(57)【要約】  車両制御システムは、車両の位置を認識する位置認識部と、車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して数含まれる軌道を生成する軌道生成部と、前記軌道に含まれる複数の目標位置間の距離に基づいて、軌道に沿って車両を走行させる際の目標速度を導出すると共に、位置認識部により認識された車両の位置と、複数の目標位置のうち車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する走行制御部とを備える。
2017199750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置を認識する位置認識部と、
前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成する軌道生成部と、
前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出すると共に、前記位置認識部により認識された前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する走行制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記走行制御部は、
前記複数の目標位置の中から、前記認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第２の目標位置を抽出し、
前記第１の目標位置から、前記第２の目標位置までの前記軌道の長さを、前記第１の所定時間で除算した速度を、前記目標速度として導出する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記走行制御部は、更に、前記認識時刻から、前記第１の所定時間に比して短い第２の所定時間が経過した将来の時刻に対応した第３の目標位置と、前記将来の時刻において前記車両が到達することが予測される予測位置との第２の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する、
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記第１の偏差に基づく前記目標速度の補正量と、前記第２の偏差に基づく前記目標速度の補正量との一方または双方には制限が設けられ、
前記走行制御部は、前記制限の範囲内の補正量で前記目標速度を補正する、
請求項３に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方に対して、それぞれの偏差に応じて前記目標速度の補正量を減少させる領域が設けられ、
前記走行制御部は、求められた偏差が前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方の前記領域内にある場合、求められた偏差が前記領域外にある場合の前記目標速度の補正量に比して少ない補正量で前記目標速度を補正する、
請求項３または４に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記車両の周辺を走行する他車両を認識する外界認識部を更に備え、
前記走行制御部は、前記外界認識部により認識された他車両のうち、前記車両の前方を走行する前走車両および前記車両の後方を走行する後続車両の一方または双方と、前記車両との車間距離が大きくなるほど、前記領域の領域範囲を広く設定する、
請求項５に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記走行制御部は、前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方が閾値以下である場合、求められた偏差が前記閾値を超える場合の前記目標速度の補正量に比して少ない補正量で前記導出した目標速度を補正する、
請求項３または４に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記車両の周辺を走行する他車両を認識する外界認識部を更に備え、
前記走行制御部は、前記外界認識部により認識された他車両のうち、前記車両の前方を走行する前走車両および前記車両の後方を走行する後続車両の一方または双方と、前記車両との車間距離が大きくなるほど、前記閾値を大きくする、
請求項７に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記車両の速度を検出する検出部を更に備え、
前記走行制御部は、前記検出部により検出された速度が低下するほど、前記第１の偏差に基づく前記目標速度の補正量、または前記第２の偏差に基づく前記目標速度の補正量を少なくする、
請求項３から８のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
車両の位置を認識し、
前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成し、
前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出し、
前記認識した前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する、
車両制御方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
車両の位置を認識させ、
前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成させ、
前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出させ、
前記認識させた前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正させる、
車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
本願は、２０１６年５月１６日に出願された日本国特願２０１６−０９８０４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、自動運転）について研究が進められている。これに関連して、自車速度及び前走車速度の速度差をあらかじめ定めた所定値と比較し、その比較結果に基づき自車速度又は前走車速度に応じて自車と前走車との車間距離を調整するために加減速を制御し、自車速度及び前走車速度の速度差が所定値以上であるとき、自車速度に応じて加減速を修正する自動走行車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開平９−１８３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、自動運転中に加減速が頻繁に行われる可能性があった。このため、車両の乗員が自動運転を不快に感じることが想定される。【０００５】
本発明の態様は、乗員の不快感を低減させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係る車両制御システムは、車両の位置を認識する位置認識部と、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成する軌道生成部と、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出すると共に、前記位置認識部により認識された前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する走行制御部と、を備える。【０００７】
（２）上記（１）の態様において、前記走行制御部が、前記複数の目標位置の中から、前記認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第２の目標位置を抽出し、前記第１の目標位置から、前記第２の目標位置までの前記軌道の長さを、前記第１の所定時間で除算した速度を、前記目標速度として導出してもよい。【０００８】
（３）上記（２）の態様において、前記走行制御部が、更に、前記認識時刻から、前記第１の所定時間に比して短い第２の所定時間が経過した将来の時刻に対応した第３の目標位置と、前記将来の時刻において前記車両が到達することが予測される予測位置との第２の偏差に基づいて、前記目標速度を補正してもよい。【０００９】
（４）上記（３）の態様において、前記第１の偏差に基づく前記目標速度の補正量と、前記第２の偏差に基づく前記目標速度の補正量との一方または双方には制限が設けられてもよく、前記走行制御部が、前記制限の範囲内の補正量で前記導出した目標速度を補正してもよい。【００１０】
（５）上記（３）または（４）の態様において、前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方に対して、それぞれの偏差に応じて前記目標速度の補正量を減少させる領域が設けられてもよく、前記走行制御部が、求められた偏差が前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方の前記領域内にある場合、求められた偏差が前記領域外にある場合の前記目標速度の補正量に比して少ない補正量で前記目標速度を補正してもよい。【００１１】
（６）上記（５）の態様において、前記車両の周辺を走行する他車両を認識する外界認識部を更に備えてもよく、前記走行制御部が、前記外界認識部により認識された他車両のうち、前記車両の前方を走行する前走車両および前記車両の後方を走行する後続車両の一方または双方と、前記車両との車間距離が大きくなるほど、前記領域の領域範囲を広く設定してもよい。【００１２】
（７）上記（３）または（４）の態様において、前記走行制御部が、前記第１の偏差および前記第２の偏差の少なくとも一方が閾値以下である場合、求められた偏差が前記閾値を超える場合の前記目標速度の補正量に比して少ない補正量で前記導出した目標速度を補正してもよい。【００１３】
（８）上記（７）の態様において、前記車両の周辺を走行する他車両を認識する外界認識部を更に備えてもよく、前記走行制御部が、前記外界認識部により認識された他車両のうち、前記車両の前方を走行する前走車両および前記車両の後方を走行する後続車両の一方または双方と、前記車両との車間距離が大きくなるほど、前記閾値を大きくしてもよい。【００１４】
（９）上記（３）から（８）のいずれか一項の態様において、前記車両の速度を検出する検出部を更に備えてもよく、前記走行制御部が、前記検出部により検出された速度が低下するほど、前記第１の偏差に基づく前記目標速度の補正量、または前記第２の偏差に基づく前記目標速度の補正量を少なくしてもよい。【００１５】
（１０）本発明の一態様に係る車両制御方法は、車載コンピュータが、車両の位置を認識し、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成し、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出し、前記認識した前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する。【００１６】
（１１）本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、車載コンピュータに、車両の位置を認識させ、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成させ、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置間の距離に基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出させ、前記認識させた前記車両の位置と、前記複数の目標位置のうち前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻に対応した第１の目標位置との第１の偏差に基づいて、前記目標速度を補正させる。
【発明の効果】
【００１７】
上記（１）〜（１１）の態様によれば、乗員の不快感を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】各実施形態の車両制御システムが搭載される自車両の構成要素を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両制御システムを中心とした機能構成図である。
【図３】自車位置認識部により走行車線に対する自車両の相対位置が認識される様子を示す図である。
【図４】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図５】軌道生成部の構成の一例を示す図である。
【図６】軌道候補生成部により生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図７】軌道候補生成部により生成される軌道の候補を軌道点で表現した図である。
【図８】車線変更ターゲット位置を示す図である。
【図９】３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。
【図１０】操舵制御部および加減速制御部と、その制御対象との関係を示す図である。
【図１１】第１の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。
【図１２】第１の実施形態における加減速制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。
【図１４】現在偏差に対する第１の不感帯の一例を示す図である。
【図１５】現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。
【図１６】将来偏差に対する第２の不感帯の一例を示す図である。
【図１７】将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。
【図１８】場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。
【図１９】現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。
【図２０】現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。
【図２１】将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。
【図２２】将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。
【図２３】場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。
【図２４】不感帯の領域サイズの変更方法を説明するための図である。
【図２５】不感帯の領域サイズの変更方法を説明するための図である。
【図２６】第２の実施形態における加減速制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２７】第３の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。
【図２８】自車両の速度に対する出力ゲインの変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜共通構成＞
図１は、各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２１】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０（経路誘導装置）と、車両制御システム１００とが搭載される。
【００２２】
ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。
ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
【００２３】
以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２４】
カメラ４０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４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。
自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０などを含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、表示装置６２と、スピーカ６４と、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、車両制御システム１００と、駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。
これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。
なお、特許請求の範囲における車両制御システムは、「車両制御システム１００」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤなど）を含んでもよい。
【００２７】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。
ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。
また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。
なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。
また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００２８】
通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用した無線通信を行う。
【００２９】
車両センサ６０は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。車両センサ６０は、「検出部」の一例である。
【００３０】
表示装置６２は、情報を画像として表示する。表示装置６２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等を含む。本実施形態では、表示装置６２は、自車両Ｍのフロントウィンドウに画像を反射させて、車両乗員の視野内に画像を表示するヘッドアップディスプレイであるものとして説明する。なお、表示装置６２は、ナビゲーション装置５０が備える表示装置や、自車両Ｍの状態（速度等）を表示するインストルメントパネルの表示装置であってもよい。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。
【００３１】
操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。
操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１６０に出力する。
なお、これに代えて、操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に出力されてもよい。
【００３２】
切替スイッチ８０は、車両乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、車両乗員の操作を受け付け、走行制御部１６０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、切替制御部１５０に出力する。
自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードである。より具体的には、自動運転モードとは、行動計画に基づいて駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の一部または全部を制御する運転モードである。
また、切替スイッチ８０は、自動運転モードを切り替える操作の他に、種々の操作を受け付けてもよい。例えば、車両制御システム１００側から出力された情報が表示装置６２を介して車両乗員に提示された場合、切替スイッチ８０は、これに対する応答操作などを受け付けてよい。
【００３３】
車両制御システム１００の説明に先立って、駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。
【００３４】
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。駆動力出力装置２００は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。また、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、駆動力出力装置２００は、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、駆動力出力装置２００は、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。
駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。
駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。
駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００３５】
ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。
電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。
ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
【００３６】
ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。
電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。
電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。
なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。
また、ブレーキ装置２２０は、駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。この回生ブレーキは、駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータにより発電された電力を利用する。
【００３７】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。
【００３８】
図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、記憶部１９０とを備える。
自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。
【００３９】
目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
【００４０】
記憶部１９０には、例えば、高精度地図情報１９２、目標車線情報１９４、行動計画情報１９６などの情報が格納される。
記憶部１９０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１９０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。
また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１９０にインストールされてもよい。
また、車両制御システム１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
【００４１】
目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１９２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、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、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１９４として記憶部１９０に記憶される。
【００４２】
高精度地図情報１９２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１９２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。
また、高精度地図情報１９２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。
道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。
交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００４３】
自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモードの数や種類は任意に決定されてよい。
［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御など、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要が無い。
［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた切替スイッチ８０に対する確認操作を行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員が切替スイッチ８０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
【００４４】
自動運転モード制御部１３０は、切替スイッチ８０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様などに基づいて、自動運転のモードを決定する。
自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。
いずれのモードにおいても、切替スイッチ８０に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。
【００４５】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１９０に格納された高精度地図情報１９２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
【００４６】
自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１９２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。
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。
【００４７】
図３は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点Ｇ（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。
なお、これに代えて、自車位置認識部１４０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、走行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１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
【００４８】
外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。
周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。
周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。
また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００４９】
行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００５０】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。
イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。
行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。
行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１９６として記憶部１９０に格納される。
【００５１】
図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図４に示すように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１９４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１９４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。
例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。
例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００５２】
図５は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。
【００５３】
走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。
この場合、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面などにおいて、走行態様を低速追従走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。
【００５４】
軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図６は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図６は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。
【００５５】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図６に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置Ｇ（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。本実施形態では、一例として、将来の所定時間の間隔を１秒として説明する。
【００５６】
図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点Ｋの間隔を徐々に狭くする。
【００５７】
このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定されてよい。
【００５８】
ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。
軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図８は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
図８において、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。
ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。
自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉、又は接触しないように目標速度を決定する。
【００５９】
図９は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図９において、ポイントｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、図７に示すような軌道の候補を複数導出する。
なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図９に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。
【００６０】
評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。
【００６１】
切替制御部１５０は、切替スイッチ８０から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、操作デバイス７０から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、操作デバイス７０に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。
【００６２】
走行制御部１６０は、操舵制御部１６２と、加減速制御部１６４とを含む。走行制御部１６０は、軌道生成部１４６によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。
【００６３】
図１０は、操舵制御部１６２および加減速制御部１６４と、その制御対象との関係を示す図である。
操舵制御部１６２は、軌道生成部１４６によって生成された軌道と、自車位置認識部１４０により認識された自車両Ｍの位置（自車位置）とに基づいて、ステアリング装置２１０を制御する。例えば、操舵制御部１６２は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる軌道点Ｋ（ｉ）に対応した転向角φｉや、車両センサ６０から取得した車速（或いは加速度や躍度）、鉛直軸回りの角速度（ヨーレート）などの情報に基づいて、操舵角を決定し、この操舵角分の変位を車輪に与えるようにステアリング装置２１０における電動モータの制御量を決定する。
【００６４】
加減速制御部１６４は、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αと、軌道生成部１４６によって生成された軌道とに基づいて、駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２２０を制御する。
【００６５】
［加減速制御］
図１１は、第１の実施形態における加減速制御部１６４の構成の一例を示す図である。
加減速制御部１６４は、例えば、第１演算部１６５と、第２演算部１６６と、第３演算部１６７と、第４演算部１６８と、減算器１６９および１７０と、比例積分制御部１７１と、比例制御部１７２と、第１出力調整部１７３と、第２出力調整部１７４と、第３出力調整部１７５と、加算器１７６および１７７とを備える。
なお、これらの構成のうち一部または全部は、軌道生成部１４６（特に軌道候補生成部１４６Ｂ）に含まれてもよい。
【００６６】
以下、フローチャートに即して、図１１に示す加減速制御部１６４における各構成の処理内容について説明する。図１２は、第１の実施形態における加減速制御部１６４の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下の説明において、各種位置は、ある時点（例えば現在時刻ｔｉ）での自車両Ｍの位置を基準に、自車両Ｍの進行方向側のものは正値として扱われ、進行方向と反対方向側のものは負値として扱われる。
【００６７】
まず、第１演算部１６５は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる複数の軌道点Ｋ間の距離に基づいて、軌道に沿って自車両Ｍを走行させる際の目標速度を導出する。例えば、第１演算部１６５は、軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔｉからｎ秒分の時間が経過するまで間に自車両Ｍが到達すべき軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を抽出して、これらの軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の長さを、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する（ステップＳ１００）。この平均速度は、軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道上の自車両Ｍの目標速度として扱われる。ｎ秒分の時間は、「第１の所定時間」の一例である。
【００６８】
第２演算部１６６は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔｉに対応した軌道点Ｋ（ｉ）を抽出する。
【００６９】
第３演算部１６７は、現在の時刻ｔｉからｎ秒分の時間に比して短い所定時間（例えば１秒）経過した時刻ｔｉ＋１に対応した軌道点Ｋ（ｉ＋１）を抽出する。現在の時刻ｔｉからｎ秒分の時間に比して短い所定時間は、「第２の所定時間」の一例である。
【００７０】
第４演算部１６８は、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）と、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αに基づいて、現在の時刻ｔｉから１秒経過した時刻ｔｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する（ステップＳ１０２）。例えば、第４演算部１６８は、以下の数式（１）に基づき予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する。式中ｔは、時刻ｔｉと時刻ｔｉ＋１との差分の時間である。すなわち、式中ｔは、軌道点Ｋの時間間隔（サンプリング時間）に相当する。
【００７１】
【数１】
2017199750.tif 000003
【００７２】
減算器１６９は、第２演算部１６６により抽出された軌道点Ｋ（ｉ）から、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）を差し引いた偏差（以下、現在偏差と称する）を導出する（ステップＳ１０４）。そして、減算器１６９は、導出した現在偏差を比例積分制御部１７１に出力する。
現在偏差は、「第１の偏差」の一例である。
【００７３】
減算器１７０は、第３演算部１６７により抽出された軌道点Ｋ（ｉ＋１）から、第４演算部１６８により導出された予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）を差し引いた偏差（以下、将来偏差と称する）を導出する（ステップＳ１０６）。そして、減算器１７０は、導出した将来偏差を比例制御部１７２に出力する。将来偏差は、「第２の偏差」の一例である。
【００７４】
比例積分制御部１７１は、減算器１６９により出力された現在偏差に所定の比例ゲインを乗算すると共に、現在偏差の時間積分値に所定の積分ゲインを乗算する。そして、比例積分制御部１７１は、比例ゲインを乗算した現在偏差と、積分ゲインを乗算した現在偏差の時間積分値とを加算することで、自車両Ｍを自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）から軌道点Ｋ（ｉ）に近づけるような速度の補正量（以下、第１補正量と称する）を、操作量として導出する（ステップＳ１０８）。このように積分項を入れることによって、現在偏差がゼロに近づくように目標速度を補正することができる。この結果、加減速制御部１６４は、現在の時刻ｔｉの自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）を、現在の時刻ｔｉに対応した目標位置である軌道点Ｋ（ｉ）により近づけることができる。
【００７５】
比例制御部１７２は、減算器１７０により出力された将来偏差に所定の比例ゲインを乗算して、１秒後の時点で自車両Ｍを予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）から軌道点Ｋ（ｉ＋１）に近づけるような速度の補正量（以下、第２補正量と称する）を、操作量として導出する（ステップＳ１１０）。このように比例制御部１７２は、不確定な要素を含む将来偏差を許容した比例制御を行う。
【００７６】
第１出力調整部１７３は、例えば、比例積分制御部１７１により導出された第１補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第１出力調整部１７３は、第１補正量が示す速度が１５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第１補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１２）。
【００７７】
第２出力調整部１７４は、例えば、比例制御部１７２により導出された第２補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第２出力調整部１７４は、第１出力調整部１７３と同様に、第２補正量が示す速度が１５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第２補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１４）。
【００７８】
なお、第１出力調整部１７３によるフィルタリングの速度制限、および第２出力調整部１７４によるフィルタリングの速度制限の一方または双方において、速度の増加時の制限と減少時の制限とが異なってもよい。
【００７９】
加算器１７６は、第１出力調整部１７３により調整された第１補正量と、第２出力調整部１７４により調整された第２補正量とを加算し、これらの補正量を加算した第３補正量を第３出力調整部１７５に出力する。
【００８０】
第３出力調整部１７５は、例えば、加算器１７６により出力された第３補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第３出力調整部１７５は、第３補正量が示す速度が５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第３補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１６）。
【００８１】
加算器１７７は、第１演算部１６５により導出された平均速度に、第３出力調整部１７５により調整された第３補正量を加算して、現在の時刻ｔｉからｎ秒間における自車両Ｍの目標速度として出力する（ステップＳ１１８）。これによって加減速制御部１６４は、目標速度に応じて駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２２０の制御量を決定する。
【００８２】
係る制御によって、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。例えば、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）と、複数の軌道点Ｋのうち自車両Ｍの位置認識をおこなった時刻（認識時刻、例えば現在の時刻ｔｉ）に対応した軌道点Ｋ（ｉ）との現在偏差を用いて目標速度を補正しない場合、第２補正量、すなわち１秒後の時点で自車両Ｍを予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）から軌道点Ｋ（ｉ＋１）に近づけるような速度の補正量のみで目標速度を補正することになる。この場合、センサ誤差等により各軌道点Ｋに対して常に追い越すような、或いは常に追いつかないような定常的なオフセット（偏差）が生じる可能性がある。また、不確定な要素を含む将来偏差のみで目標速度を補正することになるため、頻繁な加減速が生じる場合がある。
【００８３】
これに対し、本実施形態では、現在偏差を用いた第１補正量と第２補正量との双方により目標速度を補正するため、軌道点Ｋに対するオフセットを小さくすることができる。より詳細には、比例積分制御部１７１が現在偏差の時間積分を行うことにより第１補正量を導出するため、現在の時刻ｔｉの自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）を、現在の時刻ｔｉに対応した目標位置である軌道点Ｋ（ｉ）により近づけることができる。また、比例制御部１７２が比例制御を行うことにより、不確定な要素を含む将来偏差をある程度許容することができる。この結果、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。
【００８４】
以上説明した第１の実施形態によれば、自車両Ｍの位置を認識する自車位置認識部１４０と、自車両Ｍが到達すべき将来の目標位置を示す軌道点Ｋが、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成する軌道生成部１４６と、前記軌道に含まれる複数の軌道点Ｋ間の距離に基づいて、軌道に沿って自車両Ｍを走行させる際の目標速度を導出すると共に、自車位置認識部１４０により認識された自車両Ｍの位置と、複数の軌道点Ｋのうち自車両Ｍの位置認識がおこなわれた時刻（認識時刻）に対応した軌道点Ｋ（第１の目標位置）との現在偏差（第１の偏差）に基づいて目標速度を補正する走行制御部１６０の加減速制御部１６４と、を備えることにより、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。この結果、乗員の不快感を低減させることができる。
【００８５】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、加減速が頻繁に行われるのを抑制するために、将来偏差および現在偏差のいずれか一方または双方に対してそれぞれ不感帯ＤＺを設定する点で第１の実施形態と相違する。不感帯ＤＺとは、それぞれの偏差に応じた補正量を低下させるために設けられる領域である。以下、係る相違点を中心に説明する。
【００８６】
図１３は、第２の実施形態における加減速制御部１６４Ａの構成の一例を示す図である。加減速制御部１６４Ａは、例えば、上述した第１の実施形態における加減速制御部１６４の構成に加えて、更に比例積分ゲイン調整部１８０と、比例ゲイン調整部１８１とを備える。
【００８７】
比例積分ゲイン調整部１８０は、現在偏差に対して第１の不感帯ＤＺ１を設定し、減算器１６９により導出された現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である場合、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない場合に比して、比例積分制御部１７１における比例ゲインおよび積分ゲインの一方または双方を低下させる。「ゲインの低下」とは、正値のゲインをゼロまたは負値に近づけること、あるいは負値のゲインをゼロまたは正値に近づけることをいう。
【００８８】
図１４および図１５は、現在偏差に対する第１の不感帯ＤＺ１の一例を示す図である。
図１４および図１５に示す例のように、第１の不感帯ＤＺ１は、現在偏差の正側（自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である側）のみ、または正側に偏って設定されてよい。
「正側に偏る」とは、例えば、第１の不感帯ＤＺ１の領域の重心などが現在偏差の正側に存在することをいう。
図１４の例では、現在偏差がゼロから閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
また、図１５の例では、閾値Ｔｈ２（負値）から閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
図１４および図１５に示すように、第１の不感帯ＤＺ１では、比例ゲインや積分ゲインはゼロをとる。従って、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であれば、比例積分制御部１７１により導出される第１補正量は、ゼロまたはゼロ程度になる。
【００８９】
比例ゲイン調整部１８１は、将来偏差に対して第２の不感帯ＤＺ２を設定し、減算器１７０により導出された将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内である場合、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内でない場合に比して、比例制御部１７２における比例ゲインを低下させる。
【００９０】
図１６および図１７は、将来偏差に対する第２の不感帯ＤＺ２の一例を示す図である。
図１６および図１７に示す例のように、第２の不感帯ＤＺ２は、第１の不感帯ＤＺ１と同様に、現在偏差の正側のみ、または正側に偏って設定されてよい。
図１６の例では、現在偏差がゼロから閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
また、図１７の例では、閾値Ｔｈ２（負値）から閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
図１６および図１７に示すように、第２の不感帯ＤＺ２では、比例ゲインはゼロをとる。従って、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内であれば、比例制御部１７２により導出される第２補正量は、ゼロまたはゼロ程度になる。
なお、上述した第１の不感帯ＤＺ１と第２の不感帯ＤＺ２とは、その領域の大きさが互いに異なっていてもよいし、いずれか一方が偏差の正側のみに設定され、他方が正側に偏って設定されてもよい。
【００９１】
図１８は、場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。図１８（ａ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない一場面を表している。また、図１８（ｂ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である一場面を表している。
いずれの場面においても、現在の時刻ｔ０における自車位置Ｐａｃｔ（０）に比して軌道点Ｋ（０）が前方に位置している。すなわち、自車両Ｍが現在の時刻ｔ０において到達すべき軌道点Ｋ（０）に到達していない。
このため、加減速制御部１６４は、駆動力出力装置２００を制御して、自車両Ｍを加速させる必要がある。
【００９２】
例えば、図１８（ａ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１外であるため、第１補正量が平均速度に加算され、自車両Ｍは現在の平均速度から加速することになる。
一方、図１８（ｂ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるため、第１補正量が減少する。この場合、加速制御が行われずに第１演算部１６５により導出された平均速度が維持されやすくなる。このような処理によって、自車両Ｍが軌道点Ｋ（０）に到達していない場合に頻繁に加速するのを抑制することができる。
【００９３】
また、上述した例では、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である場合に偏差に不感帯ＤＺを設定するものとして説明したがこれに限られず、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である場合に偏差に不感帯ＤＺを設定してもよい。
【００９４】
図１９および図２０は、現在偏差に対する第１の不感帯ＤＺ１の他の例を示す図である。
図１９および図２０に示す例のように、第１の不感帯ＤＺ１は、現在偏差の負側（自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である側）のみ、または負側に偏って設定されてよい。
図１９の例では、現在偏差が閾値Ｔｈ３（負値）からゼロまでの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
また、図２０の例では、閾値Ｔｈ３（負値）から閾値Ｔｈ４（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
【００９５】
図２１および図２２は、将来偏差に対する第２の不感帯ＤＺ２の他の例を示す図である。
図２１および図２２に示す例のように、第２の不感帯ＤＺ２は、現在偏差の負側のみ、または負側に偏って設定されてよい。
図２１の例では、現在偏差が閾値Ｔｈ３（負値）からゼロまでの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
また、図２２の例では、閾値Ｔｈ３（負値）から閾値Ｔｈ４（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
上述した例においても、第１の不感帯ＤＺ１と第２の不感帯ＤＺ２とは、その領域の大きさが互いに異なっていてもよいし、いずれか一方が偏差の負側のみに設定され、他方が負側に偏って設定されてもよい。
【００９６】
図２３は、場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。図２３（ａ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない一場面を表している。また、図２３（ｂ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である一場面を表している。
いずれの場面においても、現在の時刻ｔ０における自車位置Ｐａｃｔ（０）に比して軌道点Ｋ（０）が後方に位置している。すなわち、自車両Ｍが現在の時刻ｔ０において到達すべき軌道点Ｋ（０）を超えている。このため、加減速制御部１６４は、駆動力出力装置２００を制御して、自車両Ｍを減速させる必要がある。
【００９７】
例えば、図２３（ａ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１外であるため、第１補正量が平均速度に加算され、自車両Ｍは現在の平均速度から減速することになる。
一方、図２３（ｂ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるため、第１補正量が減少する。この場合、減速制御が行われずに第１演算部１６５により導出された平均速度が維持されやすくなる。このような処理によって、自車両Ｍが軌道点Ｋ（０）を超えた場合に頻繁に減速するのを抑制することができる。
【００９８】
［不感帯の領域変更処理］
また、上述した比例積分ゲイン調整部１８０は、外界認識部１４２により状態が認識された周辺車両のうち、自車両Ｍの直前を走行する前走車両および自車両Ｍの直後を走行する後続車両の一方または双方と、自車両Ｍとの車間距離に基づいて、現在偏差に対して設定する第１の不感帯ＤＺ１の領域サイズを変更してよい。
また、比例ゲイン調整部１８１は、自車両Ｍの直前を走行する前走車両および自車両Ｍの直後を走行する後続車両の一方または双方と、自車両Ｍとの車間距離に基づいて、将来偏差に対して設定する第２の不感帯ＤＺ２の領域サイズを変更してよい。
【００９９】
図２４および図２５は、不感帯ＤＺの領域サイズの変更方法を説明するための図である。
図２４に示すように、比例積分ゲイン調整部１８０または比例ゲイン調整部１８１は、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である場合、それぞれが設定する不感帯ＤＺの正側の閾値Ｔｈ１を、後続車両との車間距離が広くなるのに応じて正側において大きくし、後続車両との車間距離が狭くなるのに応じて正側において小さくする。これによって、加減速制御部１６４は、後続車両との車間距離が詰まった場合には、安全を考慮して不感帯ＤＺを狭くすることで、加速を頻繁に行わせることができる。また、加減速制御部１６４は、後続車両との車間距離が開いた場合には、不感帯ＤＺを広くすることで、加速の頻度を低下させることができる。
【０１００】
また、図２５に示すように、比例積分ゲイン調整部１８０または比例ゲイン調整部１８１は、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である場合、それぞれが設定する不感帯ＤＺの負側の閾値Ｔｈ３を、前走車両との車間距離が広くなるのに応じて負側において大きし、前走車両との車間距離が狭くなるのに応じて負側において小さくする。これによって、加減速制御部１６４は、前走車両との車間距離が詰まった場合には、安全を考慮して不感帯ＤＺを狭くすることで、減速を頻繁に行わせることができる。また、加減速制御部１６４は、前走車両との車間距離が開いた場合には、不感帯ＤＺを広くすることで、減速の頻度を低下させることができる。
【０１０１】
図２６は、第２の実施形態における加減速制御部１６４Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、第１演算部１６５は、軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔｉからｎ秒分の時間が経過するまで間に自車両Ｍが到達すべき軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を抽出して、これらの軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の長さを、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する（ステップＳ２００）。
【０１０２】
次に、第４演算部１６８は、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）と、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αに基づいて、現在の時刻ｔｉから１秒経過した時刻ｔｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する（ステップＳ２０２）。
【０１０３】
次に、減算器１６９は、第２演算部１６６により抽出された軌道点Ｋ（ｉ）から、自車位置Ｐａｃｔ（ｉ）を差し引いた現在偏差を導出する（ステップＳ２０４）。次に、減算器１７０は、第３演算部１６７により抽出された軌道点Ｋ（ｉ＋１）から、第４演算部１６８により導出された予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）を差し引いた将来偏差を導出する（ステップＳ２０６）。
【０１０４】
次に、比例積分ゲイン調整部１８０は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるか否かを判定し（ステップＳ２０８）、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である場合、比例積分制御部１７１における比例ゲインおよび積分ゲインの一方または双方を低下させる（ステップＳ２１０）。一方、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない場合、比例積分ゲイン調整部１８０は、Ｓ２１２に処理を移す。
【０１０５】
次に、比例積分制御部１７１は、減算器１６９により出力された現在偏差に所定の比例ゲインを乗算すると共に、現在偏差の時間積分値に所定の積分ゲインを乗算し、これらを加算することで、第１補正量を導出する（ステップＳ２１２）。次に、第１出力調整部１７３は、第１補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２１４）。
【０１０６】
次に、比例ゲイン調整部１８１は、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内であるか否かを判定し（ステップＳ２１６）、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内である場合、比例制御部１７２における比例ゲインを低下させる（ステップＳ２１８）。一方、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内でない場合、比例ゲイン調整部１８１は、Ｓ２２０に処理を移す。
【０１０７】
次に、比例制御部１７２は、減算器１７０により出力された将来偏差に所定の比例ゲインを乗算することで、第２補正量を導出する（ステップＳ２２０）。次に、第２出力調整部１７４は、第２補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２２２）。
【０１０８】
次に、第３出力調整部１７５は、第１補正量と第２補正量とを加算した第３補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２２４）。次に、加算器１７７は、第１演算部１６５により導出された平均速度に、第３出力調整部１７５により調整された第３補正量を加算して、現在の時刻ｔｉからｎ秒間における自車両Ｍの目標速度として出力する（ステップＳ２２６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【０１０９】
以上説明した第２の実施形態によれば、将来偏差および現在偏差のいずれか一方または双方に対して不感帯ＤＺを設定するため、更に頻繁な加減速の発生を抑制できる。この結果、車両の安全を考慮しつつ乗員の不快感を低減させることができる。
【０１１０】
また、第２の実施形態によれば、前走車両または後続車両との車間距離に基づいて、不感帯ＤＺの領域を変更するため、頻繁な加減速の発生を効率よく抑制できる。
【０１１１】
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、自車両Ｍの速度が小さい場合に第３補正量の出力ゲインを調整する点で第１および第３の実施形態と相違する。
以下、係る相違点を中心に説明する。
【０１１２】
図２７は、第３の実施形態における加減速制御部１６４Ｂの構成の一例を示す図である。加減速制御部１６４Ｂは、例えば、第１演算部１６５と、第２演算部１６６と、第３演算部１６７と、第４演算部１６８と、減算器１６９および１７０と、比例積分制御部１７１と、比例制御部１７２と、第１出力調整部１７３と、第２出力調整部１７４と、加算器１７６および１７７と、第３ゲイン調整部１８３と、乗算器１８４とを備える。
【０１１３】
第３ゲイン調整部１８３は、自車両Ｍの速度ｖが低下するほど、第１補正量と第２補正量とを加算した第３補正量を調整するための出力ゲインを低下させる。
【０１１４】
乗算器１８４は、第３ゲイン調整部１８３により調整された出力ゲインと、加算器１７６により出力された第３補正量とを乗算し、加算器１７７に出力する。
【０１１５】
図２８は、自車両Ｍの速度ｖに対する出力ゲインの変化の一例を示す図である。図２８に示すように、自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下では、速度ｖの低下に応じて出力ゲインが１以下に低下する。このため、自車両Ｍが徐々に減速して停車するような場合、第３補正量が減少していくため、加減速の発生がより抑制される。
【０１１６】
以上説明した第３の実施形態によれば、自車両Ｍの速度が低下するのに応じて第３補正量を低下させるため、例えば自車両Ｍが停車する際に頻繁な加減速の発生を抑制できる。
これにより、スムーズな停車を行うことができる。また、第３の実施形態によれば、自車両Ｍの速度が増加するのに応じて第３補正量を増加させるため、自車両Ｍを停止状態からスムーズに加速させることできる。この結果、乗員の不快感を低減させることができる。
【０１１７】
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。
【符号の説明】
【０１１８】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、５５…通信装置、６０…車両センサ、６２…表示装置、６４…スピーカ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１６２…操舵制御部、１６４…加減速制御部、１６５…第１演算部、１６６…第２演算部、１６７…第３演算部、１６８…第４演算部、１６９、１７０…減算器、１７１…比例積分制御部、１７２…比例制御部、１７３…第１出力調整部、１７４…第２出力調整部、１７５…第３出力調整部、１７６、１７７…加算器、１９０…記憶部、２００…駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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2017199750.tif 000033
2017199750.tif 000034
2017199750.tif 000035