に進入する第１地点よりも上流側の第２地点を通過するときに、前記車両に前記第２経路を走行させる前記運転計画を実行させる運転制御方法。
2. 　前記第２地点は、前記車両が前記第１経路の走行継続をした場合に、前記車両に所定量以上の挙動変化が生じる地点であって、前記車両の現在位置に最も近い地点である請求項１に記載の運転制御方法。
3. 　前記第１経路の走行のために計画されたレーンチェンジ運転ができないと判断された場合に、前記第１経路の走行継続ができないと判断する請求項１又は２に記載の運転制御方法。
4. 　前記第１経路の走行のために計画された右左折運転ができないと判断された場合に、前記第１経路の走行継続ができないと判断する請求項１又は２に記載の運転制御方法。
5. 　前記第１経路の走行のために計画された分岐又は合流運転ができないと判断された場合に、前記第１経路の走行継続ができないと判断する請求項１又は２に記載の運転制御方法。
6. 　前記地図情報は、走行レーンの識別情報を含まない第２地図を有し、
   　前記第１経路の走行継続ができないと判断された場合には、前記第２地図を参照して、前記第１経路とは異なる前記第２経路を算出し、
   　前記第２経路が含まれる前記第１地図を参照して、前記車両に前記第２経路を走行させる前記運転計画を立案する請求項１～５の何れか一項に記載の運転制御方法。
7. 　立案した運転計画を車両コントローラに実行させる制御装置を備える運転制御装置であって、
   　前記制御装置は、
   　車両の目的地を取得し、
   　走行レーンの識別情報を有する第１地図を含む地図情報を参照し、
   　前記車両の現在位置から目的地に至る第１経路を算出し、
   　前記車両に前記第１経路を走行させる運転計画を立案し、
   　前記車両のコントローラに前記運転計画を実行させる際に、前記車両の周囲において検出された障害物情報に基づいて、前記第１経路の走行継続の可否を判断し、
   　前記車両が前記第１経路の走行継続をできないと判断された場合には、前記第１経路とは異なる第２経路を算出し、前記第１経路とは異なる他の経路に進入する第１地点よりも上流側の第２地点を通過するタイミングにおいて、前記車両に前記第２経路を走行させる前記運転計画を実行させる運転制御装置。

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