(57)【要約】自車両の進行方向先の交通状況を取得する取得部と、取得部により取得された交通状況を参照し、自車両または自車両の周辺に関する将来状態を予測する予測部と、車両制御を行う制御部であって、車両制御の切替または解除を行った後、予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、車両制御の切替または解除を抑制する制御部と、を備える車両制御システム。
2017175377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の進行方向先の交通状況を取得する取得部と、
前記取得部により取得された交通状況を参照し、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測する予測部と、
車両制御を行う制御部であって、前記車両制御の切替または解除を行った後、前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制する制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、
自動運転の度合が異なる複数の自動運転モードのいずれかを選択的に実施し、
前記自動運転モードの切替または解除を行った後、前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自動運転モードの切替または解除を抑制する、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、車線変更を自動的に行い、
前記予測部により、前記車線変更を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に車線変更前の車線に戻ることが予測された場合に、前記車線変更を行わない、
請求項１または２記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、
速度条件に基づいて制御が切り替わり、または解除される車両制御を行い、
前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記車両制御が切り替わり、または解除される前の状態に戻ることが予測された場合に、前記速度条件を満たすことになる速度変化を抑制する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実施すると共に、所定の場面において前記自動運転を停止して手動運転に切り替える制御を行い、
前記予測部により、前記手動運転から前記自動運転に切り替えた後、所定期間内に再度前記所定の場面が到来することが予測された場合に、前記手動運転から前記自動運転に切り替えることを抑制する、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項６】
情報を出力する出力部を備え、
前記制御部は、前記車両制御の切替または解除を抑制している場合、前記抑制している状態であることを示す情報を、前記出力部に出力させる、
請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項７】
車両の外部と通信する通信部を備え、
前記予測部は、前記通信部により受信された情報に基づいて、前記切替または解除が行われる前の状態に戻るか否かを予測する、
請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項８】
車載コンピュータが、
自車両の進行方向先の交通状況を参照し、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測し、
車両制御の切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制する、
車両制御方法。
【請求項９】
車載コンピュータに、
自車両の進行方向先の交通状況を参照させ、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測させ、
車両制御の切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制させる、
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。
【背景技術】
【０００２】
自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転について研究が進められている。これに関連し、車両の走行状況に応じて操舵輪の舵角及び車両の制駆動力の少なくとも一方を自動的に制御するための目標制御量を演算し、目標制御量に基づいて操舵輪の舵角及び車両の制駆動力の少なくとも一方を自動的に制御する車両の自動運転制御方法が開示されている（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】特開２０１５−１５７５１３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、車両制御の切り替わりが頻繁に行われる結果、利便性が低下したり、車両乗員が違和感を覚えたりする場合があった。【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両制御の不要な切り替わりを抑制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】
請求項１記載の発明は、自車両の進行方向先の交通状況を取得する取得部と、前記取得部により取得された交通状況を参照し、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測する予測部と、車両制御を行う制御部であって、前記車両制御の切替または解除を行った後、前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制する制御部と、を備える車両制御システムである。【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両制御システムにおいて、前記制御部が、自動運転の度合が異なる複数の自動運転モードのいずれかを選択的に実施し、前記自動運転モードの切替または解除を行った後、前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自動運転モードの切替または解除を抑制するものである。
請求項１記載の車両制御システム。【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の車両制御システムにおいて、前記制御部が、車線変更を自動的に行い、前記予測部により、前記車線変更を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に車線変更前の車線に戻ることが予測された場合に、前記車線変更を行わないものである。【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システムにおいて、前記制御部が、速度条件に基づいて制御が切り替わり、または解除される車両制御を行い、前記予測部により、所定期間以内または所定走行距離以内に前記車両制御が切り替わり、または解除される前の状態に戻ることが予測された場合に、前記速度条件を満たすことになる速度変化を抑制するものである。【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御システムにおいて、前記制御部が、前記自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実施すると共に、所定の場面において前記自動運転を停止して手動運転に切り替える制御を行い、前記予測部により、前記手動運転から前記自動運転に切り替えた後、所定期間内に再度前記所定の場面が到来することが予測された場合に、前記手動運転から前記自動運転に切り替えることを抑制するものである。【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御システムにおいて、情報を出力する出力部を備え、前記制御部が、前記車両制御の切替または解除を抑制している場合、前記抑制している状態であることを示す情報を、前記出力部に出力させるものである。【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御システムにおいて、車両の外部と通信する通信部を備え、前記予測部が、前記通信部により受信された情報に基づいて、前記切替または解除が行われる前の状態に戻るか否かを予測するものである。【００１３】
請求項８記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の進行方向先の交通状況を参照し、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測し、車両制御の切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制する車両制御方法である。【００１４】
請求項９記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の進行方向先の交通状況を参照させ、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測させ、車両制御の切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記車両制御の切替または解除を抑制させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
各請求項に記載の発明によれば、車両制御の不要な切り替わりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】自車両Ｍの構成要素を示す図である。
【図２】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の機能構成図である。
【図３】ＨＭＩ７０の構成図である。
【図４】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。
【図５】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６】軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。
【図７】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８】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。
【図９】車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
【図１０】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１１】ＨＭＩ７０から出力される情報の一例を示す図である。
【図１２】交通情報に基づいて予測される将来状態の一例を模式的に示す図である。
【図１３】図１２に示す場面において車両制御システム１００により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の一例を示す図である。
【図１５】交通情報に基づいて予測される将来状態の他の例を模式的に示す図である。
【図１６】図１５に示す場面において車両制御システム１００により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７】ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の他の例を示す図である。
【図１８】交通情報に基づいて予測される将来状態の他の例を模式的に示す図である。
【図１９】図１８に示す場面において車両制御システム１００により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２０】ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、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。
【００１９】
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、車両制御システム１００とが搭載される。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２は、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、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置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やＨＭＩ７０など）を含んでもよい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。通信装置５５は、例えば、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System）などの道路の交通状況を監視するシステムの情報提供用サーバと無線通信を行い、自車両Ｍが走行している道路や走行予定の道路の交通状況を示す情報（以下、交通情報と称する）を取得する。交通情報には、前方の渋滞情報、渋滞地点の所要時間、事故・故障車・工事情報、速度規制・車線規制情報、駐車場の位置、駐車場・サービスエリア・パーキングエリアの満車・空車情報などの情報が含まれる。また、通信装置５５は、道路の側帯などに設けられた無線ビーコンと通信を行ったり、自車両Ｍの周囲を走行する他車両と車車間通信を行ったりすることで、上記交通情報を取得してよい。通信装置５５は、「取得部」の一例である。
【００２８】
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。
【００２９】
図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものでは無く、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。上述したナビゲーション装置５０およびＨＭＩ７０は、「出力部」の一例である。
【００３０】
ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサなど）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。
【００３１】
アクセルペダル７１は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７１の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を車両制御システム１００に出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を出力する。
【００３２】
ブレーキペダル７４は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３３】
シフトレバー７６は、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサ７７は、車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３４】
ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。
【００３５】
その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチなどである。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示などを受け付け、車両制御システム１００に出力する。
【００３６】
ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１とを含む。
【００３７】
表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。また、表示装置８２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。
【００３８】
コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置などを含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。
【００３９】
各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７を含む。自動運転切替スイッチ８７は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。
【００４０】
シート８８は、車両乗員が着座するシートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角などを自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。
【００４１】
車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネルなど、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部を撮像可能な位置に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。
【００４２】
車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置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。
【００４３】
走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、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、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、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。走行駆動力出力装置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。走行駆動力出力装置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。走行駆動力出力装置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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、走行駆動力出力装置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。
【００４６】
［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。
【００４７】
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１８０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、将来状態予測部１５２とを備える。自動運転モード制御部１３０、行動計画生成部１４４、軌道生成部１４６、および切替制御部１５０を合わせたものは、「制御部」の一例である。
【００４８】
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。
【００４９】
記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、モード別操作可否情報１８８などの情報が格納される。記憶部１８０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１８０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１８０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。
【００５０】
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１８２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１８４として記憶部１８０に記憶される。
【００５１】
高精度地図情報１８２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１８２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１８２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。
【００５２】
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、自動運転のモード数は任意に決定されてよい。
【００５３】
［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（周辺監視義務が生じない）。
【００５４】
ここで、モードＡで選択される走行態様の一例としては、渋滞時に前走車両に追従する渋滞追従モード（低速追従モード；ＴＪＰ（Traffic Jam Pilot））がある。渋滞追従モードでは、混雑した高速道路上で前走車両に追従することで安全な自動運転を実現することができる。渋滞追従モードは、例えば自車両Ｍの走行速度が所定速度以上（例えば、６０ｋｍ／ｈ以上）になった場合に解除される。また、渋滞追従モードの終了するタイミングでモードＡから他の走行態様に切り替わる場合もあるが、モードＡにおいて選択可能な他の走行態様に切り替わってもよい。
［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Ａと比べて周辺監視義務が増加する）。
［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、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。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ＨＭＩ７０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。
【００５５】
自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０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。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、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。
【００５６】
何れの自動運転のモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成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。オーバーライドは、例えば自車両Ｍの車両乗員によるＨＭＩ７０の運転操作系に対する操作が、所定時間以上継続した場合、所定の操作変化量（例えばアクセルペダル７１のアクセル開度、ブレーキペダル７４のブレーキ踏量、ステアリングホイール７８のステアリング操舵角）以上の場合、または運転操作系に対する操作を所定回数以上行った場合に開始される。
【００５７】
自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２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。
【００５８】
自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２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。
【００５９】
図４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（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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１８６として記憶部１８０に格納される。
【００６３】
図５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。図示するように、行動計画生成部１４４は、目標車線情報１８４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１８４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。
【００６４】
図６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。
【００６５】
走行態様決定部１４６Ａは、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。例えば、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。
【００６６】
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７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７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。
【００６７】
軌道候補生成部１４６Ｂは、図７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（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。図８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の間隔を徐々に狭くする。
【００６８】
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る。
【００６９】
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９は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、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、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。
【００７０】
図１０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。図中、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８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１０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。
【００７１】
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。
【００７２】
切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７から入力される信号、その他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、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する加速、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、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成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、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成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。また、切替制御部１５０は、例えば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するハンドオーバ制御を行う場合に、車両乗員に対して事前にハンドオーバリクエストを通知するため、その旨の情報を、ＨＭＩ制御部１７０に出力する。
【００７３】
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、走行駆動力出力装置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。
【００７４】
ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、モード別操作可否情報１８８を参照して、自動運転のモードの種別に応じてＨＭＩ７０を制御する。
【００７５】
図１１は、モード別操作可否情報１８８の一例を示す図である。図１１に示すモード別操作可否情報１８８は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。また、モード別操作可否情報１８８は、非運転操作系の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置８５に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置８２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。図１１に示すモード別操作可否情報１８８の例では、上述した運転モードごとに非運転操作系に対する車両乗員の操作の可否が設定されているが、対象のインターフェース装置は、これに限定されるものではない。
【００７６】
ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいてモード別操作可否情報１８８を参照することで、使用が許可される装置（ナビゲーション装置５０およびＨＭＩ７０の一部または全部）と、使用が許可されない装置とを判定する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、判定結果に基づいて、非運転操作系のＨＭＩ７０、またはナビゲーション装置５０に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。
【００７７】
例えば、車両制御システム１００が実行する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、ＨＭＩ７０の運転操作系（例えば、アクセルペダル７１、ブレーキペダル７４、シフトレバー７６、およびステアリングホイール７８等）を操作する。また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えばＨＭＩ７０の操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０の非運転操作系の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、自車両Ｍの周辺監視を行わせるために、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態を、表示装置８２に画像などで表示させると共に、自車両Ｍの走行時の場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に受け付けさせてよい。
【００７８】
また、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかった非運転操作系に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、表示装置８２に映像を表示させたり、スピーカ８３に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置８５にＤＶＤなどからコンテンツを再生させたりする。なお、コンテンツ再生装置８５が再生するコンテンツには、ＤＶＤなどに格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。また、上述した図１１に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。
【００７９】
また、モードＡからモードＢまたはモードＣに遷移される場合、すなわち車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる場合、ＨＭＩ制御部１７０は、後述する将来状態予測部１５２からの通知を受けて、ナビゲーション装置５０または非運転操作系のＨＭＩ７０に所定の情報を出力させる。所定の情報とは、周辺監視義務が増加すること示す情報や、ナビゲーション装置５０または非運転操作系のＨＭＩ７０に対する操作許容度が低くなる（操作が制限される）ことを示す情報である。なお、所定の情報は、これらに限定されるものではなく、例えばハンドオーバ制御への準備を促すような情報であってもよい。
【００８０】
上述したように、ＨＭＩ制御部１７０は、例えば運転モードが上述したモードＡからモードＢまたはモードＣへ遷移する所定時間前や自車両Ｍが所定速度に至る前に車両乗員に対して警告等を報知することで、自車両Ｍの周辺監視義務が車両乗員に課されることを、適切なタイミングで車両乗員に通知することができる。この結果、自動運転の切り替わりへの準備期間を車両乗員に与えることができる。
【００８１】
［将来状態予測に基づく制御］
以下、将来状態予測部１５２による予測結果に基づく制御について説明する。将来状態予測部１５２は、例えば通信装置５５により取得された交通情報を参照し、自車両Ｍまたは自車両Ｍの周辺に関する将来状態を予測する。
【００８２】
例えば、将来状態予測部１５２は、交通情報を参照し、現在の自車両Ｍの進行方向に関して、自車両Ｍの前方において、自動運転モードから手動運転モードに切り替える必要が生じる特定地点が存在しているか否か、または自動運転モード下において、例えば、モードＡからモードＢへの遷移のように、周辺監視義務がより増加するモードへ変更する必要が生じる特定地点が存在しているか否かを予測する。特定地点は、例えば、交通事故が生じているエリア（以下、事故エリアと称する）や工事現場、検問地点、合流地点、分岐地点、料金所などを含む。
【００８３】
このような特定地点が存在する場合、将来状態予測部１５２は、この特定地点以降において、特定地点において切り替わったり解除されたりした運転モードが元の状態に戻ることになるかどうかを予測する。
【００８４】
なお、将来状態予測部１５２は、特定地点のうち、合流地点、分岐地点、料金所などの位置が固定である場所については、高精度地図情報１８２を参照することでこれら特定地点を特定し、自車両Ｍまたは自車両Ｍの周辺に関する将来状態を予測してもよい。
【００８５】
図１２は、交通情報に基づいて予測される将来状態の一例を模式的に示す図である。図１２の例では、目的地の方向が自車線Ｌ１に対して隣接する隣接車線Ｌ２の進行方向側に存在しているため、隣接車線Ｌ２に車線変更する必要がある。
【００８６】
この場合において、隣接車線Ｌ２上において事故エリアＡＣが存在している場合、将来状態予測部１５２は、隣接車線Ｌ２に車線変更した後、事故エリアＡＣを迂回する必要があることを予測する。このような状況で直ちに隣接車線Ｌ２に車線変更を行うと、すぐに元の車線Ｌ１に戻ってから再度、隣接車線Ｌ２に車線変更を行うことになり、車両乗員に違和感を与えてしまう。また、自車両Ｍが余計な挙動を行うと、安全の観点からも好ましくない。このため、将来状態予測部１５２は、行動計画生成部１４４および軌道生成部１４６のいずれか一方または双方に予測結果を通知し、行動計画生成部１４４に車線変更イベントを変更させたり、軌道生成部１４６に車線変更のための軌道を変更させたりすることで、車線変更イベントの実施を抑制する。これによって、車両制御システム１００は、車両制御の不要な切り替わりを抑制することができる。
【００８７】
図１３は、図１２に示す場面において車両制御システム１００により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、将来状態予測部１５２は、行動計画情報１８６を参照して、車線変更イベントが実施されるタイミングまで待機し（ステップＳ１００）、車線変更イベントの実施タイミングが到来すると、通信装置５５から交通情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【００８８】
次に、将来状態予測部１５２は、取得した交通情報を参照して、車線変更先の車線に事故エリアなどの特定地点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。車線変更先の車線に特定地点が存在しない場合、将来状態予測部１５２は、この予測結果を、例えば軌道生成部１４６に通知することで車線変更のための軌道を生成させ、自車両Ｍを車線変更させる（ステップＳ１０６）。
【００８９】
一方、車線変更先の車線に特定地点が存在する場合、将来状態予測部１５２は、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の車線に戻るか否かを判定する（ステップＳ１０８）。所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の車線に戻らない場合、車両制御システム１００は、上述したステップＳ１０６の処理を行う。
【００９０】
一方、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の車線に戻る場合、将来状態予測部１５２は、予測結果を、行動計画生成部１４４や軌道生成部１４６に通知することで車線変更イベントの実施を中止させると共に（ステップＳ１１０）、車線変更イベントの代わりにレーンキープイベントを実施させる（ステップＳ１１２）。
【００９１】
次に、ＨＭＩ制御部１７０は、事故エリアを越えるまでの間（ステップＳ１１４）、車線変更イベントの実施を抑制していることを示す情報（図中抑制報知情報）をナビゲーション装置５０やＨＭＩ７０に出力させる（ステップＳ１１６）。事故エリアを越えると、車両制御システム１００は、上述したステップＳ１０６の処理を行う。
【００９２】
図１４は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の一例を示す図である。図示のように、例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０を制御することで、レーンキープイベントから車線変更イベントへの切替を抑制していることを画像や音声などで車両乗員に報知する。
【００９３】
図１５は、交通情報に基づいて予測される将来状態の他の例を模式的に示す図である。図１５の例では、自車両Ｍの前方において渋滞が断続的に続いている状況を表している。断続的な渋滞とは、例えば、渋滞が発生している地点（図中ＢＵ１）から距離Ｌ離れた地点において、別の渋滞が発生している地点（図中ＢＵ２）が存在するような状況である。
【００９４】
このような場合、将来状態を考慮しないのであれば、自動運転制御部１２０は、渋滞地点ＢＵ１において、自動運転モードの走行態様を、モードＡにおける渋滞追従モードに設定し、渋滞地点ＢＵ１およびＢＵ２の間の区間において、自動運転モードの走行態様を、モードＢにおける例えば定速走行モードに設定し、渋滞地点ＢＵ２において、自動運転モードの走行態様を、モードＡにおける渋滞追従モードに設定することになる。この結果、渋滞地点ＢＵ１からＢＵ２に至るまでの短期間に車両制御の不要な切り替わりが生じる可能がある。
【００９５】
また、渋滞地点ＢＵ１およびＢＵ２では、モードＡに設定されているため、コンテンツ再生装置８５が娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツを再生することができる。しかしながら、渋滞の間の区間では、車両乗員による周辺監視の必要性が生じるため、表示装置８２に表示された映像やコンテンツ再生装置８５により再生されたコンテンツなどが停止される。この結果、車両乗員は、例えば視聴中のテレビジョン番組の視聴を一時中断しなければならず、不快感を覚える可能性がある。
【００９６】
これに対して、将来状態予測部１５２は、交通情報を参照することで、渋滞地点ＢＵ１を通過した後、所定期間以内または所定走行距離以内に次の渋滞地点ＢＵ２に到達することが予測できた場合、この予測結果を自動運転モード制御部１３０に通知して、渋滞地点ＢＵ１およびＢＵ２の間の区間においてモードＡの設定を維持させる。これによって、車両制御システム１００は、車両乗員の利便性を向上させると共に、車両制御の不要な切り替わりを抑制することができる。
【００９７】
図１６は、図１５に示す場面において車両制御システム１００により行われる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、自動運転モードが、走行態様が渋滞追従モードに設定されたモードＡに設定された状態で行われる。
【００９８】
まず、将来状態予測部１５２は、通信装置５５から交通情報を取得する（ステップＳ２００）。次に、将来状態予測部１５２は、取得した交通情報を参照して、自車両Ｍの前方において、渋滞が断続的に発生しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。渋滞が断続的に発生していない場合、自動運転モード制御部１３０は、走行態様が渋滞追従モードに設定されたモードＡを解除し（ステップＳ２０４）、例えば、走行態様が定速走行モードなどのモードＢに変更する（ステップＳ２０６）。なお、モードＡから変更されるモードは、モードＢに限られず、モードＣや手動運転モードなどの他のモードであってもよい。
【００９９】
次に、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードの切替が生じたことを示す情報をナビゲーション装置５０やＨＭＩ７０に出力させ、車両乗員に周辺監視の義務が必要な旨を報知する（ステップＳ２０８）。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、コンテンツ再生装置８５がＤＶＤのコンテンツやテレビジョン番組などのコンテンツを再生している場合、これを停止させる。
【０１００】
一方、渋滞が断続的に発生している場合、将来状態予測部１５２は、最も自車両Ｍに近い渋滞地点を通過後に、所定期間内、或いは所定走行距離以内に他の渋滞地点に到達するか否かを判定する。すなわち、将来状態予測部１５２は、最も自車両Ｍに近い渋滞地点を通過後に、モードＡから変更されたモードＢが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元のモードＡに変更されるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【０１０１】
モードＢが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元のモードＡに変更されない場合、車両制御システム１００は、上述したステップＳ２０４に処理を移す。一方、モードＢが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元のモードＡに変更される場合、将来状態予測部１５２は、渋滞地点通過後に設定されるモードＢが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元のモードＡに変更されるという予測結果を自動運転モード制御部１３０や行動計画生成部１４４、軌道生成部１４６などに通知する。予測結果の通知を受けた自動運転モード制御部１３０は、例えば、一時的に渋滞が解消される区間においても、走行態様が渋滞追従モードに設定されたモードＡを維持する（ステップＳ２１２）。
【０１０２】
次に、予測結果の通知を受けた軌道生成部１４６は、一時的に渋滞が解消される区間において、モードＡ（渋滞追従モード）が維持されるように、自車両Ｍの速度変化を監視する。そして、軌道生成部１４６は、自車両Ｍの走行速度を所定速度未満になるように軌道点Ｋの間隔を調整することで、自車両Ｍの速度を所定速度未満に抑制する（ステップＳ２１４）。すなわち、軌道生成部１４６は、自車両Ｍの速度を所定速度未満に抑制して、自動運転モード制御部１３０により渋滞が解消されたと判定されるのを抑制し、渋滞追従モードのモードＡの設定を維持させる。
【０１０３】
次に、ＨＭＩ制御部１７０は、運転モードの切替が抑制されていることを示す抑制報知情報をナビゲーション装置５０やＨＭＩ７０に出力させる（ステップＳ２１６）。
【０１０４】
なお、図１６で示す処理の流れに代えて、渋滞が解消され、自車両Ｍの前方が開けた状態となることで、渋滞追従モード以外のモードが選択可能になったタイミングで、ステップＳ２１０の判定を行うような処理の流れを採用してよい。
【０１０５】
図１７は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の他の例を示す図である。図示のように、例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０を制御することで、モードＡからモードＢへの切替といったモードの切替が抑制されていることを画像や音声などで車両乗員に報知する。この際、ＨＭＩ制御部１７０は、コンテンツ再生装置８５がＤＶＤのコンテンツやテレビジョン番組などのコンテンツを再生している場合、これを継続させる。
【０１０６】
図１８は、交通情報から予測される将来状態の他の例を模式的に示す図である。図１８の例では、自車両Ｍが支線Ｌ３から本線の車線Ｌ１に合流する状況を表している。また、図示の例では、本線の車線Ｌ１を走行する車両同士の間隔が狭く混雑しており、自動運転での合流が不可能（或いは困難）な状況を示している。従って、この合流地点は、自動運転モードから手動運転モードに切り替える必要が生じる特定地点として扱われる。図１８における特定地点を走行するような場面は、「所定場面」の一例である。
【０１０７】
このような場合、将来状態を考慮しないのであれば、自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転開始可能な地点ＳＴから自動運転モードを開始し、特定地点（合流地点）において自動運転モードを解除することになる。この結果、合流前の短期間に車両制御の不要な切り替わりが生しる可能がある。
【０１０８】
これに対して、将来状態予測部１５２は、例えば、交通情報および高精度地図情報１８２の一方または双方を参照することで、自動運転開始可能な地点ＳＴを通過した後、所定期間以内または所定走行距離以内に特定地点に到達することが予測できた場合、この予測結果を切替制御部１５０およびＨＭＩ制御部１７０の双方に通知する。
【０１０９】
例えば、行動計画生成部１４４が予測結果の通知を受けると、本体自動運転モード下において種々のイベントが計画された区間であっても、この区間のイベントをハンドオーバイベントに変更して、手動運転モードに移行させる。また、切替制御部１５０が予測結果の通知を受けると、実施する運転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。これによって、車両制御システム１００は、車両制御の不要な切り替わりを抑制することができる。この結果、運転モードが頻繁に変更されることが抑制され、車両乗員は自車両Ｍの運転に集中することができる。
【０１１０】
図１９は、図１８に示す場面において車両制御システム１００により行われる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、手動運転モード下において行われる。
【０１１１】
まず、将来状態予測部１５２は、通信装置５５から交通情報を取得する（ステップＳ３００）。次に、将来状態予測部１５２は、交通情報および高精度地図情報１８２の一方または双方を参照して、自車両Ｍの前方に自動運転開始可能な地点ＳＴを検出し、手動運転モードから自動運転モードに切替可能であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。手動運転モードから自動運転モードに切替可能でない場合、切替制御部１５０は、手動運転モードを継続する（ステップＳ３０４）。
【０１１２】
一方、手動運転モードから自動運転モードに切替可能である場合、将来状態予測部１５２は、自動運転開始可能な地点ＳＴの前方に特定地点が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０６）。地点ＳＴの前方に特定地点が存在しない場合、切替制御部１５０は、実行する運転モードを手動運転モードから自動運転モードに切り替える（ステップＳ３０８）。
【０１１３】
一方、地点ＳＴの前方に特定地点が存在する場合、将来状態予測部１５２は、所定期間以内または所定走行距離以内に自車両Ｍが特定地点に到達するか否かを判定する。すなわち、将来状態予測部１５２は、地点ＳＴを通過後に、手動運転モードから変更された自動運転モードが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の手動運転モードに変更されるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。
【０１１４】
自動運転モードが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の手動運転モードに変更されない場合、車両制御システム１００は、上述したＳ３０８に処理を移す。一方、自動運転モードが、所定期間内、或いは所定走行距離以内に元の手動運転モードに変更される場合、将来状態予測部１５２は、切替制御部１５０およびＨＭＩ制御部１７０に予測結果を通知する。通知を受けたＨＭＩ制御部１７０は、自動運転モードへの切替が抑制されていることを示す抑制報知情報をナビゲーション装置５０やＨＭＩ７０に出力させる（ステップＳ３１２）。そして、通知を受けた切替制御部１５０は、上述したステップＳ３０４に処理を移す。
【０１１５】
図２０は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０が出力する抑制報知情報の他の例を示す図である。図示のように、例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、ナビゲーション装置５０或いはＨＭＩ７０を制御することで、手動運転モードから自動運転モードへの切替が抑制されていることを画像や音声などで車両乗員に報知する。
【０１１６】
以上説明した実施形態によれば、自車両Ｍの進行方向先の交通状況を取得し、取得した交通状況を参照し、自車両Ｍまたは自車両Ｍの周辺に関する将来状態を予測し、車両制御の切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、車両制御の切替または解除を抑制することにより、車両制御の不要な切り替わりを抑制することができる。
【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、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、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、１５２…将来状態予測部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、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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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月27日(2017.12.27)
【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】
自車両の進行方向先の交通状況を取得する取得部と、
前記取得部により取得された交通状況を参照し、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測する予測部と、
車両制御を行う制御部であって、前記車両制御の切替または解除を行った後、特定地点で前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが前記予測部により予測された場合に、
前記自車両が走行する軌道を変更して前記車両制御の切替または解除を抑制する制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
自車両の進行方向先の交通状況を取得する取得部と、
前記取得部により取得された交通状況を参照し、前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測する予測部と、
車両制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、自動運転中の乗員による周辺監視義務の度合が異なる複数の自動運転モードのいずれかを選択的に実施し、前記自動運転モードの切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが前記予測部により予測された場合に、前記自動運転モードの切替または解除を抑制する、
車両制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、車線変更を自動的に行い、
前記車線変更を行った後、特定地点で車線変更前の車線に戻ることが前記予測部により予測された場合に、前記特定地点を超えるまで前記車線変更を行わない、
請求項１または２記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、
速度条件に基づいて制御が切り替わり、または解除される車両制御を行い、
所定期間以内または所定走行距離以内に前記車両制御が切り替わり、または解除される前の状態に戻ることが前記予測部により予測された場合に、前記速度条件を満たすことになる速度変化を抑制する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記自車両の加減速と操舵との少なくとも一方を自動的に制御する自動運転を実施すると共に、所定の場面において前記自動運転を停止して手動運転に切り替える制御を行い、
前記手動運転から前記自動運転に切り替えた後、所定期間内に再度前記所定の場面が到来することが前記予測部により予測された場合に、前記手動運転から前記自動運転に切り替えることを抑制する、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項６】
情報を出力する出力部を備え、
前記制御部は、前記車両制御の切替または解除を抑制している場合、前記抑制している状態であることを示す情報を、前記出力部に出力させる、
請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項７】
車両の外部と通信する通信部を備え、
前記予測部は、前記通信部により受信された情報に基づいて、前記切替または解除が行われる前の状態に戻るか否かを予測する、
請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
【請求項８】
車載コンピュータが、
自車両の進行方向先の交通状況を参照し、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測し、
車両制御の切替または解除を行った後、特定地点で前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自車両が走行する軌道を変更して前記車両制御の切替または解除を抑制する、
車両制御方法。
【請求項９】
車載コンピュータに、
自車両の進行方向先の交通状況を参照させ、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測させ、
車両制御の切替または解除を行った後、特定地点で前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自車両が走行する軌道を変更して前記車両制御の切替または解除を抑制させる、
車両制御プログラム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
自車両の進行方向先の交通状況を参照し、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測し、
自動運転中の乗員による周辺監視義務の度合が異なる複数の自動運転モードのいずれかを選択的に実施し、
前記自動運転モードの切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自動運転モードの切替または解除を抑制する、
車両制御方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
自車両の進行方向先の交通状況を参照させ、
前記自車両または前記自車両の周辺に関する将来状態を予測させ、
自動運転中の乗員による周辺監視義務の度合が異なる複数の自動運転モードのいずれかを選択的に実施させ、
前記自動運転モードの切替または解除を行った後、所定期間以内または所定走行距離以内に前記切替または解除が行われる前の状態に戻ることが予測された場合に、前記自動運転モードの切替または解除を抑制させる、
車両制御プログラム。
【国際調査報告】
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2017175377.tif 000024
2017175377.tif 000025
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