(57)【要約】【課題】車両状態が走行計画から大きく逸脱しているときには早期に車両状態を走行計画に近づけることができ、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているときには緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させる。【解決手段】自動運転車両システム１００は、走行計画を生成すると共に、走行計画における車両Ｖの目標制御値の制御幅を生成する走行計画生成部１４と、車両状態が目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する走行制御部１５と、指令制御値に基づいて車両の走行を制御するアクチュエータと、を備えている。走行計画生成部１４は、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部と、
前記車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、
前記車両の前記周辺情報に基づいて走行計画を生成すると共に、前記車両状態及び前記周辺情報の少なくともいずれかに基づいて前記走行計画における前記車両の目標制御値の制御幅を生成する走行計画生成部と、
前記走行計画、前記車両状態及び前記制御幅に基づいて、前記車両状態が前記目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する第１の演算部と、
前記指令制御値に基づいて前記車両の走行を制御するアクチュエータと、
を備え、
前記目標制御値は前記車両の目標速度であり、前記目標速度より第１所定量大きい値と前記目標速度より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標加速度であり、前記目標加速度より第１所定量大きい値と前記目標加速度より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標ヨー角であり、前記目標ヨー角より第１所定量大きい値と前記目標ヨー角より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標軌跡の曲率であり、前記曲率より第１所定量大きい値と前記曲率より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、
前記第１の演算部は、現在の前記車両状態が前記制御幅内に対応する車両状態であるときは現在の前記車両状態が前記制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、前記車両状態を緩やかに前記目標車両状態に近づけるように前記指令制御値を演算する、自動運転車両システム。
【請求項２】
前記走行計画生成部は第１のＥＣＵに含まれ、
前記第１の演算部は、前記第１のＥＣＵとは異なる第２のＥＣＵに含まれる、請求項１に記載の自動運転車両システム。
【請求項３】
車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部と、
前記車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、
前記車両の前記周辺情報に基づいて走行計画を生成すると共に、前記車両状態及び前記周辺情報の少なくともいずれかに基づいて前記走行計画における前記車両の目標制御値の制御幅を生成する走行計画生成部と、
前記走行計画に基づいて、前記車両状態が前記目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する第２の演算部と、
前記指令制御値に応じた出力により前記車両の走行を制御するアクチュエータと、
前記車両状態及び前記制御幅に基づいて前記アクチュエータのパラメータを制御するアクチュエータ制御部と、
を備え、
前記目標制御値は前記車両の目標速度であり、前記目標速度より第１所定量大きい値と前記目標速度より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標加速度であり、前記目標加速度より第１所定量大きい値と前記目標加速度より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標ヨー角であり、前記目標ヨー角より第１所定量大きい値と前記目標ヨー角より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、又は、前記目標制御値は前記車両の目標軌跡の曲率であり、前記曲率より第１所定量大きい値と前記曲率より第２所定量小さい値との間が前記制御幅であり、
前記アクチュエータ制御部は、現在の前記車両状態が前記制御幅内に対応する車両状態であるときは現在の前記車両状態が前記制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、現在の前記アクチュエータの出力を緩やかに前記指令制御値に応じた出力に近づけるように前記パラメータを変更する、自動運転車両システム。
【請求項４】
前記走行計画生成部は第１のＥＣＵに含まれ、
前記第２の演算部は、前記第１のＥＣＵとは異なる第２のＥＣＵに含まれる、請求項３に記載の自動運転車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、自動運転車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているように、車両の走行を制御する自動運転車両システムがある。このような自動運転車両システムは、例えば、走行すべき軌跡を算出し、算出した軌跡上を車両が走行するように操舵を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２２８４２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、走行すべき軌跡から車両が小さく逸脱している場合と、走行すべき軌跡から車両が大きく逸脱している場合とでは、車両の状況が異なっている。しかしながら、従来の自動運転車両システムは、走行すべき軌跡から車両が小さく逸脱している場合であっても、走行すべき軌跡から車両が大きく逸脱している場合であっても、走行すべき軌跡に向けて同様に車両の走行を制御していた。このように、従来の自動運転車両システムは、走行すべき軌跡からの逸脱が小さいために早期に走行すべき軌跡に向けて車両を走行させる必要がないにも関わらず、走行すべき軌跡から大きく逸脱している場合と同様に車両の走行を制御している。このため、従来の自動運転車両システムでは、走行すべき軌跡から車両が小さく逸脱している場合に車両の乗り心地が悪化することがある。
【０００５】
そこで、本発明の一側面は、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているときには早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができ、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているときには緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる自動運転車両システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る自動運転車両システムは、車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部と、車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、車両の周辺情報に基づいて走行計画を生成すると共に、車両状態及び周辺情報の少なくともいずれかに基づいて走行計画における車両の目標制御値の制御幅を生成する走行計画生成部と、走行計画、車両状態及び制御幅に基づいて、車両状態が目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する第１の演算部と、指令制御値に基づいて車両の走行を制御するアクチュエータと、を備え、第１の演算部は、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。
【０００７】
この自動運転車両システムは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて車両状態を緩やかに目標車両状態に近づける。すなわち、自動運転車両システムは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて車両状態を早期に目標車両状態に近づける。このように、自動運転車両システムは、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているときには早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができ、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているときには緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる。
【０００８】
なお、走行計画生成部が生成する走行計画における車両の目標制御値は、目標位置の時系列データ（目標軌跡）と、各目標位置での目標速度との二つの要素からなる組を含んでいてもよい。また、目標制御値は、目標位置及び目標速度に加え、目標軌跡の曲率、各目標位置における車両の目標ヨー角、及び各目標位置における目標加速度（目標加減速度）など、種々の情報を含んでいてもよい。
【０００９】
走行計画生成部が生成する制御幅は、車両状態が目標車両状態から逸脱したとしても、走行計画上、許容できる目標制御値の幅である。但し、走行計画生成部は、走行計画における全ての種類の目標制御値に対応する制御幅を生成しなくてもよい。例えば、目標制御値として目標位置と目標速度とが設定されている場合、走行計画生成部は、目標位置に対してのみ制御幅を生成してもよい。
【００１０】
車両状態認識部が認識する車両状態は、例えば、車両の速度、車両のヨーレートである。なお、車両状態には、車両の大きさなどの、車両についての種々の情報を含んでいてもよい。
【００１１】
走行計画生成部は第１のＥＣＵに含まれ、第１の演算部は、第１のＥＣＵとは異なる第２のＥＣＵに含まれていてもよい。この場合、例えば、第１のＥＣＵを車種をまたいで採用する共通要素とし、第２のＥＣＵを車種毎に異なる車種別要素とすることができるので、走行計画生成部及び第１の演算部が一つのＥＣＵに含まれている場合に比べて、要素の共通化を進めることができる。
【００１２】
本発明の他の一側面に係る自動運転車両システムは、車両の周辺情報を認識する周辺情報認識部と、車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、車両の周辺情報に基づいて走行計画を生成すると共に、車両状態及び周辺情報の少なくともいずれかに基づいて走行計画における車両の目標制御値の制御幅を生成する走行計画生成部と、走行計画に基づいて、車両状態が目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する第２の演算部と、指令制御値に応じた出力により車両の走行を制御するアクチュエータと、車両状態及び制御幅に基づいてアクチュエータのパラメータを制御するアクチュエータ制御部と、を備え、アクチュエータ制御部は、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、現在のアクチュエータの出力を緩やかに指令制御値に応じた出力に近づけるようにパラメータを変更する。
【００１３】
この自動運転車両システムは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、現在のアクチュエータの出力を緩やかに指令制御値に応じた出力に近づけるようにパラメータを変更する。すなわち、自動運転車両システムは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて、現在のアクチュエータの出力を早期に指令制御値に応じた出力に近づけるようにパラメータを変更する。これにより、自動運転車両システムは、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているときには早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができ、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているときには緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる。
【００１４】
走行計画生成部は第１のＥＣＵに含まれ、第２の演算部は、第１のＥＣＵとは異なる第２のＥＣＵに含まれていてもよい。この場合、例えば、第１のＥＣＵを車種をまたいで採用する共通要素とし、第２のＥＣＵを車種毎に異なる車種別要素とすることができるので、走行計画生成部及び第２の演算部が一つのＥＣＵに含まれている場合に比べて、要素の共通化を進めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の種々の側面によれば、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているときには早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができ、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているときには緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る自動運転車両システムの構成を示すブロック図である。
【図２】走行計画及び制御幅の設定を説明するための平面図である。
【図３】目標位置に対して目標位置の制御幅を片寄らせた場合の平面図である。
【図４】図４（ａ）はヨー角及びヨー角の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｂ）は速度及び速度の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｃ）は曲率及び曲率の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｄ）は加速度及び加速度の制御幅の設定を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）は走行車線の幅に基づいた制御幅の設定を説明するための図である。図５（ｂ）は周辺車両の大きさに基づいた制御幅の設定を説明するための図である。図５（ｃ）は周辺車両の速度の幅に基づいた制御幅の設定を説明するための図である。図５（ｄ）は周辺車両と車両の目標軌跡との距離に基づいた制御幅の設定を説明するための図である。
【図６】走行計画及び制御幅を生成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】走行計画及び制御幅に基づいて車両の走行を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係る自動運転車両システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る自動運転車両システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】指令制御値及び制御幅に基づいてアクチュエータを制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第４実施形態に係る自動運転車両システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】複数の制御幅が生成された場合における車両位置の変化を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る自動運転車両システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、自動運転車両システム１００は、自動車等の車両Ｖに搭載される。自動運転車両システム１００は、外部センサ１、ＧＰＳ［Global  Positioning  System］受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、ＥＣＵ［Electronic  Control  Unit］１０、及びＨＭＩ［Human  Machine  Interface］７を備えている。
【００１９】
外部センサ１は、車両Ｖの周辺情報を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDER：Laser  Imaging  Detection  and  Ranging］のうち少なくとも一つを含む。
【００２０】
カメラは、車両Ｖの周辺を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、車両Ｖのフロントガラスよりも車室側に設けられている。カメラは、撮像した撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。
【００２１】
レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両Ｖの外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。
【００２２】
ライダーは、光を利用して車両Ｖの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を車両Ｖの周囲に送信し、障害物で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。
【００２３】
ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｖの位置（例えば車両Ｖの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｖの位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、車両Ｖの緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。また、車両Ｖの方位を測定する機能を持たせることは、センサの測定結果と後述する地図情報との照合のために好ましい。
【００２４】
内部センサ３は、車両Ｖの走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。なお、内部センサ３は、加速度センサ、及びヨーレートセンサを備えていることは必須ではない。車速センサは、車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両Ｖの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０へ送信する。
【００２５】
加速度センサは、車両Ｖの加速度（加減速度）を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、車両Ｖの加速度情報をＥＣＵ１０へ送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｖの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両Ｖのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。
【００２６】
地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベースは、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard  disk  drive］内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。さらに、建物又は壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（Simultaneous  Localization  and  Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませることが好ましい。なお、地図情報は、車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
【００２７】
ナビゲーションシステム５は、車両Ｖの運転者によって設定された目的地まで、車両Ｖの運転者に対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２が測定した車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、車両Ｖの走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｖの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により運転者に対して目標ルートの報知を行う。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ナビゲーションシステム５は、車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに設けられていてもよい。
【００２８】
アクチュエータ６は、車両Ｖの走行の制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの指令制御値（指令信号）に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度（アクチュエータの出力））を制御し、車両Ｖの駆動力を制御する。なお、車両Ｖがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの指令制御値が入力されて当該駆動力（アクチュエータの出力）が制御される。
【００２９】
ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの指令制御値に応じてブレーキシステムを制御し、車両Ｖの車輪へ付与する制動力（アクチュエータの出力）を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルク（アクチュエータの出力）を制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの指令制御値に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Ｖの操舵トルクを制御する。
【００３０】
ＨＭＩ７は、車両Ｖの乗員（運転者を含む）と自動運転車両システム１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ７は、乗員により自動走行の作動又は停止に係る入力操作がなされると、ＥＣＵ１０に信号を出力して自動走行を開始又は停止させる。ＨＭＩ７は、自動運転を終了する目的地に到達する場合、乗員に目的地到達を通知する。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。
【００３１】
図１に示すように、ＥＣＵ１０は、車両Ｖの自動走行を制御する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００３２】
ＥＣＵ１０は、機能的には、周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、走行計画生成部１４、及び走行制御部（第１の演算部）１５を含んでいる。
【００３３】
周辺情報認識部１２は、外部センサ１の検出結果（例えばカメラの撮像情報、レーダーの障害物情報、ライダーの障害物情報等）等に基づいて、車両Ｖの周辺情報を認識する。周辺情報は、例えば、車両Ｖに対する走行車線の白線の位置もしくは車線中心の位置及び走行車線の幅、道路の形状（例えば走行車線の曲率、外部センサ１の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねり等）、車両Ｖの周辺の障害物（例えば周辺車両等）の状況（例えば、固定障害物と移動障害物とを区別する情報、車両Ｖに対する障害物の位置、障害物の速度、車両Ｖに対する障害物の移動方向、車両Ｖに対する障害物の相対速度、障害物の大きさ等）を含む。また、外部センサ１の検出結果と地図情報とを照合することにより、ＧＰＳ受信部２等で取得される車両Ｖの位置及び方向の精度を補うことは好適である。
【００３４】
周辺情報には、更に、道路種別情報を含む。道路種別情報には、例えば、車両Ｖが走行する道路が高速道路であるか或いは一般道路であるかの情報が含まれている。例えば、道路が高速道路であるか或いは一般道路であるかの情報は、地図データベース４が備える地図情報に含まれていてもよい。この場合、周辺情報認識部１２は、地図データベース４が備える地図情報、及び車両状態認識部１３で認識された車両Ｖの車両位置に基づいて、走行車線が高速道路であるか或いは一般道路であるかを認識してもよい。
【００３５】
周辺情報は、更に、車両Ｖの周辺を走行する周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離を含む。周辺情報認識部１２は、周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離を、例えば、外部センサ１によって検出された周辺情報と、走行計画生成部１４によって生成された車両Ｖの目標軌跡とに基づいて認識してもよい。具体的には、例えば、外部センサ１がレーダーを備えている場合、周辺情報認識部１２は、レーダーの検出結果に基づいて周辺車両の位置を認識する。周辺情報認識部１２は、走行計画生成部１４によって生成された車両Ｖの目標軌跡と、認識した周辺車両の位置とに基づいて、周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離を認識してもよい。
【００３６】
周辺情報は、更に、車両Ｖの右側に存在する走行車線の境界線の色及び線種を含む。例えば、走行車線の右側の境界線の色及び線種は、地図データベース４が備える地図情報に含まれていてもよい。この場合、周辺情報認識部１２は、地図データベース４が備える地図情報、及び車両状態認識部１３で認識された車両Ｖの車両位置に基づいて、走行車線の右側の境界線の色及び線種を認識してもよい。或いは、例えば、外部センサ１がカメラを備えている場合、周辺情報認識部１２は、カメラの撮像情報に基づいて走行車線の右側の境界線の色及び線種を認識してもよい。
【００３７】
周辺情報は、更に、車両Ｖの走行車線の側方の平坦エリアの広さを含む。走行路の側方の平坦エリアとは、走行車線の境界線を挟んで走行車線と連続する平坦なエリアである。例えば、外部センサ１がステレオカメラを備えている場合、周辺情報認識部１２は、ステレオカメラの撮像情報に基づいて、画像処理を行うことによって平坦エリアの広さを認識してもよい。
【００３８】
周辺情報は、更に、車両Ｖの走行路の路面の状態を含む。路面の状態は、路面が乾いているか、或いは路面が濡れているかの情報を含む。例えば、外部センサ１がカメラを備えている場合、周辺情報認識部１２は、カメラの撮像情報に基づいて、画像処理を行うことによって路面が乾いているか或いは濡れているかを認識してもよい。
【００３９】
車両状態認識部１３は、車両Ｖの車両状態を認識する。車両状態には、車両Ｖの位置（以下「車両位置」という）、車両Ｖの走行状態、及び車両Ｖの特性情報が含まれていてもよい。
【００４０】
車両状態認識部１３は、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、地図上における車両位置を認識する。なお、車両状態認識部１３は、ナビゲーションシステム５で用いられる車両位置を該ナビゲーションシステム５から取得して認識してもよい。車両状態認識部１３は、道路等の外部に設置されたセンサで車両Ｖの車両位置が測定され得る場合、このセンサから通信によって車両位置を取得してもよい。
【００４１】
車両状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果（例えば車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報等）に基づいて、車両Ｖの走行状態を認識する。車両Ｖの走行状態には、例えば、車両Ｖの速度、加速度、及びヨーレートが含まれる。
【００４２】
車両状態認識部１３は、特性情報として、例えば、車両Ｖの大きさ、及びセンサの信頼度を認識してもよい。車両Ｖの大きさとは、車両Ｖの前後方向の大きさ、又は車両Ｖの車幅方向の大きさであってもよい。或いは、車両Ｖの大きさとして、車両Ｖの前後方向の大きさ、及び車幅方向の大きさの両方が含まれていてもよい。車両Ｖの大きさは、予めＥＣＵ１０に接続された記憶部等に記憶されていてもよい。車両状態認識部１３は、記憶部等に記憶された車両Ｖの大きさを読み込むことで、車両Ｖの大きさを認識してもよい。
【００４３】
センサの信頼度とは、例えば、外部センサ１及び内部センサ３に含まれる各種センサの検出結果の信頼度であってもよい。この信頼度は、ＥＣＵ１０に接続された記憶部等に、センサ毎に予め記憶されていてもよい。車両状態認識部１３は、ＥＣＵ１０に接続された記憶部等に記憶された信頼度を読み込むことで、センサの検出結果の信頼度を認識してもよい。或いは、車両状態認識部１３は、外部センサ１及び内部センサ３に同じ対象を検出可能な２つのセンサを含んでいる場合、２つのセンサの検出結果を比較し、比較した結果に基づいてセンサの検出結果の信頼度を認識してもよい。例えば、車両状態認識部１３は、２つのセンサの検出結果が同じである場合にこれらのセンサの検出結果の信頼度は高いと認識し、２つのセンサの検出結果が異なる場合にこれらのセンサの検出結果の信頼度は低いと認識してもよい。具体的には、例えば、車両状態認識部１３は、カメラの撮像情報に基づく障害物の認識結果と、レーダーの障害物情報に基づく障害物の認識結果とが一致する場合に、カメラの検出結果の信頼度及びレーダーの検出結果の信頼度は高いと認識してもよい。一方、車両状態認識部１３は、カメラの撮像情報に基づく障害物の認識結果と、レーダーの障害物情報に基づく障害物の認識結果とが一致しない場合に、カメラの検出結果の信頼度及びレーダーの検出結果の信頼度は低いと認識してもよい。
【００４４】
走行計画生成部１４は、例えば、ナビゲーションシステム５で演算された目標ルート、及び、周辺情報認識部１２で認識された車両Ｖの周辺情報（周辺車両の位置、方位を含む）に基づいて、車両Ｖの目標軌跡を生成する。目標軌跡は、目標ルートにおいて車両Ｖが進む軌跡である。走行計画生成部１４は、目標ルート上において車両Ｖが安全、法令順守、走行効率等の基準に照らして好適に走行するように目標軌跡を生成する。このとき、走行計画生成部１４は、車両Ｖの周辺の障害物の状況に基づき、障害物との接触を回避するように車両Ｖの目標軌跡を生成することはいうまでもない。
【００４５】
なお、ここで言う目標ルートには、特許５３８２２１８号公報（ＷＯ２０１１／１５８３４７号公報）に記載された「運転支援装置」、又は、特開２０１１−１６２１３２号公報に記載された「自動運転装置」における道なり走行ルートのように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、周辺情報や地図情報に基づき自動的に生成される走行ルートも含まれる。
【００４６】
走行計画生成部１４は、生成した目標軌跡に応じた走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部１４は、車両Ｖの周辺情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する。なお、走行計画生成部１４は、例えば、車両Ｖの周辺情報に基づいて目標軌跡を決定し、決定した目標軌跡に応じた走行計画を生成する等、地図データベース４の地図情報を用いずに走行計画を生成してもよい。走行計画には、車両Ｖの車両状態を制御する際に目標とする目標制御値が含まれている。走行計画生成部１４は、好ましくは、走行計画の目標制御値として、車両Ｖに固定された座標系での目標位置ｐと各目標位置での目標速度ｖとの二つの要素からなる組、すなわち配位座標（ｐ、ｖ）を複数生成する。ここで、それぞれの目標位置ｐは、少なくとも車両Ｖに固定された座標系でのｘ座標、ｙ座標の位置もしくはそれと等価な情報を有する。なお、走行計画の目標制御値は、上述した配位座標で表されることに限定されない。走行計画は、目標制御値として、例えば上述した配位座標（ｐ、ｖ）における目標速度ｖの代わりに目標時刻ｔを用いてもよい。また、上述した配位座標（ｐ、ｖ）における目標速度ｖの代わりに目標時刻ｔを用いた場合、目標制御値は、目標時刻ｔの時点での車両Ｖの方位を更に含んでいてもよい。
【００４７】
走行計画は、目標制御値として、目標軌跡に沿った通過すべき複数の目標位置と各目標位置での目標速度とに加え、各目標位置における車両Ｖの目標軌跡の曲率、各目標位置における車両Ｖの目標ヨー角、及び各目標位置における車両Ｖの目標加速度のうち少なくともいずれかを更に含んでいてもよい。
【００４８】
また、通常、走行計画は、概ね現在時刻から数秒先の将来のデータで充分であるが、交差点の右折、車両Ｖの追い越し等の状況によっては数十秒のデータが必要となるので、走行計画の配位座標の数は可変、且つ配位座標間の距離も可変とすることが好ましい。さらに、配位座標をつなぐ曲線をスプライン関数等で近似し、当該曲線のパラメータを走行計画としてもよい。走行計画の生成としては、車両Ｖの挙動を記すことができるものであれば、任意の公知方法を用いることができる。
【００４９】
走行計画は、目標ルートに沿った目標軌跡を車両Ｖが走行する際における、車両Ｖの目標速度、目標加減速度及び目標操舵トルク等の推移を示すデータであってもよい。走行計画は、車両Ｖの目標速度パターン、目標加減速度パターン及び目標操舵パターンを含んでいてもよい。ここでの走行計画生成部１４は、旅行時間（車両Ｖが目的地に到着するまでに要される所要時間）が最も小さくなるように、走行計画を生成してもよい。
【００５０】
ちなみに、目標速度パターンとは、例えば、目標軌跡上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。目標加減速度パターンとは、例えば、目標軌跡上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標加減速度からなるデータである。目標操舵パターンとは、例えば、目標軌跡上に所定間隔（例えば１ｍ）で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。
【００５１】
走行計画生成部１４は、走行計画に加え、例えば、走行計画における車両Ｖの目標制御値の制御幅を更に生成する。走行計画生成部１４は、周辺情報認識部１２によって認識された車両Ｖの周辺情報、及び車両状態認識部１３によって認識された車両状態の少なくともいずれかに基づいて制御幅を生成する。制御幅は、走行計画の目標制御値毎にそれぞれ設定されている。但し、走行計画生成部１４は、走行計画における全ての種類の目標制御値に対応する制御幅を生成しなくてもよい。例えば、目標制御値として目標位置と目標速度とが設定されている場合、走行計画生成部１４は、目標位置に対してのみ制御幅を生成してもよい。
【００５２】
また、制御幅は、走行計画における車両の目標制御値と同じ次元（単位）となっている。すなわち、例えば、目標制御値に目標位置が含まれている場合の目標位置の制御幅は、位置の幅となる。例えば、目標制御値に目標速度が含まれている場合の目標速度の制御幅は、速度の幅となる。例えば、目標制御値に目標軌跡の曲率が含まれている場合の目標軌跡の曲率の制御幅は、曲率の幅となる。例えば、目標制御値に車両Ｖの目標ヨー角が含まれている場合の目標ヨー角の制御幅は、角度の幅となる。例えば、目標制御値に目標加速度が含まれている場合の目標加速度の制御幅は、加速度の幅となる。例えば、目標制御値に目標時刻が含まれている場合の目標時刻の制御幅は、時間の幅となる。
【００５３】
走行計画生成部１４が生成する制御幅は、車両状態が目標車両状態から逸脱したとしても、走行計画上、許容できる目標制御値の幅である。例えば、走行計画生成部１４は、車両の乗り心地や安全度などを考慮して制御幅を生成してもよい。車両の乗り心地を考慮して制御幅を生成することとは、例えば、車両Ｖに生じる横加速度が予め定められた基準値以下となるように車両Ｖを走行させることができる目標制御値の幅を生成することであってもよい。車両の安全度を考慮して制御幅を生成することとは、車両Ｖの周囲の車両との車間距離が予め定められた基準値以上となるように車両Ｖを走行させることができる目標制御値の幅を生成することであってもよい。
【００５４】
ここで、走行計画及び制御幅の具体例について説明する。図２は、走行計画の目標制御値に目標位置が含まれている場合における、目標位置及び目標位置の制御幅の設定を説明するための平面図である。図２に示すＲは、車両Ｖが走行する走行車線である。実線で示すＬ１及びＬ２は、走行車線Ｒと隣接車線等との境界となる白線である。破線で示すＴは、走行計画の複数の目標位置をつないだ目標軌跡である。Ｗは、目標位置の制御幅である。制御幅Ｗは、目標位置をつないだ目標軌跡Ｔの法線方向であって制御幅境界線Ｗａと制御幅境界線Ｗｂとの間の長さとして表すことができる。制御幅境界線Ｗａは、目標位置毎に生成された制御幅において車両Ｖの左側の最大値同士をつないだ曲線である。制御幅境界線Ｗｂは、目標位置毎に生成された制御幅において車両Ｖの右側の最大値同士をつないだ曲線である。図２では、制御幅が後述する走行車線の幅によって設定される場合を例として示しており、その結果、制御幅Ｗが一定となっている場合を示している。
【００５５】
図２では、目標位置の制御幅Ｗの中央が、目標位置をつないだ目標軌跡Ｔとなる場合を示した。これに対し、走行計画生成部１４は、目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに対して車両Ｖの右側或いは左側に片寄るように制御幅Ｗを生成してもよい。例えば、図３に示すように、走行車線Ｒの左側に隣接して側壁Ｓが存在する場合、走行計画生成部１４は、側壁Ｓから離れる側に片寄るように制御幅Ｗを生成してもよい。このように、走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報認識部１２によって認識される側壁Ｓ等の障害物の位置等に応じて、制御幅を目標位置に対して片寄らせて生成してもよい。走行計画生成部１４は、目標位置の制御幅を片寄らせて生成することに限定されず、他の目標制御値の制御幅についても目標制御値に対して片寄らせて生成してもよい。制御幅の片寄らせ方として、例えば、走行計画生成部１４は、障害物から離れるように目標制御値に対して制御幅を片寄らせてもよい。
【００５６】
図４（ａ）は、走行計画の目標制御値に目標ヨー角が含まれている場合における、目標ヨー角及び目標ヨー角の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ａ）では、目標制御値の目標ヨー角の時間変化、及び目標ヨー角の制御幅の時間変化の一例を示している。破線で示すＴ１は、左回り又は右回りの目標制御値の目標ヨー角の時間変化を示す。点線で示すＷａ１は、左回り又は右回りにおける目標ヨー角の制御幅の上限を示す制御幅境界線である。点線で示すＷｂ１は、左回り又は右回りにおける目標ヨー角の制御幅の下限を示す制御幅境界線である。Ｗ１は、目標ヨー角の制御幅である。制御幅Ｗ１は、制御幅の上限である制御幅境界線Ｗａ１から制御幅の下限である制御幅境界線Ｗｂ１までの角度として表すことができる。走行計画生成部１４は、目標ヨー角の制御幅Ｗ１についても、目標ヨー角Ｔ１に対して制御幅Ｗ１を片寄らせて生成してもよい。
【００５７】
図４（ｂ）は、走行計画の目標制御値に目標速度が含まれている場合における、目標速度及び目標速度の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｂ）では、目標制御値の目標速度の時間変化、及び目標速度の制御幅の時間変化の一例を示している。破線で示すＴ２は、目標制御値の目標速度の時間変化を示す。点線で示すＷａ２は、目標速度の制御幅の上限を示す制御幅境界線である。点線で示すＷｂ２は、目標速度の制御幅の下限を示す制御幅境界線である。Ｗ２は、目標速度の制御幅である。制御幅Ｗ２は、制御幅の上限である制御幅境界線Ｗａ２から制御幅の下限である制御幅境界線Ｗｂ２までの間の速度として表すことができる。走行計画生成部１４は、目標速度の制御幅Ｗ２についても、目標速度Ｔ２に対して制御幅Ｗ２を片寄らせて生成してもよい。
【００５８】
図４（ｃ）は、走行計画の目標制御値に目標軌跡の曲率が含まれている場合における、目標軌跡の曲率及び曲率の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｃ）では、目標軌跡の曲率の時間変化、及び曲率の制御幅の時間変化の一例を示している。破線で示すＴ３は、目標軌跡の曲率の時間変化を示す。点線で示すＷａ３は、曲率の制御幅の上限を示す制御幅境界線である。点線で示すＷｂ３は、曲率の制御幅の下限を示す制御幅境界線である。Ｗ３は、曲率の制御幅である。制御幅Ｗ３は、制御幅の上限である制御幅境界線Ｗａ３から制御幅の下限である制御幅境界線Ｗｂ３までの間の曲率として表すことができる。走行計画生成部１４は、曲率の制御幅Ｗ３についても、目標軌跡の曲率Ｔ３に対して制御幅Ｗ３を片寄らせて生成してもよい。
【００５９】
図４（ｄ）は、走行計画の目標制御値に目標加速度が含まれている場合における、目標加速度及び目標加速度の制御幅の設定を説明するための図である。図４（ｄ）では、目標制御値の目標加速度の時間変化、及び目標加速度の制御幅の時間変化の一例を示している。破線で示すＴ４は、目標制御値の目標加速度の時間変化を示す。点線で示すＷａ４は、目標加速度の制御幅の上限を示す制御幅境界線である。点線で示すＷｂ４は、目標加速度の制御幅の下限を示す制御幅境界線である。Ｗ４は、目標加速度の制御幅である。制御幅Ｗ４は、制御幅の上限である制御幅境界線Ｗａ４から制御幅の下限である制御幅境界線Ｗｂ４までの間の加速度として表すことができる。走行計画生成部１４は、目標加速度の制御幅Ｗ４についても、目標加速度Ｔ４に対して制御幅Ｗ４を片寄らせて生成してもよい。
【００６０】
次に、走行計画生成部１４が生成する制御幅の設定の一例について説明する。走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの走行車線の幅に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、図５（ａ）に示すように、走行車線の幅が広い場合には、走行車線の幅が狭い場合に比べて制御幅を大きくしてもよい。走行計画生成部１４は、走行車線の幅を、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６１】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの周辺を走行する周辺車両の大きさに基づいて、制御幅を生成してもよい。周辺車両とは、例えば、車両Ｖの前方を走行する車両であって、車両Ｖの走行車線を走行する車両或いは車両Ｖの走行車線に隣接する隣接車線を走行する車両であってもよい。周辺車両の大きさとは、車幅方向の大きさ、或いは前後方向の大きさであってもよい。この場合、走行計画生成部１４は、図５（ｂ）に示すように、周辺車両の大きさが大きい場合には、周辺車両の大きさが小さい場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、周辺車両の大きさを、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６２】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの周辺を走行する周辺車両の速度に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、図５（ｃ）に示すように、周辺車両の速度が速い場合には、周辺車両の速度が遅い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、周辺車両の速度を、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６３】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの周辺を走行する周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、図５（ｄ）に示すように、周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離が離れている場合には、周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離が近い場合に比べて制御幅を大きくしてもよい。走行計画生成部１４は、周辺車両と車両Ｖの目標軌跡との距離を、例えば周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６４】
走行計画生成部１４は、例えば、車両情報に含まれる車両Ｖの特性情報である車両Ｖの大きさに基づいて、制御幅を生成してもよい。車両Ｖの大きさとは、車幅方向の大きさ、或いは前後方向の大きさであってもよい。この場合、走行計画生成部１４は、車両Ｖの大きさが大きい場合には、車両Ｖの大きさが小さい場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、車両Ｖの大きさを、例えば、車両状態認識部１３から取得することによって認識してもよい。
【００６５】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの走行車線の道路種別情報に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、走行車線が高速道路である場合には、一般道路である場合に比べて制御幅を大きくしてもよい。走行計画生成部１４は、道路種別情報を、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの走行車線の制限速度に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、制限速度が速い場合には、制限速度が遅い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。ここで、例えば、制限速度は、地図データベース４が備える地図情報に含まれていてもよい。この場合、周辺情報認識部１２は、制限速度を地図データベース４から周辺情報として取得する。そして、走行計画生成部１４は、種変情報としての制限速度を周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６６】
走行計画生成部１４は、例えば、車両Ｖの車両状態に含まれる走行状態に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、走行状態である車両Ｖの速度が速い場合には、車両Ｖの速度が遅い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、車両Ｖの速度を、例えば、車両状態認識部１３から取得することによって認識してもよい。走行計画生成部１４は、走行状態である車両Ｖのヨーレートが大きい場合には、車両Ｖのヨーレートが小さい場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。この場合、走行計画生成部１４は、ヨーレートを、例えば、車両状態認識部１３から取得することによって認識してもよい。走行計画生成部１４は、走行状態である車両Ｖの前後方向の加速度又は横加速度が大きい場合には、車両Ｖの前後方向の加速度又は横加速度が小さい場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。この場合、走行計画生成部１４は、前後方向の加速度又は横加速度を、例えば、車両状態認識部１３から取得することによって認識してもよい。
【００６７】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である周辺車両が車両Ｖに対して近づいてくる速度（車両Ｖに対する障害物の相対速度）に基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、周辺車両が車両Ｖに対して近づいてくる速度が速い場合には、周辺車両が車両Ｖに対して近づいてくる速度が遅い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、周辺車両が車両Ｖに対して近づいてくる速度を、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６８】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの右側に存在する走行車線の境界線の色及び線種に基づいて、制御幅を生成してもよい。例えば、車両Ｖが日本国内を走行している場合、走行計画生成部１４は、走行車線の右側の境界線の色が黄色であるときには、走行車線の右側の境界線が白色の破線であるときに比べて制御幅を小さくしてもよい。例えば、走行車線の右側の境界線の色が黄色である場合には、はみ出し通行禁止の境界線であるため、この境界線を踏まないように車両Ｖを走行させる必要がある。このため、走行計画生成部１４は、走行車線の右側の境界線の色が黄色である場合に、走行車線の右側の境界線が白色の破線である場合に比べて制御幅を小さくする。走行計画生成部１４は、車両Ｖの右側に存在する走行車線の境界線の色及び線種を、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００６９】
走行計画生成部１４は、例えば、車両情報に含まれる特性情報であるセンサの信頼度に基づいて、制御幅を生成してもよい。ここでの信頼度とは、走行計画の生成に用いた外部センサ１及び内部センサ３が備えるセンサの信頼度であってもよい。この場合、走行計画生成部１４は、センサの信頼度が低い場合には、センサの信頼度が高い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、センサの信頼度を、例えば、車両状態認識部１３から取得することによって認識してもよい。
【００７０】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの走行路の側方の平坦エリアの広さに基づいて、制御幅を生成してもよい。この場合、走行計画生成部１４は、平坦エリアが狭い場合には、平坦エリアが広い場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、平坦エリアの広さを、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００７１】
走行計画生成部１４は、例えば、周辺情報である車両Ｖの走行路の路面の状態に基づいて、制御幅を生成してもよい。例えば、走行計画生成部１４は、路面が雨等によって濡れている場合には、路面が濡れていない場合に比べて制御幅を小さくしてもよい。走行計画生成部１４は、路面の状態を、例えば、周辺情報認識部１２から取得することによって認識してもよい。
【００７２】
上記において、走行計画生成部１４は、様々な周辺情報及び様々な車両状態のいずれか一つに基づいて制御幅を生成したが、様々な周辺情報及び様々な車両状態のうち、何れか２以上に基づいて制御幅を生成してもよい。
【００７３】
走行制御部１５は、走行計画生成部１４で生成された走行計画及び制御幅に基づいて、車両Ｖの走行を自動で制御する。具体的には、走行制御部１５は、走行計画生成部１４で生成された走行計画及び制御幅と、車両状態認識部１３で認識された車両状態とに基づいて、車両Ｖの車両状態が走行計画の目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する。走行制御部１５は、演算した指令制御値をアクチュエータ６に出力する。これにより、走行制御部１５は、走行計画に追従して車両Ｖが自動走行するように、車両Ｖの走行を制御する。なお、目標制御値に対応する目標車両状態とは、走行計画の目標制御値に応じたアクチュエータ６の出力によって実現される目標となる車両Ｖの車両状態である。
【００７４】
より詳細には、走行制御部１５は、現在の車両状態が走行計画の目標制御値に対応する目標車両状態でないとき、車両状態を目標車両状態に近づける。この際、走行制御部１５は、まず、車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるか否かを判定する。走行制御部１５は、現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。
【００７５】
具体的には、走行制御部１５は、例えば、現在の車両位置が目標位置の制御幅内の位置である場合、現在の車両位置が制御幅外の位置である場合と比べて、単位時間（例えば１分）内における目標位置へ近づく移動量を小さくするように指令制御値を演算する。走行制御部１５は、例えば、現在の車両位置が目標位置の制御幅内の位置である場合、目標車両状態に車両Ｖの車両状態を早期に近づけるよりも乗り心地を優先して車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。同様に、走行制御部１５は、例えば、現在の車両Ｖの速度が目標速度の制御幅内の速度である場合、目標車両状態に車両Ｖの車両状態を早期に近づけるよりも乗り心地を優先して車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。なお、乗り心地を優先して車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけることとは、例えば、車両Ｖに生じる横加速度が予め定められた基準値以下となるように、車両状態を目標車両状態に近づけることであってもよい。
【００７６】
一方、走行制御部１５は、車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態でないとき、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を早期に目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。具体的には、走行制御部１５は、例えば、現在の車両位置が目標位置の制御幅外の位置である場合、現在の車両位置が制御幅内の位置である場合と比べて、単位時間（例えば１分）内における目標位置へ近づく移動量を大きくするように指令制御値を演算する。走行制御部１５は、例えば、現在の車両位置が目標位置の制御幅外の位置である場合、乗り心地よりも目標車両状態に車両Ｖの車両状態を早期に近づけることを優先して指令制御値を演算する。同様に、走行制御部１５は、例えば、現在の車両Ｖの速度が目標速度の制御幅外の速度である場合、乗り心地よりも目標車両状態に車両Ｖの車両状態を早期に近づけることを優先して指令制御値を演算する。
【００７７】
すなわち、制御幅が小さい場合においては、車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときに車両状態を目標車両状態に近づける際に、制御幅が大きい場合に比べて、早期に目標車両状態に近づくように車両状態を制御する時間が長く、緩やかに目標車両状態に近づくように車両状態を制御する時間が短い。このため、自動運転車両システム１００は、目標車両状態に対する車両Ｖの車両状態の追従性を高めることができる。一方、制御幅が大きい場合においては、車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときに車両状態を目標車両状態に近づける際に、制御幅が小さい場合に比べて、早期に目標車両状態に近づくように車両状態を制御する時間が短く、緩やかに目標車両状態に近づくように車両状態を制御する時間が長い。このため、自動運転車両システム１００は、車両Ｖの急激な挙動の変化等を抑制し、乗り心地を向上させることができる。
【００７８】
一例として、走行制御部１５が走行計画に追従するように車両Ｖの走行を制御した場合における車両位置の変化について説明する。図２に示すように、走行車線Ｒを車両Ｖが走行しているとする。車両Ｖの車両位置は、目標位置の制御幅Ｗ外とする。車両Ｖの車両位置が制御幅Ｗ外であるため、走行制御部１５は、車両位置が目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに早期に追従するように車両Ｖを走行させる。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１とする。車両位置が目標位置の制御幅Ｗ内となった場合、走行制御部１５は、車両位置が目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに緩やかに追従するように車両Ｖを走行させる。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ２とする。このように、走行制御部１５は、車両Ｖの車両位置が目標位置の制御幅Ｗ内であるときは、車両Ｖの車両位置が目標位置の制御幅Ｗ外であるときよりも、車両位置を緩やかに目標位置に近づける。
【００７９】
次に、自動運転車両システム１００で実行される処理の流れについて説明する。まず、ＥＣＵ１０が走行計画及び制御幅を生成する処理の流れについて、図６のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。例えば運転者がナビゲーションシステム５で目的地を設定し、自動走行を作動させる入力操作をＨＭＩ７に行うと、ＥＣＵ１０は、以下の走行計画及び制御幅を生成する処理を所定の処理周期で繰り返し実行する。
【００８０】
まず、車両状態認識部１３は、車両Ｖの車両状態を認識する。周辺情報認識部１２は、車両Ｖの周辺情報を認識する（Ｓ１１）。走行計画生成部１４は、車両Ｖの周辺情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する（Ｓ１２）。走行計画生成部１４は、周辺情報認識部１２によって認識された車両Ｖの周辺情報、及び車両状態認識部１３によって認識された車両状態の少なくともいずれかに基づいて制御幅を生成する（Ｓ１３）。走行計画生成部１４は、生成した走行計画及び制御幅を走行制御部１５に出力する。
【００８１】
次に、ＥＣＵ１０が走行計画及び制御幅に基づいて車両Ｖの走行を制御する処理の流れについて、図７のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。走行制御部１５は、走行計画生成部１４によって走行計画及び制御幅が生成されると、車両Ｖの走行の制御を開始する。また、走行計画生成部１４によって走行計画及び制御幅が新たに生成されると、走行制御部１５は、新たに生成された走行計画及び制御幅に基づいて車両Ｖの走行を制御する。
【００８２】
まず、走行制御部１５は、現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるか否かを判定する（Ｓ２１）。現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるとき（Ｓ２１：ＹＥＳ）、走行制御部１５は、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。そして、走行制御部１５は、演算した指令制御値をアクチュエータ６に出力する。このように、走行制御部１５は、緩やかに目標車両状態に近づくように車両Ｖの走行を制御する（Ｓ２２）。
【００８３】
現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態でないとき（Ｓ２１：ＮＯ）、走行制御部１５は、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を早期に目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。そして、走行制御部１５は、演算した指令制御値をアクチュエータ６に出力する。このように、走行制御部１５は、早期に目標車両状態に近づくように車両Ｖの走行を制御する（Ｓ２３）。
【００８４】
以上、本実施形態の自動運転車両システム１００では、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて車両状態を緩やかに目標車両状態に近づける。すなわち、自動運転車両システム１００は、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて車両状態を早期に目標車両状態に近づける。このように、自動運転車両システム１００は、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているとき（現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるとき）には、早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができる。また、自動運転車両システム１００は、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているとき（現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるとき）には、緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる。
【００８５】
なお、走行制御部１５は、指令制御値を演算する際に、車両状態を目標車両状態に近づけるための基本となる指令制御値を演算した後、車両状態が目標制御値の制御幅内である場合には車両状態が緩やかに目標車両状態に近づくように基本となる指令制御値を補正し、車両状態が目標制御値の制御幅外である場合には車両状態が早期に目標車両状態に近づくように基本となる指令制御値を補正してもよい。なお、基本となる指令制御値とは、車両状態が目標制御値の制御幅内であるか制御幅外であるかに関わらず、車両状態を目標車両状態に近づけるために必要な指令制御値である。この基本となる指令制御値は、車両状態が目標制御値の制御幅内であるか制御幅外であるかに応じて、上述したように補正される。或いは、走行制御部１５は、車両状態を目標車両状態に近づけるための基本となる指令制御値を予め演算せずに、車両状態が目標制御値の制御幅内であるか否かに応じて、車両状態を緩やかに又は早期に目標車両状態に近づけるための指令制御値を演算してもよい。
【００８６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点について詳細に説明し、第１実施形態と同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。図８は、第２実施形態に係る自動運転車両システム１００Ａの構成を示すブロック図である。自動運転車両システム１００Ａは、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、第１のＥＣＵ１０Ａ、第２のＥＣＵ１０Ｂ、及びＨＭＩ７を備えている。なお、本実施形態は、第１実施形態に対して、走行計画生成部１４と走行制御部１５とが異なるＥＣＵに含まれている点が異なっている。
【００８７】
第１のＥＣＵ１０Ａ及び第２のＥＣＵ１０Ｂは、車両Ｖの自動走行を制御する。第１のＥＣＵ１０Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。第１のＥＣＵ１０Ａでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。
【００８８】
第１のＥＣＵ１０Ａは、機能的には、周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４を含んでいる。本実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容は、第１実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容と同様である。また、本実施形態における周辺情報認識部１２及び車両状態認識部１３は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１１の処理を行う。本実施形態における走行計画生成部１４は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１２及びＳ１３の処理を行う。
【００８９】
第２のＥＣＵ１０Ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。第２のＥＣＵ１０Ｂでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。
【００９０】
第２のＥＣＵ１０Ｂは、機能的には、走行制御部（第１の演算部）１５を含んでいる。本実施形態における走行制御部１５が行う処理内容は、第１実施形態における走行制御部１５が行う処理内容と同様である。また、本実施形態に走行制御部１５は、第１実施形態において図７を用いて説明したＳ２１〜Ｓ２３の処理を行う。
【００９１】
第１のＥＣＵ１０Ａと第２のＥＣＵ１０Ｂとは、物理的に互いに異なるＥＣＵである。第１のＥＣＵ１０Ａと第２のＥＣＵ１０Ｂとは、通信回線を介して互いに通信を行う。
【００９２】
以上、本実施形態の自動運転車両システム１００Ａでは、走行計画生成部１４と走行制御部１５とが異なるＥＣＵに含まれているので、例えば、第１のＥＣＵ１０Ａを車種をまたいで採用する共通要素とし、第２のＥＣＵ１０Ｂを車種毎に異なる車種別要素とすることができる。これにより、走行計画生成部１４及び走行制御部１５が一つのＥＣＵに含まれている場合に比べて、要素の共通化を進めることができる。
【００９３】
また、本実施形態の自動運転車両システム１００Ａでは、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点について詳細に説明し、第１実施形態と同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。図９は、第３実施形態に係る自動運転車両システム１００Ｂの構成を示すブロック図である。自動運転車両システム１００Ｂは、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータユニット６０、ＥＣＵ２０、及びＨＭＩ７を備えている。なお、本実施形態は、第１実施形態に対して、アクチュエータユニット６０のアクチュエータ制御部６２が制御幅に基づいてアクチュエータ６１を制御する点が主に異なっている。
【００９５】
ＥＣＵ２０は、車両Ｖの自動走行を制御する。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ２０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００９６】
ＥＣＵ２０は、機能的には、周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、走行計画生成部１４、及び走行制御部（第２の演算部）１５Ｂを含んでいる。本実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容は、第１実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容と同様である。また、本実施形態における周辺情報認識部１２及び車両状態認識部１３は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１１の処理を行う。本実施形態における走行計画生成部１４は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１２及びＳ１３の処理を行う。
【００９７】
走行制御部１５Ｂは、走行計画生成部１４で生成された走行計画に基づいて、車両Ｖの走行を自動で制御する。具体的には、走行制御部１５Ｂは、走行計画生成部１４で生成された走行計画、及び車両状態認識部１３で認識された車両状態に基づいて、車両Ｖの車両状態が走行計画の目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する。走行制御部１５Ｂは、演算した指令制御値をアクチュエータユニット６０に出力する。これにより、走行制御部１５Ｂは、走行計画に追従して車両Ｖが自動走行するように、車両Ｖの走行を制御する。また、走行制御部１５Ｂは、演算した指令制御値と共に、走行計画生成部１４で生成された制御幅をアクチュエータユニット６０に出力する。走行制御部１５Ｂは、第１実施形態及び第２実施形態における走行制御部１５とは異なり、指令制御値を演算するときに制御幅を用いない。
【００９８】
アクチュエータユニット６０は、アクチュエータ６１、及びアクチュエータ制御部６２を含んでいる。アクチュエータ６１は、第１実施形態におけるアクチュエータ６と同じである。アクチュエータ６１には、走行計画生成部１４で生成された指令制御値が入力される。アクチュエータ６１は、指令制御値に応じた出力により車両Ｖの走行を制御する。
【００９９】
アクチュエータ制御部６２は、車両状態認識部１３によって認識された車両状態、及び走行計画生成部１４によって生成された制御幅に基づいて、アクチュエータ６１のパラメータを制御する。アクチュエータ６１のパラメータとは、例えば、指令制御値に対するアクチュエータ６１のフィードバックのゲインである。アクチュエータ制御部６２は、アクチュエータ６１のパラメータを制御することによって、アクチュエータ６１の動作の応答性を変化させる。ここで、動作の応答性を変化させることとは、走行制御部１５Ｂから入力された指令制御値にアクチュエータ６１の出力値を到達させるために必要な時間を変化させることである。具体的には、アクチュエータ制御部６２は、例えば、アクチュエータ６１のパラメータを制御することとして、指令制御値に対するアクチュエータ６１のフィードバックのゲインを変更してもよい。これにより、アクチュエータ制御部６２は、車両Ｖの車両状態を、走行計画の目標制御値に対応する目標車両状態に早期に近づける、或いは緩やかに近づけることができる。
【０１００】
なお、アクチュエータ制御部６２は、上記ゲインの変更に加えて、アクチュエータ６１のパラメータを制御することとして、アクチュエータ６１において制御的に許容される出力の最大値を変更してもよい。
【０１０１】
より詳細には、アクチュエータ制御部６２は、まず、車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるか否かを判定する。アクチュエータ制御部６２は、現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力を緩やかに指令制御値に応じた出力に近づけるようにパラメータを変更する。一方、アクチュエータ制御部６２は、車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態でないとき、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力を早期に指令制御値に応じた出力に近づけるようにパラメータを変更する（例えば、パラメータを戻す）。
【０１０２】
一例として、アクチュエータ６１の出力が指令制御値に応じた出力になるようにアクチュエータ６１が制御された場合における車両位置の変化について説明する。図２に示すように、走行車線Ｒを車両Ｖが走行しているとする。車両Ｖの車両位置は、目標位置の制御幅Ｗ外とする。車両Ｖの車両位置が制御幅Ｗ外であるため、アクチュエータ制御部６２は、アクチュエータ６１の出力が指令制御値に対応する出力に早期に近づくようにアクチュエータ６１のパラメータを制御する。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１とする。車両位置が目標位置の制御幅Ｗ内となった場合、アクチュエータ制御部６２は、アクチュエータ６１の出力が指令制御値に対応する出力に緩やかに近づくようにアクチュエータ６１のパラメータを制御する。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ２とする。これにより、車両Ｖの車両位置は、車両位置が目標位置の制御幅Ｗ内であるときは、車両位置が目標位置の制御幅Ｗ外であるときよりも、緩やかに目標位置に近づく。
【０１０３】
次に、自動運転車両システム１００Ｂで実行される処理の流れについて説明する。ＥＣＵ２０が走行計画及び制御幅を生成する処理の流れは、第１実施形態において図６を用いて説明した処理の流れと同様であり説明を省略する。すなわち、本実施形態における周辺情報認識部１２及び車両状態認識部１３は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１１の処理を行う。本実施形態における走行計画生成部１４は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１２及びＳ１３の処理を行う。
【０１０４】
次に、走行制御部１５Ｂが指令制御値を演算し、アクチュエータ制御部６２が制御幅に基づいてアクチュエータ６１のパラメータを制御する処理の流れについて、図１０のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。走行制御部１５Ｂは、走行計画生成部１４によって走行計画及び制御幅が生成されると、走行計画生成部１４で生成された走行計画、及び車両状態認識部１３で認識された車両状態に基づいて、車両Ｖの車両状態が走行計画の目標制御値に対応する目標車両状態になるように指令制御値を演算する（Ｓ３１）。走行制御部１５Ｂは、演算した指令制御値と、走行計画生成部１４が生成した制御幅とをアクチュエータユニット６０に出力する。
【０１０５】
アクチュエータ制御部６２は、車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるか否かを判定する（Ｓ３２）。現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であるとき（Ｓ３２：ＹＥＳ）、アクチュエータ制御部６２は、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力が指令制御値に対応する出力に緩やかに近づくようにアクチュエータ６１のパラメータを制御する（Ｓ３３）。これにより、車両Ｖの車両状態は、緩やかに目標車両状態に近づく。
【０１０６】
車両状態認識部１３によって認識された現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態でないとき（Ｓ３２：ＮＯ）、アクチュエータ制御部６２は、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力が指令制御値に対応する出力に早期に近づくようにアクチュエータ６１のパラメータを制御する（Ｓ３４）。これにより、車両Ｖの車両状態は、早期に目標車両状態に近づく。
【０１０７】
走行制御部１５及びアクチュエータ制御部６２は、走行計画生成部１４によって新たな走行計画及び制御幅が生成されるまで、現在の走行計画及び制御幅に基づいて、Ｓ３１〜Ｓ３４の処理を行う。
【０１０８】
以上、本実施形態の自動運転車両システム１００Ｂでは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときと比べてアクチュエータ６１の出力を緩やかに指令制御値に応じた出力に近づける。すなわち、自動運転車両システム１００Ｂは、現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるときは、現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるときと比べてアクチュエータ６１の出力を早期に指令制御値に応じた出力に近づける。これにより、自動運転車両システム１００Ｂは、車両状態が走行計画から大きく逸脱しているとき（現在の車両状態が制御幅外に対応する車両状態であるとき）には、早期に車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることができる。また、自動運転車両システム１００Ｂは、車両状態が走行計画から小さく逸脱しているとき（現在の車両状態が制御幅内に対応する車両状態であるとき）には、緩やかに車両状態を走行計画の目標車両状態に近づけることで乗り心地を向上させることができる。
【０１０９】
なお、第３実施形態においてアクチュエータ制御部６２は、必ずしも、アクチュエータ６１とユニット化されている必要はない。例えば、アクチュエータ制御部６２は、ＥＣＵ２０内に含まれていてもよく、ＥＣＵ２０とは別のＥＣＵに含まれていてもよい。
【０１１０】
また、走行制御部１５Ｂは、制御幅に基づいて演算したアクチュエータ６１の制御のパラメータの幅を制御幅の代わりにアクチュエータユニット６０に出力してもよい。この場合、アクチュエータ制御部６２は、現在のアクチュエータ６１の制御のパラメータが、走行制御部１５Ｂから入力されたアクチュエータ６１の制御のパラメータの幅内のときに、現在の車両状態が目標制御値の制御幅内に対応する車両状態であると判定してもよい。また、アクチュエータ制御部６２は、現在のアクチュエータ６１の制御のパラメータが、走行制御部１５Ｂから入力されたアクチュエータ６１の制御のパラメータの幅外のときに、現在の車両状態が目標制御値の制御幅外に対応する車両状態であると判定してもよい。
【０１１１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第３実施形態と異なる点について詳細に説明し、第３実施形態と同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。図１１は、第４実施形態に係る自動運転車両システム１００Ｃの構成を示すブロック図である。自動運転車両システム１００Ｃは、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、第１のＥＣＵ２０Ａ、第２のＥＣＵ２０Ｂ、及びＨＭＩ７を備えている。なお、本実施形態は、第３実施形態に対して、走行計画生成部１４と走行制御部１５Ｂとが異なるＥＣＵに含まれている点が異なっている。
【０１１２】
第１のＥＣＵ２０Ａ及び第２のＥＣＵ２０Ｂは、車両Ｖの自動走行を制御する。第１のＥＣＵ２０Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。第１のＥＣＵ２０Ａでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。
【０１１３】
第１のＥＣＵ２０Ａは、機能的には、周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４を含んでいる。本実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容は、第１実施形態における周辺情報認識部１２、車両状態認識部１３、及び走行計画生成部１４が行う処理内容と同様である。また、本実施形態における周辺情報認識部１２及び車両状態認識部１３は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１１の処理を行う。本実施形態における走行計画生成部１４は、第１実施形態において図６を用いて説明したＳ１２及びＳ１３の処理を行う。
【０１１４】
第２のＥＣＵ２０Ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。第２のＥＣＵ２０Ｂでは、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。
【０１１５】
第２のＥＣＵ２０Ｂは、機能的には、走行制御部（第２の演算部）１５Ｂを含んでいる。本実施形態における走行制御部１５Ｂが行う処理内容は、第３実施形態における走行制御部１５Ｂが行う処理内容と同様である。また、本実施形態に走行制御部１５Ｂは、第３実施形態において図１０を用いて説明したＳ３１の処理を行う。
【０１１６】
第１のＥＣＵ２０Ａと第２のＥＣＵ２０Ｂとは、物理的に互いに異なるＥＣＵである。第１のＥＣＵ２０Ａと第２のＥＣＵ２０Ｂとは、通信回線を介して互いに通信を行ってもよい。
【０１１７】
以上、本実施形態の自動運転車両システム１００Ｃでは、走行計画生成部１４と走行制御部１５Ｂとが異なるＥＣＵに含まれているので、例えば、第１のＥＣＵ２０Ａを車種をまたいで採用する共通要素とし、第２のＥＣＵ２０Ｂを車種毎に異なる車種別要素とすることができる。これにより、走行計画生成部１４及び走行制御部１５Ｂが一つのＥＣＵに含まれている場合に比べて、要素の共通化を進めることができる。
【０１１８】
また、本実施形態の自動運転車両システム１００Ｃでは、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
なお、第４実施形態においてアクチュエータ制御部６２は、必ずしも、アクチュエータ６１とユニット化されている必要はない。例えば、アクチュエータ制御部６２は、第２のＥＣＵ２０Ｂ内に含まれていてもよく、第２のＥＣＵ２０Ｂとは別のＥＣＵに含まれていてもよい。
【０１２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。以下、種々の変形例について説明する。
【０１２１】
［第１変形例］
第１変形例において、例えば、第１実施形態における走行計画生成部１４は、走行計画における車両Ｖの目標制御値の制御幅（以下「第１の制御幅」という）を生成し、第１の制御幅を含むように第１の制御幅よりも広い幅を有する第２の制御幅を生成してもよい。この場合、走行制御部１５は、現在の車両状態が目標制御値の第２の制御幅内且つ第１の制御幅外に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が第２の制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。また、走行制御部１５は、現在の車両状態が目標制御値の第１の制御幅内に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が第２の制御幅内且つ第１の制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、車両状態を緩やかに目標車両状態に近づけるように指令制御値を演算する。このように、車両Ｖの車両状態が目標車両状態に近づくにしたがって、車両状態を目標車両状態に近づける際の緩やかさを、段階的に緩やかにしてもよい。
【０１２２】
なお、走行計画生成部１４は、第１の制御幅及び第２の制御幅を生成した場合と同様に、３つ以上の制御幅を生成してもよい。この場合、走行制御部１５は、車両Ｖの車両状態が目標車両状態に近づくにしたがって、車両状態を目標車両状態に近づける際の緩やかさを、段階的に緩やかにしてもよい。
【０１２３】
一例として、走行計画生成部１４が第１の制御幅及び第２の制御幅を生成した場合における車両位置の変化について説明する。図１２に示すように、走行車線Ｒを車両Ｖが走行しているとする。走行計画生成部１４は、目標位置の制御幅として、第１の制御幅Ｗ１１、及び第２の制御幅Ｗ１２を生成したとする。車両Ｖの車両位置は、目標位置の第２の制御幅Ｗ１２外とする。車両Ｖの車両位置が目標位置の第２の制御幅Ｗ１２外であるため、走行制御部１５は、車両位置が目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに早期に追従するように車両Ｖを走行させる。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１１とする。車両位置が目標位置の第２の制御幅Ｗ１２内且つ第１の制御幅Ｗ１１外となった場合、走行制御部１５は、車両位置が第２の制御幅Ｗ１２外の場合と比べて、車両位置が目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに緩やかに追従するように車両Ｖを走行させる。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１２とする。車両位置が目標位置の第１の制御幅Ｗ１１内となった場合、走行制御部１５は、車両位置が第２の制御幅Ｗ１２内且つ第１の制御幅Ｗ１１外の場合と比べて、車両位置が目標位置をつないだ目標軌跡Ｔに緩やかに追従するように車両Ｖを走行させる。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１３とする。このように、車両位置が目標位置に近づくにつれて車両位置をより緩やかに目標位置に近づけてもよい。
【０１２４】
なお、第２実施形態においても第１変形例と同様に、走行計画生成部１４が複数の制御幅を生成し、複数生成された制御幅に基づいて走行制御部１５が車両Ｖの走行を制御してもよい。
【０１２５】
［第２変形例］
第１変形例と同様に、第２変形例において、例えば、第３実施形態における走行計画生成部１４は、走行計画における車両Ｖの目標制御値の第１の制御幅を生成し、第１の制御幅を含むように第１の制御幅よりも広い幅を有する第２の制御幅を生成してもよい。この場合、アクチュエータ制御部６２は、現在の車両状態が目標制御値の第２の制御幅内且つ第１の制御幅外に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が第２の制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力値を緩やかに指令制御値に近づけるようにパラメータを変更する。また、アクチュエータ制御部６２は、現在の車両状態が目標制御値の第１の制御幅内に対応する車両状態であるとき、現在の車両状態が第２の制御幅内且つ第１の制御幅外に対応する車両状態であるときと比べて、アクチュエータ６１の出力値を緩やかに指令制御値に近づけるようにパラメータを変更する。このように、車両Ｖの車両状態が目標車両状態に近づくにしたがって、アクチュエータ６１の出力値を指令制御値に近づける際の緩やかさを、段階的に緩やかにしてもよい。
【０１２６】
なお、走行計画生成部１４は、第１の制御幅及び第２の制御幅を生成した場合と同様に、３つ以上の制御幅を生成してもよい。この場合、アクチュエータ制御部６２は、車両Ｖの車両状態が目標車両状態に近づくにしたがって、アクチュエータ６１の出力値を指令制御値に近づける際の緩やかさを、段階的に緩やかにしてもよい。
【０１２７】
一例として、走行計画生成部１４が第１の制御幅及び第２の制御幅を生成した場合における車両位置の変化について説明する。図１２に示すように、走行車線Ｒを車両Ｖが走行しているとする。走行計画生成部１４は、目標位置の制御幅として、第１の制御幅Ｗ１１、及び第２の制御幅Ｗ１２を生成したとする。車両Ｖの車両位置は、目標位置の第２の制御幅Ｗ１２外とする。車両Ｖの車両位置が目標位置の第２の制御幅Ｗ１２外であるため、アクチュエータ制御部６２は、アクチュエータ６１の出力値が早期に指令制御値に近づくようにパラメータを変更する。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１１とする。車両位置が目標位置の第２の制御幅Ｗ１２内且つ第１の制御幅Ｗ１１外となった場合、アクチュエータ制御部６２は、車両位置が第２の制御幅Ｗ１２外の場合と比べて、アクチュエータ６１の出力値が緩やかに指令制御値に近づくようにパラメータを変更する。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１２とする。車両位置が目標位置の第１の制御幅Ｗ１１内となった場合、アクチュエータ制御部６２は、車両位置が第２の制御幅Ｗ１２内且つ第１の制御幅Ｗ１１外の場合と比べて、アクチュエータ６１の出力値が緩やかに指令制御値に近づくようにパラメータを変更する。このときの車両Ｖの軌跡を軌跡Ｋ１３とする。このように、車両位置が目標位置に近づくにつれてアクチュエータ６１の出力値が緩やかに指令制御値に近づくようにパラメータを変更してもよい。
【０１２８】
なお、第４実施形態においても第２変形例と同様に、走行計画生成部１４が複数の制御幅を生成し、複数生成された制御幅に基づいてアクチュエータ制御部６２がアクチュエータ６１のパラメータを制御してもよい。
【０１２９】
［第３変形例］
第３変形例において、例えば、第１実施形態における走行制御部１５は、周辺情報及び車両情報の少なくともいずれかに基づいて制御幅下限値（制御幅の最小値）を演算し、演算した制御幅下限値を走行計画生成部１４に出力してもよい。そして、走行計画生成部１４は、制御幅を生成する際に、入力された制御幅下限値以上となるように制御幅を生成してもよい。制御幅下限値とは、目標車両状態となるように車両Ｖの車両状態を制御した場合における制御誤差の最大値であってもよい。制御誤差の最大値は、例えば、車両Ｖの車両状態、車両Ｖの走行に関わる特性、車両Ｖの走行の制御に使用するセンサの信頼度、及び路面の状態のうち少なくともいずれかに基づいて演算されてもよい。
【０１３０】
例えば、車両Ｖの車両状態とは、車両Ｖの速度、及び空気圧センサによって検出された車両Ｖのタイヤの空気圧などであってもよい。車両Ｖの速度が速い場合、走行制御部１５は、車両Ｖの速度が遅い場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。また、タイヤの空気圧が低い場合、走行制御部１５は、タイヤの空気圧が高い場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。例えば、車両Ｖの走行に関わる特性とは、ブレーキ性能、及び加速性能などであってもよい。ブレーキ性能が低い場合、走行制御部１５は、ブレーキ性能が高い場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。また、加速性能が低い場合、走行制御部１５は、加速性能が高い場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。例えば、車両Ｖの走行の制御に使用するセンサの信頼度とは、車速センサの信頼度などであってもよい。車速センサの信頼度が低い場合、走行制御部１５は、車速センサの信頼度が高い場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。例えば、路面の状態とは、路面が乾いている状態、路面が濡れている状態である。路面が濡れている場合、走行制御部１５は、路面が乾いている場合に比べて制御誤差の最大値が大きくなるように、制御誤差の最大値を演算してもよい。
【０１３１】
なお、例えば自動運転車両システム１００は、システム起動開始時（例えば、イグニッションＯＮ時）において、車両Ｖの走行に関わる特性、車両Ｖの走行の制御に使用するセンサの信頼度として、予め設定された標準値を用いてもよい。標準値とは、例えば、一般的な車両状態を想定した値であってもよく、車両の制御性が最も悪いときの車両状態を想定した値であってもよい。例えば自動運転車両システム１００は、システム起動開始時において、路面の状態として、乾いた路面状態或いは濡れた路面状態を用いてもよい。車両Ｖが走行を開始した後、自動運転車両システム１００は、走行中における各種センサ等における検出結果に基づいて標準値を更新してもよい。
【０１３２】
走行計画生成部１４は、周辺情報認識部１２によって認識された車両Ｖの周辺情報、及び車両状態認識部１３によって認識された車両状態の少なくともいずれかに基づいて制御幅を生成する際に、走行制御部１５から入力された制御幅下限値以上となるように制御幅を生成する。このように、走行制御部１５から入力された制御幅下限値以上となるように走行計画生成部１４が制御幅を生成することにより、走行制御部１５は、制御幅内において、車両Ｖの車両状態が目標車両状態となるように車両Ｖの走行を制御することができる。
【０１３３】
ここで、走行計画生成部１４が周辺情報認識部１２によって認識された車両Ｖの周辺情報、及び車両状態認識部１３によって認識された車両状態の少なくともいずれかに基づいて制御幅を生成する際に、走行制御部１５から入力された制御幅下限値以上となるように制御幅を生成することができない場合が考えられる。具体的には、例えば、車両Ｖが高速走行を行っている状態で走行車線の幅が狭い場合、走行計画生成部１４は小さな制御幅を生成しようとする。このとき、走行計画生成部１４は、制御幅下限値以上の制御幅を生成できないことがある。このような場合、ＥＣＵ１０は、例えば、車両Ｖを減速させて制御幅を生成可能な状態にしてもよい。或いは、ＥＣＵ１０は、車両Ｖの走行計画を再度生成してもよい。ＥＣＵ１０は、自動運転制御を停止させてもよい。ＥＣＵ１０は、制御幅下限値以上の制御幅を生成できない旨を運転者へ警告をする等の対応を行ってもよい。
【０１３４】
走行制御部１５が走行計画生成部１４に出力する制御幅下限値は、一つでも良く、複数でもよい。例えば、制御幅下限値が速度に依存する場合、走行制御部１５は、速度毎の制御幅下限値を生成して走行計画生成部１４に出力してもよい。この場合、例えば、走行計画生成部１４は、制御幅を生成する際に、走行計画に含まれる速度に応じた制御幅下限値に基づいて制御幅を生成してもよい。制御幅下限値を複数設ける場合には、最も小さい制御幅下限値よりも小さい制御幅しか生成できない場合に、ＥＣＵ１０は、上述したように車両Ｖを減速させて制御幅を生成可能な状態にしてもよい。同様に、ＥＣＵ１０は、車両Ｖの走行計画を再度生成してもよい。或いは、ＥＣＵ１０は、自動運転制御を停止させてもよい。ＥＣＵ１０は、制御幅下限値以上の制御幅を生成できない旨を運転者へ警告をする等の対応を行ってもよい。
【０１３５】
なお、第２実施形態においても第３変形例と同様に、走行制御部１５が制御幅下限値を生成して走行計画生成部１４に出力してもよい。そして、走行計画生成部１４は、入力された制御幅下限値以上となるように制御幅を生成してもよい。第３実施形態及び第４実施形態においても第３変形例と同様に、走行制御部１５Ｂが制御幅下限値を生成して走行計画生成部１４に出力してもよい。そして、走行計画生成部１４は、入力された制御幅下限値以上となるように制御幅を生成してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１０Ａ，２０Ａ…第１のＥＣＵ、１０Ｂ，２０Ｂ…第２のＥＣＵ、１２…周辺情報認識部、１３…車両状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…走行制御部（第１の演算部）、１５Ｂ…走行制御部（第２の演算部）、６，６１…アクチュエータ、６２…アクチュエータ制御部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…自動運転車両システム、Ｖ…車両。
【図１】
2020185991.tif 000003
【図２】
2020185991.tif 000004
【図３】
2020185991.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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