(57)【要約】  車両制御システムは、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力する第１の装置と、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する第２の装置と、少なくとも前記第１の装置とは別体の装置であって、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込む第３の装置と、を備え、前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する。
2017138517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力する第１の装置と、
前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する第２の装置と、
少なくとも前記第１の装置とは別体の装置であって、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込む第３の装置と、を備え、
前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する、
車両制御システム。
【請求項２】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させることを停止する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記第１の装置により生成された前記軌道データの受信を停止する、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記第３の装置は、前記第１の装置から出力される前記軌道データを中継して前記第２の装置に出力すると共に、前記中継する前記軌道データの内容または有無に基づいて、前記軌道データに異常が生じたことを検知する、
請求項２または３に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記第１の装置、前記第２の装置、および前記第３の装置は、伝送される情報を複数の装置によって参照可能な通信線を介して互いに接続され、
前記第１の装置は、前記軌道データを前記通信線に出力し、
前記第２の装置は、前記通信線によって伝送される前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御し、
前記第３の装置は、前記通信線によって伝送される前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させると共に、前記受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記記憶部に記憶させた前記軌道データを、前記通信線に出力する、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記第３の装置は、前記記憶部に記憶させた前記軌道データに、前記第１の装置が前記通信線に出力する情報よりも優先度が高いことを示す情報を付加して前記通信線に出力する、
請求項５記載に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記第３の装置は、
前記記憶部に記憶させた、前記第１の装置から受信した前記軌道データに基づいて、前記軌道が対象とする将来に比して更に先の将来の軌道を示す追加軌道データを生成し、
前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記第１の装置から受信した前記軌道データに加えて、前記生成した追加軌道データを前記第２の装置に出力する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じていない場合、前記第１の装置から出力される前記軌道データを継続的に受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部の所定領域に上書きする、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記第１の装置および前記第３の装置は、それぞれ揮発性メモリを備え、前記第１の装置が備える前記揮発性メモリは前記第３の装置が備える前記揮発性メモリよりも記憶容量が大きい、
請求項１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】
第１の装置が、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力し、
第２の装置が、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御し、
少なくとも前記第１の装置とは別体の装置である第３の装置が、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込み、
前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する、
車両制御方法。
【請求項１１】
第１の装置に、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成させ、前記生成させた軌道データを出力させ、
第２の装置に、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御させ、
少なくとも前記第１の装置とは別体の装置である第３の装置に、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信させ、前記受信させた前記軌道データを自装置の記憶部に書き込ませ、
前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御させる、
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２月１２日に出願された日本国特願２０１６−０２５１６３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、四輪車両などの車両を、自動的に運転する技術について研究が進められている。
これに関連して、自車両前方の障害物を検出する処理と、自車両の運動状態を検出する処理と、前記自車両の運動状態に基づいて、前記障害物に自車両が衝突することを回避するための衝突回避軌道を複数生成する処理と、運転者による自車両の操作を検出する処理と、前記複数の衝突回避軌道の中から、前記自車両の操作に対応する衝突回避軌道を選択する処理と、前記選択された衝突回避軌道に基づいて自車両を走行制御する処理とを有することを特徴とする車両の走行制御方法が知られている（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２０１３−０７９０６８号
【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、車両の走行を制御するための軌道を生成する装置に異常が生じた場合、すぐに自動運転を停止せざるを得なくなる場合があった。また、これによって直ちに手動運転に切り替わるように制御すると、切り替わり期間に余裕が無くなるため、車両を停止させるような制御が必要になってしまう場合があった。このため、従来の技術では、軌道を生成する装置の安全性を高めるためのコストが増大することも懸念されていた。【０００５】
本発明に係る態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、よりスムーズに自動運転を終了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。
【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、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力する第１の装置と、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する第２の装置と、少なくとも前記第１の装置とは別体の装置であって、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込む第３の装置と、を備え、前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する。【０００７】
（２）上記（１）の態様において、前記第３の装置が、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させることを停止してもよい。【０００８】
（３）上記（１）または（２）の態様において、前記第３の装置が、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記第１の装置により生成された前記軌道データの受信を停止してもよい。【０００９】
（４）上記（２）または（３）の態様において、前記第３の装置が、前記第１の装置から出力される前記軌道データを中継して前記第２の装置に出力すると共に、前記中継する前記軌道データの内容または有無に基づいて、前記軌道データに異常が生じたことを検知してもよい。【００１０】
（５）上記（１）から（４）いずれか１つの態様において、前記第１の装置、前記第２の装置、および前記第３の装置が、伝送される情報を複数の装置によって参照可能な通信線を介して互いに接続され、前記第１の装置が、前記軌道データを前記通信線に出力し、前記第２の装置が、前記通信線によって伝送される前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御し、前記第３の装置が、前記通信線によって伝送される前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させると共に、前記受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記記憶部に記憶させた前記軌道データを、前記通信線に出力してもよい。【００１１】
（６）上記（５）の態様において、前記第３の装置が、前記記憶部に記憶させた前記軌道データに、前記第１の装置が前記通信線に出力する情報よりも優先度が高いことを示す情報を付加して前記通信線に出力してもよい。【００１２】
（７）上記（１）から（６）いずれか１つの態様において、前記第３の装置が、前記記憶部に記憶させた、前記第１の装置から受信した前記軌道データに基づいて、前記軌道が対象とする将来に比して更に先の将来の軌道を示す追加軌道データを生成し、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記第１の装置から受信した前記軌道データに加えて、前記生成した追加軌道データを前記第２の装置に出力してもよい。【００１３】
（８）上記（１）から（７）いずれか１つの態様において、前記第３の装置が、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じていない場合、前記第１の装置から出力される前記軌道データを継続的に受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部の所定領域に上書きしてもよい。【００１４】
（９）上記（１）から（８）いずれか１つの態様において、前記第１の装置および前記第３の装置は、それぞれ揮発性メモリを備え、前記第１の装置が備える前記揮発性メモリは前記第３の装置が備える前記揮発性メモリよりも記憶容量が大きくてもよい。【００１５】
（１０）本発明の一態様に係る車両制御方法は、第１の装置が、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力し、第２の装置が、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御し、少なくとも前記第１の装置とは別体の装置である第３の装置が、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込み、前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する。【００１６】
（１１）本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、第１の装置に、自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成させ、前記生成させた軌道データを出力させ、第２の装置に、前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御させ、少なくとも前記第１の装置とは別体の装置である第３の装置に、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信させ、前記受信させた前記軌道データを自装置の記憶部に書き込ませ、前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御させる。
【発明の効果】
【００１７】
上記（１）、（４）、（５）、（８）、（１０）、（１１）の態様によれば、第１の装置から受信した軌道データに異常が生じた場合、異常が生じる前に第３の装置により受信されて記憶部に書き込まれた軌道データに基づいて、第２の装置が自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御するため、よりスムーズに自動運転を終了することができる。【００１８】
上記（２）の態様によれば、第１の装置から受信した軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記受信した軌道データを記憶部に記憶させることを停止するため、第２の装置が、異常が生じた後の軌道データに基づいて自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御しなくなる。この結果、走行時の安全性を向上させることができる。【００１９】
上記（３）の態様によれば、第１の装置から受信した軌道を示す情報に異常が生じたことを検知した場合、第１の装置により生成された軌道データの受信を停止するため、第２の装置が、異常が生じた後の軌道データに基づいて自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御しなくなる。この結果、走行時の安全性を向上させることができる。【００２０】
上記（６）の態様によれば、第３の装置が記憶部に記憶させた軌道データに、第１の装置が通信線に出力する情報よりも優先度が高いことを示す情報を付加して通信線に出力するため、よりスムーズに自動運転を終了することができる。【００２１】
上記（７）の態様によれば、第３の装置が、記憶部に記憶させた、第１の装置から受信した軌道データに基づいて、軌道が対象とする将来に比して更に先の将来の軌道を示す追加軌道データを生成し、第１の装置から受信した軌道データに異常が生じた場合、第１の装置から受信した軌道データに加えて、生成した追加軌道データを第２の装置に出力するため、よりスムーズに自動運転を終了することができる。【００２２】
上記（９）の態様によれば、第１の装置および第３の装置が、それぞれ揮発性メモリを備え、第１の装置が備える揮発性メモリは第３の装置が備える揮発性メモリよりも記憶容量が大きいため、第３の装置を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る車両制御システムが搭載された車両の有する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自車両の機能構成図である。
【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５Ａ】第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。
【図５Ｂ】第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。
【図５Ｃ】第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。
【図５Ｄ】第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。
【図６】車線変更の可否を判定する際に参照する禁止領域の設定方法を説明するための図である。
【図７】第２軌道生成部による軌道の生成方法を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態における車両制御システムの構成の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態における記憶制御部の書き込み処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態における記憶制御部の読み出し処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】バッファ領域から軌道データを読み出す処理を説明するための図である。
【図１２】走行制御部によるステアリング装置の制御量を決定する場面の一例を示す図である。
【図１３】比較例、すなわちバッファＥＣＵが存在しない車両制御システムにおける走行制御ＥＣＵの動作を説明するための図である。
【図１４】第１の実施形態におけるバッファＥＣＵが存在する場合の走行制御ＥＣＵの動作を説明するための図である。
【図１５】第１の実施形態の変形例におけるバッファＥＣＵの構成の一例を示す図である。
【図１６】受信時刻に応じて軌道データを順次送信する処理を説明するための図である。
【図１７】第２の実施形態における車両制御システムの構成の一例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態における車両制御システムの構成の一例を示す図である。
【図１９】追加軌道データを生成する様子を示す図である。
【図２０】第４の実施形態における車両制御システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
［車両構成］
図１は、第１の実施形態における車両制御システム１００が搭載された車両（以下、自車両Ｍと称する）の有する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。また、上述した電気自動車は、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する。
【００２６】
図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、上述した車両制御システム１００とが搭載される。ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
【００２７】
上述したレーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２８】
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、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。
【００２９】
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。
【００３０】
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、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、走行駆動力出力装置９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置９４と、車両制御システム１００とが搭載される。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。
【００３１】
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、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。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一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。
【００３２】
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。
【００３３】
走行駆動力出力装置９０は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、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、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、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備える。走行駆動力出力装置９０がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６２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し、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６２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し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１６２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。
【００３４】
ステアリング装置９２は、例えば、電動モータと、ステアリングトルクセンサと、操舵角センサ等を備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させてステアリングホイールの向きを変更する。ステアリングトルクセンサは、例えば、ステアリングホイールを操作したときのトーションバーのねじれをステアリングトルク（操舵力）として検出する。操舵角センサは、例えば、操舵角（または実舵角）を検出する。
ステアリング装置９２は、走行制御部１６２から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、ステアリングホイールの向きを変更する。
【００３５】
ブレーキ装置９４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６２から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６２から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置９４は、回生ブレーキを含んでもよい。この回生ブレーキは、走行駆動力出力装置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。
【００３６】
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１６２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、直接的に走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に出力されてもよい。
【００３７】
切替スイッチ８０は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、例えば、ステアリングホイールやガーニッシュ（ダッシュボード）等に設置される機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置５０のタッチパネルに設けられるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチであってもよい。切替スイッチ８０は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部１６２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、制御切替部１６４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り、より具体的には、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４の一部または全部を制御する運転モードである。
【００３８】
［車両制御システムの構成］
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、軌道生成ＥＣＵ１１０と、バッファＥＣＵ１５０と、走行制御ＥＣＵ１６０とを備える。少なくとも軌道生成ＥＣＵ１１０とバッファＥＣＵ１５０とは、互いに異なる別体として構成される。別体とは、例えば、各ＥＣＵが備えるプロセッサが互いに異なるチップ（チップセット）として構成されることであってもよいし、両ＥＣＵの間に通信線が存在することであってもよい。また、別体とは、各ＥＣＵが、樹脂や金属、セラミック等のパッケージにそれぞれ独立して設けられることであってもよいし、互いに異なるプリント基板に実装されることであってもよい。また、走行制御ＥＣＵ１６０は、軌道生成ＥＣＵ１１０およびバッファＥＣＵ１５０と異なる別体として構成されてもよい。本実施形態では、軌道生成ＥＣＵ１１０と、バッファＥＣＵ１５０と、走行制御ＥＣＵ１６０とがそれぞれ別体として構成されるものとして説明する。
【００３９】
軌道生成ＥＣＵ１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、走行態様決定部１２０と、第１軌道生成部１２２と、車線変更制御部１３０と、記憶部１４０とを備える。自車位置認識部１１２、外界認識部１１４、行動計画生成部１１６、走行態様決定部１２０、第１軌道生成部１２２、車線変更制御部１３０のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部１４０に格納されたプログラムを実行することにより実現されてよい。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。軌道生成ＥＣＵ１１０は、「第１の装置」の一例である。
【００４０】
記憶部１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とにより実現されてよい。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０の不揮発性の記憶媒体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１４０にインストールされてもよい。
【００４１】
バッファＥＣＵ１５０は、例えば、記憶制御部１５４と、記憶部１５６とを備える。記憶制御部１５４は、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてもよいし、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてもよい。また、記憶制御部１５４は、ＤＭＡ（Direct Memory Access）を行うハードウェアによって実現されてもよい。バッファＥＣＵ１５０は、「第３の装置」の一例である。
【００４２】
記憶部１５６は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とにより実現されてよい。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１５６の不揮発性の記憶媒体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１５６にインストールされてもよい。
【００４３】
記憶部１５６に含まれるＲＡＭの記憶容量は、上述した軌道生成ＥＣＵ１１０の記憶部１４０に含まれるＲＡＭの記憶容量に比して小さい。これは、バッファＥＣＵ１５０に要求される機能が、軌道生成ＥＣＵ１１０に要求される機能に比して小さいからである。また、記憶部１５６に含まれるＲＡＭの記憶容量を、走行制御ＥＣＵ１６０の記憶部１７０に含まれるＲＡＭの記憶容量に比して小さくしてもよい。
【００４４】
走行制御ＥＣＵ１６０は、例えば、走行制御部１６２と、制御切替部１６４と、記憶部１７０とを備える。走行制御ＥＣＵ１６０は、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてよい。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてもよい。走行制御ＥＣＵ１６０は、「第２の装置」の一例である。
【００４５】
記憶部１７０は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とにより実現されてよい。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１７０の不揮発性の記憶媒体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１７０にインストールされてもよい。
【００４６】
自車位置認識部１１２は、記憶部１７０に格納された地図情報１４２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。地図情報１４２は、例えば、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り、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。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報と、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。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。
【００４７】
図３は、自車位置認識部１１２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１１２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１１２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。
【００４８】
外界認識部１１４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。本実施形態における周辺車両とは、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１１４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１１６は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置５０により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部１１６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、車線合流ポイントにおいて自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、車両制御システム１００は、自動運転モードにおいて、自車両Ｍを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部１１６は、地図情報１４２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Ｍの位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１１６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１４６として記憶部１４０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１１６は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１１６は、自車両Ｍの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。
【００５２】
行動計画生成部１１６は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部１１４によって認識された外界の状態に基づいて変更（更新）してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を自車両Ｍが走行する場合、他車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する車両が自車両Ｍ前方に割り込んで来たりする場合、自車両Ｍは、前方の車両の挙動や、隣接する車線の車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部１１６は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間ごとに設定したイベントを変更してもよい。
【００５３】
具体的には、行動計画生成部１１６は、車両走行中に外界認識部１１４によって認識された他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他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１１４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１１６は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。これによって、車両制御システム１００は、自車両Ｍが車線変更先の車両に衝突することを回避することができる。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。
【００５４】
［レーンキープイベント］
走行態様決定部１２０は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部１６２により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１２０は、自車両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１２０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１２０は、外界認識部１１４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１２０は、外界認識部１１４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１２０は、外界認識部１１４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。
【００５５】
第１軌道生成部１２２は、走行態様決定部１２０により決定された走行態様に基づいて、軌道を生成する。軌道とは、自車両Ｍが走行態様決定部１２０により決定された走行態様に基づいて走行する場合に、到達することが想定される将来の目標位置を、所定時間ごとにサンプリングした点の集合（軌跡）である。以下、この点のことを軌道点と称する場合がある。第１軌道生成部１２２は、生成した軌道を示す情報（以下、軌道データと称する）を、バッファＥＣＵ１５０に出力する。
【００５６】
図５Ａ〜５Ｄは、第１軌道生成部１２２により生成される軌道の一例を示す図である。図５Ａに示すように、例えば、第１軌道生成部１２２は、自車両Ｍの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δｔ経過するごとに、Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）、…といった将来の目標位置を自車両Ｍの軌道として設定する。以下、これら目標位置を区別しない場合、単に「目標位置Ｋ」と表記する。例えば、目標位置Ｋの個数は、目標時間Ｔに応じて決定される。例えば、第１軌道生成部１２２は、目標時間Ｔを５秒とした場合、この５秒間において、所定時間Δｔ（例えば０．１秒）刻みで目標位置Ｋを走行車線の中央線上に設定し、これら複数の目標位置Ｋの配置間隔を走行態様に基づいて決定する。第１軌道生成部１２２は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報１４２に含まれる車線の幅員等の情報から導出してもよいし、予め地図情報１４２に含まれている場合に、この地図情報１４２から取得してもよい。
【００５７】
例えば、上述した走行態様決定部１２０により走行態様が定速走行に決定された場合、第１軌道生成部１２２は、図５Ａに示すように、等間隔で複数の目標位置Ｋを設定して軌道を生成する。また、走行態様決定部１２０により走行態様が減速走行に決定された場合（追従走行において前走車両が減速した場合も含む）、第１軌道生成部１２２は、図５Ｂに示すように、到達する時刻がより早い目標位置Ｋほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い目標位置Ｋほど間隔を狭くして軌道を生成する。これにより、自車両Ｍからの到達する時刻が遅い目標位置Ｋが自車両Ｍの現在位置と近づくため、後述する走行制御部１６２が自車両Ｍを減速させることになる。
【００５８】
また、図５Ｃに示すように、道路がカーブ路である場合に、走行態様決定部１２０は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１２２は、例えば、道路の曲率に応じて、複数の目標位置Ｋを自車両Ｍの進行方向に対する横位置（車線幅方向の位置）を変更しながら配置して軌道を生成する。また、図５Ｄに示すように、自車両Ｍの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物ＯＢが存在する場合、走行態様決定部１２０は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１２２は、この障害物ＯＢを回避して走行するように、複数の目標位置Ｋを配置して軌道を生成する。
【００５９】
［車線変更イベント］
車線変更制御部１３０は、行動計画に含まれる車線変更イベントが走行制御部１６２により実施される際の制御を行う。車線変更制御部１３０は、例えば、ターゲット位置設定部１３１と、車線変更可否判定部１３２と、第２軌道生成部１３３とを備える。なお、車線変更制御部１３０は、車線変更イベントに限られず、分岐イベントや合流イベントが走行制御部１６２により実施される際に、後述する処理を行ってもよい。
【００６０】
ターゲット位置設定部１３１は、自車両が進行すべき車線（隣接車線）に向けて車線変更する際のターゲット位置ＴＡを設定する。ターゲット位置ＴＡは、例えば隣接車線において選択された２台の周辺車両の間に設定される相対的な位置である。以下、隣接車線を走行する上記「２台の周辺車両」のうち、ターゲット位置ＴＡの直前を前方基準車両ｍＢと称する。また、ターゲット位置ＴＡの直後を走行する車両を後方基準車両ｍＣと称する。
【００６１】
車線変更可否判定部１３２は、ターゲット位置設定部１３１により設定されたターゲット位置ＴＡに（すなわち前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に）車線変更が可能か否かを判定する。以下、その手法の一例について、図６を参照して説明する。図６は、車線変更の可否を判定する際に参照する禁止領域ＲＡの設定方法を説明するための図である。本図に示す手法は、自車両Ｍの側方にターゲット位置ＴＡを設定した場合の一例である。
【００６２】
まず、車線変更可否判定部１３２は、自車両Ｍを車線変更先の車線Ｌ２に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域ＲＡを設定する。図６に示すように、禁止領域ＲＡは、車線Ｌ２の横方向の一端から他多端まで延在する領域として設定される。禁止領域ＲＡ内に周辺車両の一部でも存在する場合、車線変更可否判定部１３２は、ターゲット位置ＴＡへの車線変更が可能でないと判定する。
【００６３】
禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更可否判定部１３２は、更に、自車両Ｍと周辺車両との衝突余裕時間ＴＴＣ（Time-To Collision）に基づいて、車線変更が可能か否かを判定する。車線変更可否判定部１３２は、例えば、自車両Ｍの前端および後端を車線変更先の車線Ｌ２側に仮想的に延出させた延出線ＦＭおよび延出線ＲＭを想定する。車線変更可否判定部１３２は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、および延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）を算出する。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢとの距離を、自車両Ｍおよび前方基準車両ｍＢの相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）は、延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣとの距離を、自車両Ｍおよび後方基準車両ｍＣの相対速度で除算することで導出される時間である。車線変更可否判定部１３２は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）よりも大きく、且つ衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）よりも大きい場合に、自車両Ｍはターゲット位置ＴＡへの車線変更が可能であると判定する。
【００６４】
また、車線変更可否判定部１３２は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの速度、加速度、または躍度（ジャーク）等を加味して、ターゲット位置ＴＡ内に自車両Ｍが車線変更可能であるか否かを判定してもよい。例えば、前走車両ｍＡの速度よりも前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの速度が大きく、自車両Ｍの車線変更に必要な時間の範囲内で前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが前走車両ｍＡを追い抜くことが予想されるような場合、車線変更可否判定部１３２は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に設定されたターゲット位置ＴＡ内に自車両Ｍが車線変更可能でないと判定してもよい。
【００６５】
第２軌道生成部１３３は、車線変更可否判定部１３２による判定の結果に応じて、自車両Ｍをターゲット位置ＴＡに車線変更させるための軌道を生成する。この軌道は、上述した第１軌道生成部１２２により生成される軌道と同様に、自車両Ｍの将来の目標位置を、所定時間ごとにサンプリングした軌道点の集合（軌跡）である。第２軌道生成部１３３は、生成した軌道を示す軌道データをバッファＥＣＵ１５０に送信する。
【００６６】
例えば、第２軌道生成部１３３は、車線変更可否判定部１３２により自車両Ｍによる車線変更が可能であると判定された場合、自車両Ｍをターゲット位置ＴＡに車線変更させるための軌道を生成し、車線変更可否判定部１３２により自車両Ｍによる車線変更が可能でないと判定された場合、自車両Ｍをターゲット位置ＴＡに車線変更させるための軌道を生成せず、現在の車線を維持するための軌道を生成する。車線を維持するための軌道とは、例えば、第１軌道生成部１２２により生成される軌道と同様に、自車両Ｍが現在の速度で定速走行する軌道や現在の速度を減速する軌道、道路の曲率に応じた軌道等である。
【００６７】
図７は、第２軌道生成部１３３による軌道の生成方法を説明するための図である。例えば、第２軌道生成部１３３は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣを所定の速度モデル（例えば、外界認識部１１４により認識された速度を一定した速度モデル）で走行するものとして仮定し、これら３台の車両の速度モデルと自車両Ｍの速度とに基づいて、将来のある時刻において自車両Ｍが前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に存在するように軌道を生成する。例えば、第２軌道生成部１３３は、現在の自車両Ｍの位置から、将来のある時刻における前方基準車両ｍＢの位置までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で目標位置Ｋを所定個数配置する。この際、第２軌道生成部１３３は、目標位置Ｋの少なくとも１つがターゲット位置ＴＡ内に配置されるように軌道を生成する。
【００６８】
このようにして生成された軌道のデータは、軌道生成ＥＣＵ１１０からバッファＥＣＵ１５０に出力される。バッファＥＣＵ１５０の記憶制御部１５４は、第１軌道生成部１２２または第２軌道生成部１３３により出力された軌道データを、記憶部１５６のバッファ領域１５８に書き込む。バッファ領域１５８は、例えば、ＲＡＭの一部または全部の記憶領域に相当する。なお、記憶制御部１５４は、ＲＡＭやレジスタに、バッファ領域１５８に書き込む前の一次バッファ領域を保有してもよい。
【００６９】
［ＥＣＵの分散処理について］
図８は、第１の実施形態における車両制御システム１００の部分構成を示す図である。
図８に示すように、バッファＥＣＵ１５０は、上述した記憶制御部１５４に加え、軌道生成ＥＣＵ１１０と通信を行う第１インターフェース１５１と、走行制御ＥＣＵ１６０と通信を行う第２インターフェース１５２とを備えてよい。第１インターフェース１５１および第２インターフェース１５２は、例えば、イーサネット（登録商標）等のハードウェアインターフェースにより実現されてよい。第１インターフェース１５１は、軌道生成ＥＣＵ１１０側のインターフェース１３５と接続され、第２インターフェース１５２は、走行制御ＥＣＵ１６０側のインターフェース１６５と接続される。
【００７０】
この場合、記憶制御部１５４は、第１インターフェース１５１を介して軌道生成ＥＣＵ１１０から軌道データを受信し、この軌道データをバッファ領域１５８に書き込む。そして、記憶制御部１５４は、所定の送信タイミングで軌道データをバッファ領域１５８から読み出し、第２インターフェース１５２を介して軌道データを走行制御ＥＣＵ１６０側のインターフェース１６５に送信する。所定の送信タイミングとは、例えば、軌道データの受信時刻から所定時間が経過する時刻である。
【００７１】
また、記憶制御部１５４は、第１インターフェース１５１を介して受信した軌道データに異常が生じたことを検知する。
【００７２】
「異常」とは、例えば、軌道データ内の所定のデータ領域（例えば先頭のメタデータ領域）に当該データが異常であることを示す情報が付されていることを指す。この異常であることを示す情報は、例えば、第１軌道生成部１２２または第２軌道生成部１３３によって付される。例えば、軌道生成ＥＣＵ１１０を構成する回路基板上で規定以上に電圧が印加されたり、回路が短絡したり、熱暴走したりすることで、軌道生成ＥＣＵ１１０が予期せぬ動作（例えば停止）をした場合に、軌道を生成していた第１軌道生成部１２２または第２軌道生成部１３３が軌道データ内に異常であることを示す情報を付加する。なお、異常であることを示す情報を付加する処理は、「正常であることを示す情報を付加しない」処理に置き換えられてもよい。
【００７３】
また、「異常」とは、軌道データが、予め決められたデータ形式と異なる場合であることを指してもよい。
【００７４】
記憶制御部１５４は、軌道データの内容を参照し、上述したこれらの異常を検知する。
【００７５】
また、「異常」とは、軌道データが送られてこない、或いは軌道データに含まれる軌道点の個数が、１回分として送られてくる筈の個数に満たないことを指してもよい。これらの場合、記憶制御部１５４は、前回軌道データを受信した時刻から所定時間経過するまでの間に規定の個数の軌道を含む軌道データを受信できない場合、軌道データに異常が生じたことを検知する。
【００７６】
所定時間の長さは、１回分の軌道データに含まれる軌道の長さ、すなわち軌道点の数に応じて変更されてよい。例えば、記憶制御部１５４は、軌道生成ＥＣＵ１１０により短い軌道が短周期で繰り返し生成される場合、所定時間を短くし、軌道生成ＥＣＵ１１０により長い軌道が長周期で繰り返し生成される場合、所定時間を長くしてよい。
【００７７】
記憶制御部１５４は、軌道データに異常が生じた場合、第１インターフェース１５１を介して受信した軌道データをバッファ領域１５８に書き込む処理を停止する。この際、記憶制御部１５４は、バッファ領域１５８に軌道データを書き込む処理を停止している間、軌道データをバッファ領域１５８から読み出すと共に、走行制御ＥＣＵ１６０側のインターフェース１６５に送信する処理を行う。一方、記憶制御部１５４は、軌道データに異常が生じていない場合、軌道データをバッファ領域１５８から読み出すと共に、走行制御ＥＣＵ１６０側のインターフェース１６５に送信する処理を継続的に行う。
【００７８】
また、記憶制御部１５４は、軌道データに異常が生じた場合、第１インターフェース１５１を制御して、軌道データを受信することを機械的に停止してもよい。例えば、記憶制御部１５４は、図示しないスイッチを稼働し、自身に対して軌道データの通信経路（通信線）を遮断して、軌道データの受信を停止してもよい。
【００７９】
また、記憶制御部１５４は、軌道データに異常が生じたことを検知すると、軌道データに異常が生じたことを示す情報を走行制御ＥＣＵ１６０に送信してもよい。
【００８０】
図９は、第１の実施形態における記憶制御部１５４の書き込み処理の流れ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、所定の周期で繰り返し実施される。
【００８１】
まず、記憶制御部１５４は、軌道生成ＥＣＵ１１０から軌道データを受信するまで待機し（ステップＳ１００）、軌道データを受信すると、受信した軌道データに異常が生じたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。記憶制御部１５４は、受信した軌道データに異常が生じていない場合、軌道データの受信時刻を当該軌道データに対応付けてバッファ領域１５８に書き込む（ステップＳ１０４）。
【００８２】
一方、記憶制御部１５４は、受信した軌道データに異常が生じた場合、軌道データをバッファ領域１５８に書き込む処理を停止する（ステップＳ１０６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【００８３】
図１０は、第１の実施形態における記憶制御部１５４の読み出し処理の流れ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、所定の周期で繰り返し実施される。
まず、記憶制御部１５４は、送信タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２００）。記憶制御部１５４は、送信タイミングが到来した場合、この軌道データをバッファ領域１５８から読み出す（ステップＳ２０２）。
【００８４】
次に、記憶制御部１５４は、バッファ領域１５８から読み出した軌道データを走行制御ＥＣＵ１６０に送信する（ステップＳ２０４）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【００８５】
図１１は、バッファ領域１５８から軌道データを読み出す処理を説明するための図である。例えば、記憶制御部１５４は、１回の受信処理において、軌道生成ＥＣＵ１１０から、ｎ個の軌道点を含む軌道データを受信する。この場合、バッファ領域１５８は、例えば、複数回（図１１では３回）分の軌道データを格納できる領域に設定されている。バッファ領域１５８に格納された複数の軌道データのうち、最も古い軌道データには、この軌道データを識別するために「先頭ポインタ」が付与される。図１１の例では、先頭ポインタは、軌道点Ｋ（０）からＫ（ｎ）を含む軌道データのうち、最も番号の小さい（将来の目標位置が現在の自車両Ｍの位置に最も近い）軌道点Ｋ（０）に付与されている。
【００８６】
記憶制御部１５４は、先頭ポインタを付与した軌道点から順に所定個数の軌道点のデータを読み出す。すなわち、記憶制御部１５４は、所定個数（図１１ではｎ個）の軌道点のデータをバッファ領域１５８から読み出す。そして、記憶制御部１５４は、読み出した所定個数の軌道点のデータの集合を軌道データとして、一度に走行制御ＥＣＵ１６０に送信する。なお、記憶制御部１５４は、ｎ個以下の数の軌道点のみ含む軌道データを読み出し、この軌道データを走行制御ＥＣＵ１６０に送信してもよい。
【００８７】
その後、記憶制御部１５４は、バッファ領域１５８において、送信が完了した軌道データを除いた軌道データのうち、最も古い軌道データに先頭ポインタを変更する。図１１の例では、記憶制御部１５４は、軌道点Ｋ（ｎ＋１）からＫ（２ｎ）を含む軌道データの軌道点Ｋ（ｎ＋１）に先頭ポインタを変更している。従って、記憶制御部１５４は、先頭ポインタが付与された軌道点Ｋ（ｎ＋１）から順に所定個数の軌道点のデータを読み出して、軌道点Ｋ（ｎ＋１）からＫ（２ｎ）を含む軌道データを、走行制御ＥＣＵ１６０に送信する。
【００８８】
また、記憶制御部１５４は、軌道データの送信が完了すると、この軌道データを格納していた領域（領域のアドレス）に、送信が完了したことを示すフラグ（以下、送信済みフラグと称する）を付与する。図１１の例では、記憶制御部１５４は、軌道点Ｋ（０）からＫ（ｎ）を含む軌道データを送信したため、この軌道点Ｋ（０）からＫ（ｎ）を格納していた領域に“１”の送信済フラグを付与する。なお、送信済フラグを付与されていないものは、“０”に設定される。
【００８９】
そして、記憶制御部１５４は、新たに受信した軌道データを、送信が完了した軌道データを格納していた領域に上書きする。すなわち、記憶制御部１５４は、新たに受信した軌道データを、バッファ領域１５８の複数の領域のうち、送信済フラグが付与された領域に上書きする。
【００９０】
［走行制御］
走行制御ＥＣＵ１６０の走行制御部１６２は、制御切替部１６４による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４の一部または全部を含む制御対象を制御する。走行制御部１６２は、自動運転モード時において、行動計画生成部１１６によって生成された行動計画情報１４６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１４６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。
【００９１】
例えば、走行制御部１６２は、バッファＥＣＵ１５０により送信された軌道データに基づいて、ステアリング装置９２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）と、を決定する。また、走行制御部１６２は、軌道データによって示される目標位置Ｋごとの自車両Ｍの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置９２における電動モータの制御量を決定する。
【００９２】
図１２は、走行制御部１６２によるステアリング装置９２の制御量を決定する場面の一例を示す図である。第１軌道生成部１２２または第２軌道生成部１３３により生成される軌道上の目標位置Ｋ（ｉ）には、この目標位置Ｋ（ｉ）の次に自車両Ｍが到達する予定の目標位置Ｋ（ｉ＋１）が存在する方向に対して自車両Ｍが進行するための転向角φｉの成分が含まれている。この転向角φｉは、例えば、目標位置Ｋ（ｉ）を基準とした場合、目標位置Ｋ（ｉ）における自車両Ｍの車軸方向と、次に到達予定の目標位置Ｋ（ｉ＋１）が存在する方向とのなす角度である。
【００９３】
転向角φｉを実現するための操舵角は、転向角φｉに加えて、自車両Ｍのホイールベース、トレッド間隔、速度を初めとする車両挙動などに基づいて決定される。走行制御部１６２は、例えば、各目標位置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９２における電動モータの制御量を決定する。
【００９４】
図１２の例では、自車両Ｍは、目標位置Ｋ（１）に位置し、車線変更のために生成された軌道上を走行している。このような場合、走行制御部１６２は、目標位置Ｋ（１）の自車両Ｍの進行方向と、次の到達予定の目標位置Ｋ（２）の方向とのなす角度である転向角φ１に基づいて、例えば、車輪を図１２中右方向に向けるようにステアリング装置９２における電動モータの制御量を決定する。走行制御部１６２は、上述した処理を、目標位置Ｋ（２）、（３）、…において繰り返し行い、自車両Ｍを車線変更させる。
【００９５】
走行制御部１６２は、制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（９０、９２、９４）は、走行制御部１６２から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部１６２は、車両センサ６０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。
【００９６】
なお、走行制御部１６２は、手動運転モード時において、操作検出センサ７２により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１６２は、操作検出センサ７２により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。
【００９７】
また、走行制御部１６２は、自動運転モード時において、記憶制御部１５４により軌道データの異常が検知された場合、すなわち、バッファＥＣＵ１５０（記憶制御部１５４）から、軌道データに異常が生じたことを示す情報が通知された場合、自車両Ｍに搭載されたスピーカや液晶ディスプレイ等の表示装置、ナビゲーション装置５０等を用いて、自動運転モードから手動運転モードに強制的に切り替わる旨の情報を出力し、運転者に対して手動運転を開始させるように促す。
【００９８】
また、走行制御部１６２は、自動運転モードから手動運転モードに強制的に切り替わる旨の情報を出力している状態で、操作検出信号に含まれる操作量が一定時間閾値を超えない場合、すなわち、一定時間運転者により操作デバイス７０が操作されない場合、自車両Ｍを減速させてから停止させるように制御対象である各装置（９０、９２、９４）の制御量を決定してもよい。
【００９９】
制御切替部１６４は、行動計画生成部１１６によって生成され、記憶部１４０に格納された行動計画情報１４６に基づいて、走行制御部１６２による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１６４は、切替スイッチ８０から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１６２による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１６２の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。
【０１００】
また、制御切替部１６４は、操作検出センサ７２から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１６２による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１６４は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス７０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１６２の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１６２によって自車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１６４は、走行制御部１６２の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御システム１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ８０の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御システム１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。
【０１０１】
また、制御切替部１６４は、自動運転モード時において、記憶制御部１５４によりバッファ領域１５８に対する軌道データの書き込み処理が停止された場合、走行制御部１６２による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える。この際、制御切替部１６４は、直ちに手動運転モードに切り替えるのではなく、座席シートの位置を調整するような運転の準備に要する時間（以下、運転操作委譲猶予期間と称する）を確保してよい。この運転操作委譲猶予期間は、軌道データの異常が検知されたタイミングから、軌道の長さに対応する時間（目標時間Ｔ）が経過するタイミングまでの期間に相当する。なお、制御切替部１６４は、軌道の長さに対応する時間が経過するタイミング以前に、制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替えてもよい。すなわち、制御切替部１６４は、運転操作委譲猶予期間が完全に経過するのを待たずに、制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替えてもよい。
【０１０２】
図１３は、比較例、すなわちバッファＥＣＵ１５０が存在しない車両制御システムにおける走行制御ＥＣＵ１６０の動作を説明するための図である。この比較例は、バッファＥＣＵ１５０が存在しない構成、すなわち軌道生成ＥＣＵ１１０と走行制御ＥＣＵ１６０に相当する機能が一つのＥＣＵで実現される構成、或いは軌道生成ＥＣＵ１１０の出力がバッファＥＣＵ１５０を介さずに直接、走行制御ＥＣＵ１６０に出力される構成である。また、図１４は、第１の実施形態におけるバッファＥＣＵ１５０が存在する場合の走行制御ＥＣＵ１６０の動作を説明するための図である。
【０１０３】
図１３に示すように、比較例において、軌道データに異常であることを示す情報が付されているような「異常」が生じた場合、走行制御ＥＣＵ１６０は、異常と判定された軌道データに基づいて自動運転モードを実施できないことから、異常が生じたタイミングで制御モードを手動運転モードに切り替える必要が生じる。また、直ちに手動運転モードに切り替えるのは運転者に負担が大きいため、自動的に自車両を停止させる制御が行われることも想定される。
【０１０４】
一方、図１４に示すように、本実施形態のようにバッファＥＣＵ１５０を備える構成の場合、軌道生成ＥＣＵ１１０により生成された軌道データは、一度バッファＥＣＵ１５０に格納され、その後走行制御ＥＣＵ１６０に送信される。この際、軌道データに異常が生じたことを検知した場合、バッファＥＣＵ１５０は、以降の軌道データのバッファ領域１５８への書き込み処理を停止する。従って、バッファ領域１５８には、異常が生じる前の軌道データのみが格納されることになる。そして、バッファＥＣＵ１５０から走行制御ＥＣＵ１６０に対し、異常が生じる前の軌道データが、軌道生成ＥＣＵ１１０からの受信タイミングとは時間差をもって走行制御ＥＣＵ１６０に出力されるため、走行制御ＥＣＵ１６０は、異常が生じたタイミングからある程度の時間（運転操作委譲猶予期間）は、自動運転を継続することができる。また、走行制御ＥＣＵ１６０は、異常が生じる前の軌道データのみを用いて各制御対象の制御量を決定することができるため、異常な制御を行ってしまうことを抑制することができる。
【０１０５】
また、走行制御部１６２は、運転操作委譲猶予期間において、手動運転モードに強制的に切り替わる旨を運転者に報知することで、車両制御システム１００は、運転者に手動運転を開始させるまでの時間を稼ぐことができる。これによって、車両制御システム１００は、より安全な運転モードの移行を実現することができる。また、車両制御システム１００は、手動運転モードに切り替えるのではなく、自車両を停止させる場合であっても、直ちに自車両を停止させるのではなく、猶予期間の間は徐々に減速を行うような制御も可能となる。いずれの場合でも、車両制御システム１００は、よりスムーズに自動運転を終了することができる。
【０１０６】
以上説明した第１の実施形態における車両制御システム１００によれば、バッファＥＣＵ１５０が、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データをバッファ領域１５８に記憶させ、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データに異常が生じた場合、走行制御ＥＣＵ１６０が、異常が生じる前にバッファ領域１５８に書き込まれた軌道データに基づいて、自車両Ｍの加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御することにより、よりスムーズに自動運転を終了することができる。
【０１０７】
また、上述した第１の実施形態における車両制御システム１００によれば、周辺車両の状態や自車両の状態に応じて軌道を生成するという高度な機能が要求される軌道生成ＥＣＵ１１０を故障率が低く安全性の高い設計にした場合、コストが高くなりやすい。これに対して、軌道データの読み書き、異常の検知等の処理のみを行うバッファＥＣＵ１５０は、軌道生成ＥＣＵ１１０に比べて高度な機能が要求されないため、故障率が低く安全性の高い設計にした場合でも低コストに抑えることができる。これにより、第１の実施形態における車両制御システム１００は、バッファＥＣＵ１５０を備えることにより、故障率を低くしつつ安全性の高さを一定以上担保した状態で、軌道生成ＥＣＵ１１０のコストを抑えることができる。
【０１０８】
また、上述した第１の実施形態における車両制御システム１００によれば、バッファＥＣＵ１５０の記憶部１５６に含まれるＲＡＭの記憶容量を、軌道生成ＥＣＵ１１０の記憶部１４０に含まれるＲＡＭの記憶容量に比して小さくすることで、例えば安全性の高い高価なＲＡＭで記憶部１５６を実装することができ、費用対効果を向上させることができる。
【０１０９】
また、上述した第１の実施形態における車両制御システム１００によれば、バッファＥＣＵ１５０が、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データに異常が生じたことを検知した場合、この軌道データをバッファ領域１５８に記憶させることを停止するため、走行制御ＥＣＵ１６０が、異常が生じた後の軌道データに基づいて自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御しなくなる。この結果、車両制御システム１００は、走行時の安全性を向上させることができる。
【０１１０】
また、上述した第１の実施形態における車両制御システム１００によれば、バッファＥＣＵ１５０が、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データに異常が生じたことを検知した場合、軌道生成ＥＣＵ１１０により生成された軌道データの受信を停止するため、走行制御ＥＣＵ１６０が、異常が生じた後の軌道データに基づいて自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を自動的に制御しなくなる。この結果、車両制御システム１００は、走行時の安全性を向上させることができる。
【０１１１】
＜第１の実施形態の第１の変形例＞
以下、第１の実施形態における車両制御システム１００の第１の変形例について説明する。図１５は、第１の実施形態の変形例におけるバッファＥＣＵ１５０Ａの構成の一例を示す図である。第１の実施形態の変形例におけるバッファＥＣＵ１５０Ａの記憶制御部１５４Ａは、例えば、第１ＤＭＡコントローラ１５３と、第２ＤＭＡコントローラ１５５と、異常検出部１５７とを備える。
【０１１２】
第１ＤＭＡコントローラ１５３および第２ＤＭＡコントローラ１５５は、例えば、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてよい。また、異常検出部１５７は、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてもよいし、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてもよい。
【０１１３】
第１ＤＭＡコントローラ１５３は、第１インターフェース１５１を介して、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データを、ＤＭＡ転送を用いてバッファ領域１５８に書き込む。また、第１ＤＭＡコントローラ１５３は、後述する異常検出部１５７により異常が検出された場合に、バッファ領域１５８への書き込み処理を停止する。
【０１１４】
第２ＤＭＡコントローラ１５５は、ＤＭＡ転送を用いてバッファ領域１５８から軌道データを読み出す。そして、第２ＤＭＡコントローラ１５５は、読み出した軌道データを、第１インターフェース１５１を介して走行制御ＥＣＵ１６０に送信する。
【０１１５】
異常検出部１５７は、第１インターフェース１５１を介して第１ＤＭＡコントローラ１５３に出力される軌道データを監視して異常を検出する。異常検出部１５７は、異常を検出すると、第１ＤＭＡコントローラ１５３による書き込み処理を停止させる。これによって、軌道データに異常が生じた場合、バッファＥＣＵ１５０Ａがバッファ領域１５８から軌道データを読み出す処理のみを行うため、走行制御ＥＣＵ１６０は、異常な軌道データを用いて制御対象を制御せずに、バッファ領域１５８に格納された正常な軌道データのみを用いて制御対象を制御することができる。
【０１１６】
＜第１の実施形態の第２の変形例＞
以下、第１の実施形態における車両制御システム１００の第２の変形例について説明する。第２の変形例において、記憶制御部１５４は、軌道データを受信した時刻から所定時間が経過した軌道データを、バッファ領域１５８から順次読み出し、第２インターフェース１５２を介して軌道データを読み出した順序で走行制御ＥＣＵ１６０側のインターフェース１６５に送信する。
【０１１７】
図１６は、受信時刻に応じて軌道データを順次送信する処理を説明するための図である。図１６に示すように、バッファ領域１５８には、「軌道データ」ごとに、「受信時刻」と、「送信済フラグ」とが対応付けられて格納される。「送信済フラグ」は、受信時刻から所定時間経過した軌道データを“１”で表し、受信時刻から所定時間経過していない軌道データを“０”で表している。記憶制御部１５４は、この受信時刻を参照し、所定時間が経過した軌道データから順にバッファ領域１５８から読み出し、走行制御ＥＣＵ１６０に送信する。記憶制御部１５４は、所定時間が経過して軌道データを読み出した場合に、「送信済フラグ」を、“０”から“１”に書き換える。なお、記憶制御部１５４は、書き込み処理を行う場合、「送信済フラグ」が“１”に設定された領域に、新たに軌道データを上書きしてもよい。この場合、記憶制御部１５４は、“１”に設定された「送信済フラグ」を“０”に書き換える。
【０１１８】
＜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の実施形態における車両制御システム１００は、軌道生成ＥＣＵ１１０、バッファＥＣＵ１５０Ｂ、および走行制御ＥＣＵ１６０が、伝送される情報を複数の装置によって参照可能な一以上の通信線（バス）ＢＳを介して互いに接続されている点で、第１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。通信線ＢＳは、例えば、シリアル通信線であってもよいし、パラレル通信線であってもよい。
【０１１９】
図１７は、第２の実施形態における車両制御システム１００の構成の一例を示す図である。図１７に示すように、軌道生成ＥＣＵ１１０の各軌道生成部は、軌道データを通信線ＢＳに出力する。
【０１２０】
バッファＥＣＵ１５０Ｂの記憶制御部１５４は、通信線ＢＳに出力された軌道データを取得（受信）し、取得した軌道データをバッファ領域１５８に書き込む。また、記憶制御部１５４は、取得した軌道データに異常が生じたか否かを判定し、異常が生じた場合に、バッファ領域１５８に書き込んだ軌道データを読み出す。そして、記憶制御部１５４は、読み出した軌道データを通信線ＢＳに出力する。この際、記憶制御部１５４は、読み出した軌道データに、当該軌道データが正常であることを示す情報を付与して通信線ＢＳに出力する。
【０１２１】
走行制御ＥＣＵ１６０の走行制御部１６２は、通信線ＢＳに出力された軌道データを取得し、取得した軌道データに基づいて各制御対象の制御量を決定して制御対象を制御する。
【０１２２】
走行制御部１６２は、例えば、同じ識別子を有する軌道データが通信線ＢＳにおいて複数伝送されている場合、バッファＥＣＵ１５０Ｂにより、優先度が高いことを示す情報が付与された軌道データを採用する。この場合、軌道生成ＥＣＵ１１０により出力された軌道データと、バッファＥＣＵ１５０Ｂにより出力された軌道データとが通信線ＢＳにおいて伝送されている場合、走行制御部１６２は、より優先的にバッファＥＣＵ１５０Ｂにより出力された軌道データを用いて各制御対象の制御量を決定する。
【０１２３】
また、走行制御部１６２は、同じ識別子を有する軌道データが通信線ＢＳにおいて複数伝送されている場合、バッファＥＣＵ１５０Ｂにより、軌道データが正常であることを示す情報が付与された軌道データを採用してもよい。
【０１２４】
また、複数のＥＣＵがそれぞれ通信線ＢＳに軌道データを出力する場合に、これらのＥＣＵは、通信線ＢＳに対してＣＡＮの調停のような通信処理を行い、いずれか１つのＥＣＵからのみ軌道データが出力されるようにしてもよい。
【０１２５】
以上説明した第２の実施形態における車両制御システム１００によれば、上述した第１の実施形態と同様に、上述した第１から第３の実施形態と同様に、よりスムーズに自動運転を終了することができる。
【０１２６】
＜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の実施形態における車両制御システム１００は、バッファＥＣＵ１５０Ｃが、バッファ領域１５８に書き込んだ軌道データに基づいて、自車両Ｍが到達することが想定される将来の目標位置よりも更に先の将来の目標位置を含む軌道を予測する点で、第１および第２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。
【０１２７】
図１８は、第３の実施形態における車両制御システム１００の構成の一例を示す図である。図１８に示すように、第３の実施形態におけるバッファＥＣＵ１５０Ｃは、上述した第１インターフェース１５１、第２インターフェース１５２、記憶制御部１５４、および記憶部１５６のバッファ領域１５８に加え、さらに予測部１５９を備える。第３の実施形態におけるバッファ領域１５８は、上記の実施形態と異なり、後述する予測部１５９により予測された将来の軌道を格納する領域を更に含む。
【０１２８】
予測部１５９は、第１インターフェース１５１を介して受信された軌道データに基づいて、軌道が示す将来の目標位置よりも更に先の将来の目標位置を含む軌道を予測する。例えば、予測部１５９は、軌道データにより表される軌道を、クロスロイド曲線やスプライン曲線等を用いて自車両Ｍの進行方向側に向けて延伸した追加軌道データを生成する。
【０１２９】
図１９は、追加軌道データを生成する様子を示す図である。図１９中に示すＫｒｅは軌道データが示す将来の目標位置（軌道点）を表し、Ｋｉｍは更に先の将来の目標位置を表している。例えば、予測部１５９は、軌道の軌跡を表す曲線（または直線）にフィッティングする関数を導出し、この関数を用いて軌道を自車両Ｍの進行方向側に向けて延伸する。この延伸した軌道は、所定数の軌道点（目標位置）に置き換えられる。記憶制御部１５４は、元の軌道データに、予測部１５９により軌道が延伸された追加軌道データを加えたデータを、バッファ領域１５８に書き込む。これによって、走行制御ＥＣＵ１６０は、延伸された軌道に基づいて制御対象を制御することができる。この結果、第３の実施形態における車両制御システム１００は、軌道データに異常が生じた場合に、より長い期間自動運転モードを維持することができ、運転者が手動運転を開始するまでの時間を更に稼ぐことができる。
【０１３０】
また、第３の実施形態における車両制御システム１００は、上述した第１、第２の実施形態と同様に、よりスムーズに自動運転を終了することができる。
【０１３１】
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態における車両制御システム１００は、走行制御ＥＣＵ１６０Ｄが軌道データを記憶すると共に、軌道データの異常を検出する点、すなわち上述したバッファＥＣＵ１５０の機能が走行制御ＥＣＵ１６０Ｄに包含される点で、第１から第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。
【０１３２】
図２０は、第４の実施形態における車両制御システム１００の構成の一例を示す図である。第４の実施形態における走行制御ＥＣＵ１６０Ｄは、上述した走行制御部１６２、制御切替部１６４、およびインターフェース１６５、記憶部１７０に加え、さらに記憶制御部１６７を備える。また走行制御ＥＣＵ１６０Ｄにおける記憶部１７０は、バッファ領域１７２を有する。なお、図２０に示すように、バッファＥＣＵは省略されてよい。
【０１３３】
記憶制御部１６７は、インターフェース１６５を介して軌道生成ＥＣＵ１１０から軌道データを受信し、この軌道データをバッファ領域１７２に書き込む。そして、記憶制御部１６７は、軌道データを受信した時刻から所定時間が経過した軌道データを、バッファ領域１７２から順次読み出す。また、記憶制御部１６７は、軌道生成ＥＣＵ１１０から受信した軌道データに異常が生じたか否かを判定（検出）し、異常が生じた場合に、書き込み処理を停止する。書き込み処理を停止している間も、記憶制御部１６７は、所定時間が経過した軌道データの読み出しを継続して行う。これによって、走行制御部１６２は、異常が生じていない軌道データに基づいて各制御対象を制御する。この結果、第４の実施形態における車両制御システム１００は、上述した第１から第３の実施形態と同様に、よりスムーズに自動運転を終了することができる。
【０１３４】
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】
【０１３５】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、９０…走行駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００…車両制御システム、１１０…軌道生成ＥＣＵ、１１２…自車位置認識部、１１４…外界認識部、１１６…行動計画生成部、１２０…走行態様決定部、１２２…第１軌道生成部、１３０…車線変更制御部、１３１…ターゲット位置設定部、１３２…車線変更可否判定部、１３３…第２軌道生成部、１４０…記憶部、１５０…バッファＥＣＵ、１５４…記憶制御部、１５６…記憶部、１５８…バッファ領域、１６０…走行制御ＥＣＵ、１６２…走行制御部、１６４…制御切替部、１７０…記憶部、Ｍ…自車両
【図１】
2017138517.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月14日(2017.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の将来の軌道を示す軌道データを生成し、前記生成した軌道データを出力する第１の装置と、
前記第１の装置により生成された前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する第２の装置と、
少なくとも前記第１の装置とは別体の装置であって、前記第１の装置により生成された前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを自装置の記憶部に書き込む第３の装置と、を備え、
前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記異常が生じる前に前記第３の装置により受信されて前記記憶部に書き込まれた前記軌道データに基づいて、前記第２の装置が前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御する、
車両制御システム。
【請求項２】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させることを停止する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じたことを検知した場合、前記第１の装置により生成された前記軌道データの受信を停止する、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記第３の装置は、前記第１の装置から出力される前記軌道データを中継して前記第２の装置に出力すると共に、前記中継する前記軌道データの内容または有無に基づいて、前記軌道データに異常が生じたことを検知する、
請求項２または３に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記第１の装置、前記第２の装置、および前記第３の装置は、伝送される情報を複数の装置によって参照可能な通信線を介して互いに接続され、
前記第１の装置は、前記軌道データを前記通信線に出力し、
前記第２の装置は、前記通信線によって伝送される前記軌道データに基づいて、前記自車両の加減速または操舵の少なくとも一方を制御し、
前記第３の装置は、前記通信線によって伝送される前記軌道データを受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部に記憶させると共に、前記受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記記憶部に記憶させた前記軌道データを、前記通信線に出力する、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記第３の装置は、前記記憶部に記憶させた前記軌道データに、前記第１の装置が前記通信線に出力する情報よりも優先度が高いことを示す情報を付加して前記通信線に出力する、
請求項５記載に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記第３の装置は、
前記記憶部に記憶させた、前記第１の装置から受信した前記軌道データに基づいて、前記軌道が対象とする将来に比して更に先の将来の軌道を示す追加軌道データを生成し、
前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じた場合、前記第１の装置から受信した前記軌道データに加えて、前記生成した追加軌道データを前記第２の装置に出力する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記第３の装置は、前記第１の装置から受信した前記軌道データに異常が生じていない場合、前記第１の装置から出力される前記軌道データを継続的に受信し、前記受信した前記軌道データを前記記憶部の所定領域に上書きする、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記第１の装置および前記第３の装置は、それぞれ揮発性メモリを備え、前記第１の装置が備える前記揮発性メモリは前記第３の装置が備える前記揮発性メモリよりも記憶容量が大きい、
請求項１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】
前記第２の装置は、運転者が手動運転を行う手動運転モード、および、前記運転者が運転操作を行わない状態若しくは前記手動運転モードに比して運転操作量が小さい又は運転操作頻度が低い状態で走行する自動運転モード、に切り替え可能であり、
前記自動運転モード時において、前記第１の装置が出力する前記軌道データに異常が生じた場合、前記第２の装置は、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切り換えられ、前記運転者に対してその切り替えの報知を行う
請求項１から６並びに８及び９のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項１１】
前記第２の装置は、前記自動運転モードから前記手動運転モードへの切り換えの前記報知を行っている時から所定時間前記運転者からの運転操作がないと判断した場合、前記自車両を減速させる
請求項１０記載の車両制御システム。
【国際調査報告】
2017138517.tif 000026
2017138517.tif 000027
2017138517.tif 000028
2017138517.tif 000029