(57)【要約】  車両制御システムは、車両の目標軌道を生成する軌道生成部と、前記軌道生成部により生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する停車後目標軌道生成部とを備える。
2017208781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の目標軌道を生成する軌道生成部と、
前記軌道生成部により生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する停車後目標軌道生成部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記停車後目標軌道生成部により生成された停車後目標軌道に基づいて、前記停車した状態における車両の操舵角を導出し、導出した操舵角に基づいて操舵装置を制御する走行制御部を更に備える、
請求項１記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記走行制御部は、
前記停車後目標軌道生成部により生成された停車後目標軌道に基づいて、前記車両が停車する前に、前記停車した時点における車両の操舵角を導出し、導出した操舵角に基づいて前記操舵装置を制御する、
請求項２記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記軌道生成部により生成された前記車両の目標軌道の情報の一部に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定する、
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】
前記軌道生成部により生成された前記車両の目標軌道の情報を蓄積し、前記蓄積状態に基づいて前記車両の目標軌道が上書きされる第１記憶部と、
前記目標軌道の情報が記憶される第２記憶部とを、更に備え、
前記判定部は、前記車両が停車しようとしていると判定した場合、前記第１記憶部に蓄積された前記車両の目標軌道の情報の一部を、前記第２記憶部に記憶させる、
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】
前記停車後目標軌道生成部は、前記判定部により前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記第２記憶部に記憶された目標軌道の情報に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する、
請求項５記載の車両制御システム。
【請求項７】
車両の目標軌道を、サンプリング時間ごとの車両の位置として生成する第１軌道生成部と、
前記第１軌道生成部により生成された車両の目標軌道を取得し、前記取得した目標軌道に含まれるサンプリング時間ごとの車両の位置に基づいて、前記車両の位置が所定時間の間、変化しない状態であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により、前記車両の位置が所定時間の間、変化しない状態であると判定された場合、前記変化しない状態であると判定された位置より前の時間における車両の位置に基づいて、前記変化しない状態であると判定された位置よりも後の時間における車両の目標軌道を生成する第２軌道生成部と、
を備える車両制御システム。
【請求項８】
車載コンピュータが、
車両の目標軌道を生成し、
前記生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定し、
前記前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する、
車両制御方法。
【請求項９】
車載コンピュータに、
車両の目標軌道を生成させ、
前記生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定させ、
前記前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成させる、
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３１日に出願された日本国特願２０１６−１０８５２８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、目的地までの経路に沿って車両が自動的に走行するように制御する技術（以下、自動運転と称する）について研究が進められている（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】特開２０１５−１５７６０４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、車両が操舵角をもって走行している状態から停止し、その後に発進する際に、適切な操舵角で発進することができない場合があった。
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、車両が停止してから発進する際の操舵角を好適に制御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】
【０００５】
（１）本発明の一態様に係る車両制御システムは、車両の目標軌道を生成する軌道生成部と、前記軌道生成部により生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する停車後目標軌道生成部とを備える。【０００６】
（２）上記（１）の態様において、前記停車後目標軌道生成部により生成された停車後目標軌道に基づいて、前記停車した状態における車両の操舵角を導出し、導出した操舵角に基づいて操舵装置を制御する走行制御部を更に備えてもよい。【０００７】
（３）上記（２）の態様において、前記走行制御部は、前記停車後目標軌道生成部により生成された停車後目標軌道に基づいて、前記車両が停車する前に、前記停車した時点における車両の操舵角を導出し、導出した操舵角に基づいて前記操舵装置を制御してもよい。【０００８】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの態様において、前記判定部は、前記軌道生成部により生成された前記車両の目標軌道の情報の一部に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定してもよい。【０００９】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つの態様において、前記軌道生成部により生成された前記車両の目標軌道の情報を蓄積し、前記蓄積状態に基づいて前記車両の目標軌道が上書きされる第１記憶部と、前記目標軌道の情報が記憶される第２記憶部とを、更に備え、前記判定部は、前記車両が停車しようとしていると判定した場合、前記第１記憶部に蓄積された前記車両の目標軌道の情報の一部を、前記第２記憶部に記憶させてもよい。【００１０】
（６）上記（５）の態様において、前記停車後目標軌道生成部は、前記判定部により前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記第２記憶部に記憶された目標軌道の情報に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成してもよい。【００１１】
（７）本発明の一態様に係る車両制御システムは、車両の目標軌道を、サンプリング時間ごとの車両の位置として生成する第１軌道生成部と、前記第１軌道生成部により生成された車両の目標軌道を取得し、前記取得した目標軌道に含まれるサンプリング時間ごとの車両の位置に基づいて、前記車両の位置が所定時間の間、変化しない状態であるか否かを判定する判定部と、前記判定部により、前記車両の位置が所定時間の間、変化しない状態であると判定された場合、前記変化しない状態であると判定された位置より前の時間における車両の位置に基づいて、前記変化しない状態であると判定された位置よりも後の時間における車両の目標軌道を生成する第２軌道生成部とを備える。【００１２】
（８）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、車両の目標軌道を生成し、前記生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定し、前記前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する。【００１３】
（９）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、車両の目標軌道を生成させ、前記生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車しようとしているか否かを判定させ、前記前記車両が停車しようとしていると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成させる。
【発明の効果】
【００１４】
上記（１）、（２）、（４）、（７）から（９）の態様によれば、判定部により車両が停車すると予測された場合、車両が停車する前の目標軌道に基づいて、車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する。そして、この停車後目標軌道に基づいて、操舵角が導出されることにより、車両が停止してから発進する際の操舵角を好適に制御することができる。【００１５】
上記（３）の態様によれば、車両が停車する前に、導出された操舵角に基づいて操舵が制御されることにより、自車両Ｍは、滑らかに走行を開始することができる。【００１６】
上記（５）および（６）の態様によれば、判定部は、車両が停車すると予測された場合、前記軌道生成部により生成された前記車両の目標軌道の情報のうち一部の目標軌道の情報を、第２記憶部に記憶させることにより、自装置の負荷を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】各実施形態の車両制御システムが搭載される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Ｋ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】加減速制御部および操舵角制御部と、その制御対象との関係を示す図である。
【図１１】操舵角制御部の機能の一例を示す図である。
【図１２】自車両が停車すると予測された場合に実行される制御の概念図である。
【図１３】第１操舵角導出部による操舵角の導出処理を説明するための図である。
【図１４】第２操舵角導出部による第２操舵角の導出についての概念図である。
【図１５】操舵角制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】判定部の処理を説明するための図である。
【図１７】フィッティング軌道を生成する処理について説明するための図である。
【図１８】注視位置を導出する処理について説明するための図である。
【図１９】本実施形態の処理によって自車両が制御される様子の一例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態の操舵角制御部の機能の一例を示す図である。
【図２１】操舵角制御部により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（第１の実施形態）
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【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。
【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、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、スイッチ部６６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、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、車両制御システム１００および車両制御システム１００以外の上記構成（検知デバイスＤＤなど）を含んで車両制御システムと呼称する場合がある。
【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。
【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】
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。
【００３０】
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に出力されてもよい。
【００３１】
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、運転者等の操作を受け付け、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、種々の操作を受け付けてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
［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。
【００３７】
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とを備える。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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（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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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の所定位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標軌道点（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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に出力する目標軌道を選択する。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。
【００５８】
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。
【００５９】
走行制御部１６０は、例えば、図２に示したように、加減速制御部１６２と、操舵角制御部１６４とを含む。走行制御部１６０は、軌道候補生成部１４６Ｂによって生成された軌道を、予定の時刻（軌道点に対応付けられた時刻）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。なお、本実施形態では、操舵角制御部１６４は、走行制御部１６０の一部として説明するが、操舵角制御部１６４は、軌道生成部１４６の一部であってもよい。
【００６０】
図１０は、加減速制御部１６２および操舵角制御部１６４と、その制御対象との関係を示す図である。加減速制御部１６２および操舵角制御部１６４は、自動運転制御部１２０における軌道生成部１４６から目標軌道が供給されると共に、ナビゲーション装置５０および自車位置認識部１４０により特定された自車両の位置が供給される。加減速制御部１６２は、自動運転制御部１２０から取得した目標軌道および自車両Ｍの位置に基づいて、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２２０を制御する。操舵角制御部１６４は、自動運転制御部１２０から取得した目標軌道および自車両Ｍの位置に基づいて、ステアリング装置２１０を制御する。
【００６１】
［操舵角制御部の機能］
図１１は、操舵角制御部１６４の機能の一例を示す図である。操舵角制御部１６４は、例えば、処理部１６５、注視位置導出部１７０、第１操舵角導出部１７２、第２操舵角導出部１７４、および統合部１７６を備える。
【００６２】
処理部１６５は、第１記憶部１６６、判定部１６７、第２記憶部１６８、および適用部１６９（停車後目標軌道生成部）を含む。
【００６３】
第１記憶部１６６には、自動運転制御部１２０から出力された目標軌道の情報、自車両Ｍの位置情報が、処理部１６５の制御によって記憶される。第１記憶部１６６は、例えば情報が一時的に記憶されるバッファである。例えば、第１記憶部１６６は、自動運転制御部１２０と通信するインターフェースと、ＲＡＭなどの記憶装置とを含む。この自動運転制御部１２０から出力される目標軌道の情報は、自動運転制御部１２０により生成された目標軌道の情報のうち一部の情報である。一部とは、例えば自動運転制御部１２０により（例えば９秒分の）目標軌道が生成される場合、これより少ない（例えば３秒分の）目標軌道の情報である。
【００６４】
第１記憶部１６６には、例えば軌道生成部１４６の処理周期ごとに生成された目標軌道の情報が記憶される。処理部１６５は、例えば、既存の目標軌道とは異なる新たな目標軌道を取得した場合、既存の目標軌道の情報に上書きして新たに取得した目標軌道の情報を第１記憶部１６６に蓄積させる。処理部１６５は、例えば次の処理周期で生成された目標軌道を自動運転制御部１２０から取得した場合、記憶させた前の処理周期の目標軌道を廃棄して、新たに取得した処理周期の目標軌道を第１記憶部１６６に記憶させる。
【００６５】
第１記憶部１６６には、例えば全長が所定（例えば３ｍ）以上、且つ自動運転制御部１２０により指示された自車両Ｍの速度が所定速度（例えば２ｍ／ｓ）以上の目標軌道の情報が記憶される。例えば、処理部１６５は、上述した条件に該当しない目標軌道の情報を取得した場合、その目標軌道を第１記憶部１６６の記憶領域に記憶させない。上述した条件に該当しない目標軌道とは、例えば自車両Ｍが停止する直前の目標軌道である。この場合、以降の処理は、記憶領域に記憶された前の処理周期の目標軌道に基づいて実行される。
【００６６】
判定部１６７は、第１記憶部１６６の記憶領域に記憶されている目標軌道に基づいて、自車両Ｍが停車するか否かを予測する（自車両Ｍが停車しようとしているか否かを判定する）。判定部１６７は、自車両Ｍが停車すると予測した場合、第１記憶部１６６の記憶領域に記憶されている情報を第２記憶部１６８に記憶させる。第２記憶部１６８は、情報が記憶される記憶領域を有する。第２記憶部１６８には、例えば、第１記憶部１６６に記憶された情報が他の情報に上書きされる前に退避されて記憶される。例えば、第２記憶部１６８は、ＲＡＭなどの記憶装置を含む。
【００６７】
適用部１６９は、第２記憶部１６８に記憶された情報、およびｎ次関数を用いて、フィッティング軌道（停車後目標軌道）を生成する。「ｎ」は、任意の自然数である。フィッティング軌道は、判定部１６７により自車両Ｍが停車すると予測された場合に生成される軌道であって、自車両Ｍが停車後に走行を再開する場合に、走行すると仮定される軌道である。詳細は後述する。
【００６８】
注視位置導出部１７０は、注視位置を導出する。図１２は、自車両Ｍが停車すると予測された場合に実行される制御の概念図である。上述したように自車両Ｍが停車すると予測された場合、注視位置導出部１７０は、適用部１６９により生成されたフィッティング軌道上に注視位置を導出する。一方、自車両Ｍが停車すると予測されていない場合、注視位置導出部１７０は、目標軌道上に注視位置を導出する。
【００６９】
第１操舵角導出部１７２は、自車両Ｍの進行方向に沿った接線を有し、注視位置と自車両Ｍの位置とを通る仮想的な円弧に基づいて、自車両Ｍの操舵を制御する。ここで、自車両Ｍの進行方向とは、車両の中心軸の方向であってもよいし、その瞬間の自車両Ｍの速度ベクトルの向く方向であってもよい。
【００７０】
図１３は、第１操舵角導出部１７２による操舵角の導出処理を説明するための図である。図１３（Ａ）は第１操舵角の導出処理の流れを示し、図１３（Ｂ）は自車両の位置の推移を示す。第１操舵角導出部１７２は、自車両Ｍが所定の定常円上を旋回するものとして仮定する。定常円とは、例えばステアリングホイールをある切れ角に転蛇した状態で走行した場合の旋回軌跡である。
【００７１】
例えば第１操舵角導出部１７２は、目標軌道における、時刻ｔの自車両Ｍの位置（現在位置；ｘ０，ｙ０）、時刻ｔ＋１の自車両Ｍの位置（ｘ１，ｙ１）、および時刻ｔ＋２の自車両Ｍの位置（ｘ２，ｙ２）を導出する。例えば時刻ｔ＋１および時刻ｔ＋２の自車両Ｍの位置のうち、一方は注視位置導出部１７０により導出された注視位置である。第１操舵角導出部１７２は、自車両Ｍが、上述した３点の位置を通過する定常円を、ある時間において旋回するものとして仮定し、定常円の曲率を導出する。第１操舵角導出部１７２は、定常状態で自車両Ｍが定常円を旋回するものとみなして、下記式（１）に基づいて、自車両Ｍの操舵角を導出する。下記式（１）において、δはハンドル角、ｋは定常円の曲率、Ａはスタビリティファクタ、Ｖは車速、Ｌはホイールベース、ｎはギア比である。操舵角は、例えば絶対値で示され、以下の説明においても同様である。
δ＝ｋ×（１＋Ａ×Ｖ２）×Ｌ×ｎ・・・（１）
【００７２】
なお、第１操舵角導出部１７２は、目標軌道における、時刻ｔの自車両Ｍの位置（現在位置；ｘ０，ｙ０）、時刻ｔ−１の自車両Ｍの位置（−ｘ1，−ｙ1）、および注視位置を通過する定常円を用いて曲率を導出してもよい。
【００７３】
また、第１操舵角導出部１７２は、円弧の曲率が所定値を超える場合、円弧の曲率を所定値以下に修正することで、自車両Ｍの操舵の制御を制限してもよい。円弧は、定常円の円周の一部である。
【００７４】
第２操舵角導出部１７４は、自車両Ｍの進行方向に直交する方向における注視位置と自車両Ｍの位置との偏差が大きくなるほど自車両Ｍの操舵の制御を大きくする第２操舵角を導出する。
【００７５】
図１４は、第２操舵角導出部１７４による第２操舵角の導出についての概念図である。
図１４（Ａ）は第２操舵角の導出処理の流れを示し、図１４（Ｂ）は第２操舵角が導出される様子を示す。第２操舵角導出部１７４は、自車両Ｍの進行方向に直交する方向における目標軌道ＫＬ上の注視位置ＯＰと自車両Ｍの位置との横方向のずれＧを導出する。注視位置ＯＰは、注視位置導出部１７０により導出された、目標軌道上においてＴｒｅｆ秒後に自車両Ｍが存在する位置である。
【００７６】
更に、第２操舵角導出部１７４は、ずれＧおよび車速をパラメータとした関数に基づいて指標値を導出し、導出した指標値に係数Ｋを加味して新たな指標値を導出する。また、第２操舵角導出部１７４は、導出した新たな指標値と車速とに基づいて、第２操舵角を導出する。なお、第２操舵角導出部１７４は、ずれＧが所定値以上の場合、或いは第２操舵角が所定角以上の場合、自車両Ｍの操舵の制御を制限してもよい。これによって、第２操舵角導出部１７４は、自車両Ｍが急旋回することを抑制することができる。
【００７７】
統合部１７６は、第１操舵角と第２操舵角とを統合して、ステアリング装置２１０に出力する操舵角を導出する。統合部１７６は、車速に応じて第１操舵角および第２操舵角に対する重み付けを変更してもよい。具体的には、統合部１７６は、低車速（例えば車速が第１の所定速度以下）の場合には、第１操舵角の重み付けを第２操舵角の重み付けに対して大きくする。円弧に基づいて導出される第１操舵角は、低車速では誤差が小さいためである。一方に、高車速（第２の所定速度以上）では、第２操舵角の重み付けを第１操舵角の重み付けに対して大きくすることで、第１操舵角のズレを補償することができる。
【００７８】
［操舵角制御部の処理］
ここで、上述したように操舵角制御部１６４は、軌道生成部１４６により生成された目標軌道の情報のうち、一部の情報を取得する。操舵角制御部１６４は、取得した情報が、自車両Ｍを停車状態に制御するための情報である場合、停車後の自車両Ｍの挙動（行先）を認識することができない。この結果、操舵角制御部１６４は、停車から発進する際の自車両Ｍの挙動が滑らかに行われるように操舵を好適に制御することができない場合があった。
【００７９】
これに対して、本実施形態の操舵角制御部１６４は、フィッティング軌道ＦＲに基づいて操舵角を導出して、導出した操舵角に基づいて操舵を制御することにより、自車両Ｍが停車から発進する際の自車両Ｍの挙動が滑らかに行われるように操舵を好適に制御することができる。以下、より具体的に説明する。
【００８０】
図１５は、操舵角制御部１６４により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、軌道生成部１４６の処理周期ごとに実行される。図１６から図１８を参照しながら、図１５の各処理を説明する。
【００８１】
まず、処理部１６５が、自動運転制御部１２０から所定の条件を満たす目標軌道を取得し、取得した情報を第１記憶部１６６に記憶させる（ステップＳ１００）。次に、判定部１６７が、取得した目標軌道に基づいて、自車両Ｍが停車するか否かを予測する（自車両Ｍが停車しようとしているか否かを判定する）（ステップＳ１０２）。自車両Ｍが停車しないと予測された（自車両Ｍが停車しようとしていないと判定された）場合、操舵角制御部１６４は、目標軌道上を走行するように操舵を制御する（ステップＳ１０４）。例えば第１操舵角導出部１７２、第２操舵角導出部１７４、および統合部１７６が、上述した処理を実行することにより操舵角を制御する。
【００８２】
図１６は、判定部１６７の処理を説明するための図である。図１６（Ａ）の上図は、時刻ｔにおいて、軌道生成部１４６により生成された目標軌道の情報Ｄ、および第１記憶情報Ｄ＊を示している。第１記憶情報Ｄ＊は、第１記憶部１６６により取得された情報であって、目標軌道ＫＬの情報Ｄのうち一部の情報である。
【００８３】
図１６（Ａ）の下図は、時刻ｔにおける自車両Ｍの位置（ｘ０，ｙ０）、および将来の自車両Ｍの位置（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ３，ｙ３）を示している。
【００８４】
図１６（Ｂ）の上図は、時刻ｔ＋１において、軌道生成部１４６により生成された目標軌道の情報Ｄ、および第１記憶情報Ｄ＊を示している。図１６（Ｂ）の下図は、時刻ｔ＋１における自車両Ｍの位置（ｘ０＃，ｙ０＃）、および将来の自車両Ｍの位置（ｘ１＃，ｙ１＃）、（ｘ２＃，ｙ２＃）を示している。
【００８５】
図１６（Ｃ）の上図は、時刻ｔ＋３において、軌道生成部１４６により生成された目標軌道の情報Ｄ、および第１記憶情報Ｄ＊を示しいている。図１６（Ｃ）の下図は、時刻ｔ＋３における自車両Ｍの位置（ｘ０＃＃，ｙ０＃＃）を示している。なお、時刻ｔ＋２における目標軌道の情報Ｄや第１記憶情報Ｄ＊、自車両Ｍの位置の図示は省略する。
【００８６】
判定部１６７は、例えば第１記憶情報Ｄ＊において、連続する時刻において自車両Ｍの位置に変化が存在しない場合、自車両Ｍは停車すると予測する。図１６の例では、時刻ｔ＋１において、第１記憶情報Ｄ＊の時刻ｔ＋３および時刻ｔ＋４の自車両Ｍの位置が変化しないため、自車両Ｍは停車すると予測される。この場合、図１６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ＋３において、自車両Ｍは停車する。例えば自車両Ｍが停車する前に以下の処理が実行される。なお、判定部１６７は、自車両Ｍの位置が変化しない時刻が３つ以上存在する場合に、自車両Ｍが停車すると予測してもよい。
【００８７】
図１５の説明に戻る。自車両Ｍが停車すると予測された場合、判定部１６７は、第１記憶部１６６に記憶された第１記憶情報Ｄ＊を第２記憶部１６８に記憶させる（ステップＳ１０６）。次に、適用部１６９は、第２記憶部１６８に記憶された第１記憶情報Ｄ＊を用いて、フィッティング軌道ＦＲを生成する（ステップＳ１０８）。フィッティング軌道とは、自車両Ｍが停止して目標軌道が得られていない状態において、自車両Ｍの発進後の目標軌道を推定した軌道である。なお、フィッティング軌道は、目標軌道の端部から延出する軌道と考え、上記以外の場面、例えば、自車両Ｍが目標軌道より遅れた場合や、自車両Ｍが目標軌道より進んだ場合、自車両Ｍが目標軌道の端部に位置する場合などのように自車両Ｍの進行方向に目標軌道が存在しない場合に生成されてもよい。
【００８８】
図１７は、フィッティング軌道ＦＲを生成する処理について説明するための図である。
例えば適用部１６９は、第２記憶部１６８に記憶された目標軌道ＫＬにフィットするｎ次関数、楕円、円などを導出する。例えば適用部１６９は、ｎを固定とし、ｎ次関数のパラメータを変更しながら最小二乗法などの手法により、第２記憶部１６８に記憶された目標軌道ＫＬに最も近い関数などを導出する。適用部１６９は、導出したｎ次関数を自車両Ｍの前方側にも適用することで、フィッティング軌道ＦＲを生成する。
【００８９】
次に、注視位置導出部１７０は、フィッティング軌道ＦＲ上に注視位置ＯＰを設定する（ステップＳ１１０）。次に、第１操舵角導出部１７２は、注視位置ＯＰを用いて第１操舵角を導出する（ステップＳ１１２）。図１８は、注視位置を導出する処理について説明するための図である。注視位置導出部１７０は、自車両Ｍの速度に基づいて、フィッティング軌道ＦＲ上をＴｒｅｆ秒で進む進行距離を導出する。注視位置導出部１７０は、フィッティング軌道ＦＲ上において、Ｔｒｅｆ秒後に自車両Ｍが存在する位置（或いは所定距離走行した場合の位置；以下同様）を注視位置ＯＰとして導出する。
【００９０】
次に、第２操舵角導出部１７４が、自車両Ｍと注視位置ＯＰとの横方向のずれ（偏差）に基づいて、第２操舵角を導出する（ステップＳ１１４）。
【００９１】
次に、統合部１７６が、第１操舵角および第２操舵角を統合して、制御に用いる操舵角を導出する（ステップＳ１１６）。この結果、自車両Ｍが停車しようとしている場合、減速中においてステアリング装置２１０は、フィッティング軌道ＦＲを反映させて導出された操舵角で制御される。これによって、自車両Ｍは、発進後に進行すると推定される方向に操舵方向を合わせた状態で停車することができる。これにより本フローチャートの処理は終了する。
【００９２】
なお、統合部１７６は、第１操舵角および第２操舵角を合算して操舵角を導出してもよいし、第１操舵角および第２操舵角に対してそれぞれに重みを付け、加重和を求めることで、操舵角を導出してもよい。また、統合部１７６は、導出した操舵角が所定角を超える場合、操舵角を所定角以下に制限してもよい。
【００９３】
また、上述した処理では、フィッティング軌道に基づいて、第１操舵角導出部１７２が、第１操舵角を導出し、第２操舵角導出部１７４が、第２操舵角を導出するものとして説明した。一方、自車両Ｍが所定時間後に停車すると判定部１６７により判定（予測）され、操舵角制御部１６４が自車両Ｍの停車位置の前方について目標軌道に関する情報を取得している場合（目標軌道が存在する場合）、取得している（存在する）目標軌道に基づいて、第１操舵角導出部１７２が、第１操舵角を導出し、第２操舵角導出部１７４が、第２操舵角を導出してもよい。この場合、統合部１７６は、目標軌道に基づいて、導出された第１操舵角および第２操舵角を統合して、制御に用いる操舵角を導出する。
【００９４】
図１９は、本実施形態の処理によって自車両Ｍが制御される様子の一例を示す図である。例えば図１８の時刻ｔ＋３における自車両Ｍの状態を詳細に示した図である。図１９（ａ）は、本実施形態が適用されない場合の自車両Ｍの挙動であり、図１９（ｂ）は、本実施形態が適用された場合の自車両Ｍの挙動である。
【００９５】
将来の所定時間分の目標軌道を取得して操舵制御を行う車両において、停車時には、目標軌道から操舵成分が失われ、直線状に停止するための軌道となる場合がある。操舵成分が失われるとは、操舵角がゼロ（中立）であることである。図１９（ａ）に示すように、カーブ路において車両が停止した後に、走行を再開する場合、操舵角がゼロ付近の状態で走行の開始がされる場合がある。この場合、自車両Ｍにおいて、発進した後に急に操舵を行う必要が生じる場合がある。
【００９６】
これに対して、本実施形態が適用された場合、自車両Ｍは、停車時にフィッティング軌道ＦＲを反映させて操舵角が制御される。この結果、走行を再開する場合、元々、ある程度の操舵角を保持して走行していた場合、フィッティング軌道ＦＲも引き続き操舵角を保持する形で推定されるため、発進した後に急に操舵を行う必要は生じない可能性が高い。
これによって、自車両Ｍは、停止の前後において、滑らかに走行することができる。
【００９７】
以上説明した第１の実施形態によれば、車両制御システム１００は、判定部１６７により自車両Ｍが停車すると予測された場合、自車両Ｍが停車する前の目標軌道に基づいて、自車両Ｍが停車した後のフィッティング軌道を生成する。そして、車両制御システム１００は、フィッティング軌道ＦＲの注視位置ＯＰに基づいて、操舵角を導出して導出した操舵角に基づいて自車両Ｍを制御する。この結果、車両が停止してから発進する際の操舵角を好適に制御することができる。
【００９８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図２０は、第２の実施形態の操舵角制御部１６４Ａの機能の一例を示す図である。第２の実施形態における操舵角制御部１６４Ａでは、第２操舵角導出部１７４および統合部１７６が省略される。操舵角制御部１６４Ａは、処理部１６５、注視位置導出部１７０および操舵角導出部１７３を備える。処理部１６５、注視位置導出部１７０および操舵角導出部１７３は、それぞれ第１の実施形態の処理部１６５、注視位置導出部１７０および第１操舵角導出部１７２と同等の機能を有する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９９】
図２１は、操舵角制御部１６４Ａにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、処理部１６５が、自動運転制御部１２０から所定の条件を満たす目標軌道を取得し、取得した情報を第１記憶部１６６に記憶させる（ステップＳ２００）。次に、判定部１６７が、取得した目標軌道に基づいて、自車両Ｍが停車するか否かを予測する（自車両Ｍが停車しようとしているか否かを判定する）（ステップＳ２０２）。自車両Ｍが停車しないと予測された（自車両Ｍが停車しようとしていないと判定された）場合、操舵角制御部１６４は、目標軌道上を走行するように操舵を制御する（ステップＳ２０４）。
【０１００】
自車両Ｍが停車すると予測された場合、判定部１６７は、第１記憶部１６６に記憶された第１記憶情報Ｄ＊を第２記憶部１６８に記憶させる（ステップＳ２０６）。次に、適用部１６９は、第２記憶部１６８に記憶された第１記憶情報Ｄ＊を用いて、フィッティング軌道ＦＲを生成する（ステップＳ２０８）。
【０１０１】
次に、注視位置導出部１７０は、フィッティング軌道ＦＲ上に注視位置を設定する（ステップＳ２１０）。次に、操舵角導出部１７３は、注視位置を用いて操舵角を導出する（ステップＳ２１２）。これにより本フローチャートの処理は終了する。
【０１０２】
以上説明した第２の実施形態によれば、第２操舵角導出部１７４が省略されるため、処理負荷を軽減しつつ、車両が停止してから発進する際の操舵角を好適に制御することができる。
【０１０３】
以上説明した実施形態によれば、車両制御システム１００は、車両の目標軌道を生成する軌道生成部と、軌道生成部により生成された目標軌道に基づいて、前記車両が停車するか否かを判定する判定部と、判定部により前記車両が停車すると判定された場合、前記車両が停車する前の前記目標軌道に基づいて、前記車両が停車した後の停車後目標軌道を生成する停車後目標軌道生成部とを備えることにより、車両が停止してから発進する際の操舵角を好適に制御することができる。
【０１０４】
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】
【０１０５】
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、６２…表示装置、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、１４８…目標軌道設定部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１６２…加減速制御部、１６４…操舵角制御部、１６５…処理部、１６６…第１記憶部、１６７…判定部、１６８…第２記憶部、１６９…適用部、１７０‥注視位置導出部、１７２‥第１操舵角導出部、１７４‥第２操舵角導出部、１７６…統合部、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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【図２１】
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【国際調査報告】
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