(57)【要約】【課題】自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うこと。【解決手段】車両制御システム（１）において、自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方に対する操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施する運転制御部（１１０、１２０、１３２）と、前記運転制御部による前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成し、生成した推定軌道と、前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部（１３４）と、を備える。【選択図】図２
2018037100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施する運転制御部と、
前記運転制御部による前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成し、生成した推定軌道と、前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部と、
を備える車両制御システム。
【請求項２】
前記行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否かで分類される、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記行動計画とは，少なくとも加速をするか否かで分類される、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記行動計画は行動計画生成部により決定され、前記自車両の将来の目標軌道を生成する軌道生成部を更に備え、
前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された目標軌道と、前記生成した推定軌道とに基づいて、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反するか否かを判定する、
請求項１から３のうち何れか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記軌道生成部は、前記自車両が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目標軌道を生成し、
前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された所定時間ごとの目標位置と、前記自車両の車両乗員の手動による前記自車両の加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、前記算出した偏差に基づく値と閾値との比較に基づいて、前記行動計画と前記推定軌道とが相反するか否かを判定する、
請求項４に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記抑制制御部は、前記行動計画と前記推定軌道とが相反すると判定された場合であっても、前記偏差に基づく値が上限閾値を超える場合には、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制しない、
請求項５に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記抑制制御部は、前記偏差に基づく値が下限閾値以下である場合、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を実施しない、
請求項６に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスを更に備え、
前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスに対して操作反力を与えて、前記車両乗員による操作を抑制する制御を行う、
請求項７に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスと、
情報を出力する出力部と、を更に備え、
前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスによる操作を抑制しつつ、操作内容が抑制されていることを示す情報を前記出力部に出力させる、
請求項７または８に記載の車両制御システム。
【請求項１０】
車載コンピュータが、
自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施し、
前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成し、
生成した前記推定軌道と前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制する、
車両制御方法。
【請求項１１】
車載コンピュータに、
自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施させ、
前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成させ、
生成された前記推定軌道と前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制させる、
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】
近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、「自動運転」という）についての研究が進められている。これに関連して、自車と前方車両等の障害物との距離を検出し、その検出と自車速とにより危険な距離を算出し、障害物との距離が危険距離となった時に警報を発する車両において、危険距離になったときに、自動的に車両にブレーキをかける技術が開示されている（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】特開平７−２４２１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動運転から手動運転への移行制御時においては、車両乗員による操作をトリガーとすることが想定される。しかしながら、従来の技術では、適切でない切り替えが行われる場合があった。
【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、自動運転から手動運転への適切な切り替えを行う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）：自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施する運転制御部と、前記運転制御部による前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成し、生成した推定軌道と、前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部と、を備える車両制御システムである。
【０００７】
（２）：（１）において、前記行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否かで分類されるものである。
【０００８】
（３）：（１）または（２）において、前記行動計画とは，少なくとも加速をするか否かで分類されるものである。
【０００９】
（４）：（１）〜（３）のうち何れか一つにおいて、前記行動計画は行動計画生成部により決定され、前記自車両の将来の目標軌道を生成する軌道生成部を更に備え、前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された目標軌道と、前記生成した推定軌道とに基づいて、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反するか否かを判定するものである。
【００１０】
（５）：（４）において、前記軌道生成部は、前記自車両が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目標軌道を生成し、前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された所定時間ごとの目標位置と、前記自車両の車両乗員の手動による前記自車両の加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、前記算出した偏差に基づく値と閾値との比較に基づいて、前記行動計画と前記推定軌道とが相反するか否かを判定するものである。
【００１１】
（６）：（５）において、前記抑制制御部は、前記行動計画と前記推定軌道とが相反すると判定された場合であっても、前記偏差に基づく値が上限閾値を超える場合には、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制しない。
【００１２】
（７）：（６）において、前記抑制制御部は、前記偏差に基づく値が下限閾値以下である場合、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を実施しない。
【００１３】
（８）：（７）において、前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスを更に備え、前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスに対して操作反力を与えて、前記車両乗員による操作を抑制する制御を行うものである。
【００１４】
（９）：（７）または（８）において、前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスと、情報を出力する出力部と、を更に備え、前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスによる操作を抑制しつつ、操作内容が抑制されてい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。
【００１５】
（１０）：車載コンピュータが、自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施し、前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成し、生成した前記推定軌道と前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制する、車両制御方法である。
【００１６】
（１１）：車載コンピュータに、自車両の行動計画に基づき前記自車両の加減速および操舵の一方または双方を自動的に制御する第１の運転モードと、前記自車両の車両乗員の加減速および操舵の一方または双方の操作に基づき前記自車両を制御する第２の運転モードとを実施させ、前記第１の運転モードの実施中に受け付けられた前記操作に基づいて、前記自車両の推定軌道を生成させ、生成された前記推定軌道と前記行動計画とが相反する場合に、前記第１の運転モードから前記第２の運転モードへの移行を抑制させる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
（１）、（１０）、および（１１）によれば、車両制御システムは、自車両の車両乗員による適切でない手動運転が行われる場合に、手動運転への切り替えを抑制することで、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。
【００１８】
（２）によれば、車両制御システムは、車線変更という行動計画を否定する軌道を、行動計画と相反する軌道として判定することができる。すなわち、車線変更を自動的に行う場合には、制御の連続性に対する要求が高いため、そのような要求にも対応した適切な切り替え制御を行うことができる。
【００１９】
（３）によれば、車両制御システムは、加速という行動計画を否定する軌道を、行動計画と相反する軌道として判定することができる。すなわち、車線変更を自動的に行う場合には、制御の連続性に対する要求が高いため、そのような要求にも対応した適切な切り替え制御を行うことができる。
【００２０】
（４）によれば、車両制御システムは、目標軌道と、前記生成した推定軌道と、推定軌道とを比較することで、行動計画と推定軌道とが相反するか否かを適切に判定することができる。
【００２１】
（６）によれば、車両制御システムは、手動操作により自車両Ｍを走行させたいという車両乗員の意図があると考えられるため、その意図を尊重して、車両乗員の操作内容を優先させた走行制御を実現することができる。
【００２２】
（７）によれば、車両制御システムは、偏差に差がない場合に、第１の運転モードから第２の運転モードへの移行を実施しないため、システムにおける運転制御に対する負荷を軽減し、効率化を図ることができる。
【００２３】
（８）によれば、車両制御システムは、操作デバイスに対して操作反力を与えることで、操作が抑制されていることを適切に車両乗員に認識させることができる。
【００２４】
（９）によれば、車両制御システムは、出力部による通知により車両乗員に対して、自らが行っている手動操作が抑制されていることを認識させることができるため、車両乗員に手動操作時における違和感を与えることなく、適切な運転制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る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】本実施形態に係る車両制御システム１の機能構成図である。
【図３】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。
【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１１８により生成される軌道の一例を示す図である。
【図６】ターゲット位置ＴＡが設定される様子を示す図である。
【図７】車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。
【図８】操舵に対する操作抑制例を示す図である。
【図９】自動運転中における偏差量と操舵角との関係に対する抑制制御の様子を説明するための図である。
【図１０】アクセルペダルの操作に対する速度の抑制例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る切替制御処理の一例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】
【００２６】
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。
【００２７】
［車両構成］
図１は、本実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両（以下、「自車両Ｍ」という）の構成要素を示す図である。車両制御システムに含まれる車両制御装置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される。
【００２８】
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、車両制御装置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。
【００２９】
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）方式等によって、自車両Ｍの周囲の物体（例えば、周辺車両（他車両）、障害物等）の有無や、物体までの距離、相対速度等を検出する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
［機能構成］
図２は、本実施形態に係る車両制御システム１の機能構成図である。車両制御システム１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、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール７４等の操作デバイスと、アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５等の操作検出センサと、切替スイッチ８０と、報知装置（出力部）８２と、走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４と、車両制御装置１００とを含む。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、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等が自車両Ｍに搭載されても構わない。
【００３３】
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、車両制御装置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装置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。
【００３４】
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。
【００３５】
操作検出センサは、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を車両制御装置１００に出力する。なお、これに代えて、運転モードによっては操作検出センサの検出結果が、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。
【００３６】
切替スイッチ８０は、車両乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、車両乗員の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転モード（第１の運転モード）、手動運転モード（第２の運転モード）の切り替えを行う。例えば、切替スイッチ８０は、車両乗員の操作内容から、自車両Ｍの運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、切替制御部１３０に出力する。
【００３７】
報知装置８２は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置８２は、例えば自車両Ｍの車両乗員に、手動運転モードから手動運転モードへの移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、および発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。
【００３８】
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１２０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１２０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１２０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。
【００３９】
ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。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。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。
【００４０】
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１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルク（制動力出力装置）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１２０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、走行駆動力出力装置９０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。
【００４１】
［車両制御装置］
以下、車両制御装置１００について説明する。車両制御装置１００は、例えば、自動運転制御部１１０と、走行制御部１２０と、切替制御部１３０と、記憶部１４０とを備える。自動運転制御部１１０は、例えば、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、軌道生成部１１８とを備える。自動運転制御部１１０の各部、走行制御部１２０、および切替制御部１３０のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラム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。また、記憶部１４０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１４０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１４０にインストールされてもよい。また、車両制御装置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。これにより、自車両Ｍの車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。
【００４２】
自動運転制御部１１０は、切替制御部１３０からの指示に従い、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、自車両Ｍの加減速および操舵を自動的に制御する運転モード（自動運転モード）や、自車両Ｍの加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（手動運転モード）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、自車両Ｍの加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（半自動運転モード）を含んでいてもよい。
【００４３】
例えば、第１の運転モードが自動運転モードである場合、第２の運転モードは手動運転モードであってもよいし、半自動運転モードであってもよい。第１の運転モードが半自動運転モードである場合、第２の運転モードは手動運転モードである。つまり、第２の運転モードは、第１の運転モードに比して自動運転の度合が低い。以下の説明では、第１の運転モードが自動運転モードであり、第２の運転モードが手動運転モードであるものとして説明する。なお、手動運転モードの実施時においては、自動運転制御部１１０は動作を停止し、操作検出センサからの入力信号が走行制御部１２０に供給されるようにしてもよいし、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に供給されてもよい。
【００４４】
自動運転制御部１１０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、軌道生成部１１８とを有する。自車位置認識部１１２は、記憶部１４０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、道路情報や、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。
【００４５】
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（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の何れかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、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。
【００４６】
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、車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、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。
【００４７】
行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、車両乗員により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１１６は、その開始地点と終了予定地点の間の区間や、開始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、これに限定されるものではなく、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。
【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、車両制御装置１００は、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。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。
【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。
【００５０】
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、周辺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の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。
【００５１】
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。この結果、車両制御装置１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
【００５２】
［レーンキープイベント］
行動計画生成部１１６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、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、行動計画生成部１１６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、行動計画生成部１１６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、行動計画生成部１１６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、停車や駐車等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、行動計画生成部１１６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、行動計画生成部１１６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。
【００５３】
軌道生成部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された走行態様に基づいて、自車両Ｍの将来の目標軌道を生成する。また、軌道生成部１１８は、生成した軌道を走行制御部１２０および切替制御部１３０に出力する。軌道とは、自車両Ｍが行動計画生成部１１６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。軌道生成部１１８は、少なくとも、自車位置認識部１１２または外界認識部１１４により認識された自車両Ｍの前方に存在する対象物体の速度、および自車両Ｍと対象物体との距離に基づいて自車両Ｍの目標速度を算出する。軌道生成部１１８は、算出した目標速度に基づいて軌道を生成する。対象物体とは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等の物体等を含む。
【００５４】
以下、自動運転モードに着目し、特に対象物体の存在を考慮しない場合と、考慮する場合との双方における軌道の生成について説明する。図５は、軌道生成部１１８により生成される軌道の一例を示す図である。図５（Ａ）に示すように、例えば、軌道生成部１１８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（目標軌道）として設定する。以下、これら目標位置を特段区別しない場合、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、軌道生成部１１８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。軌道生成部１１８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に中央線の位置が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。
【００５５】
例えば、上述した行動計画生成部１１６により走行態様が定速走行に決定された場合、軌道生成部１１８は、図５（Ａ）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。
【００５６】
また、行動計画生成部１１６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）、軌道生成部１１８は、図５（Ｂ）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。この場合において、前走車両が対象ＯＢに設定されたり、前走車両以外の合流地点や、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等が対象ＯＢに設定されたりすることがある。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１２０が自車両Ｍを減速させることになる。
【００５７】
また、図５（Ｃ）に示すように、走行態様がカーブ走行に決定された場合、軌道生成部１１８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５（Ｄ）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が存在する場合、行動計画生成部１１６は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、軌道生成部１１８は、この障害物（対象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。
【００５８】
［車線変更イベント］
次に、車線変更イベントについて説明する。軌道生成部１１８は、自車両Ｍが走行する車線（自車線）に対して隣接する隣接車線であって、車線変更先の隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも前方を走行する車両と、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも後方を走行する車両とを特定し、これら車両の間にターゲット位置ＴＡを設定する。以下、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも前方を走行する車両を、前方基準車両と称し、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも後方を走行する車両を、後方基準車両と称して説明する。ターゲット位置ＴＡは、自車両Ｍと前方基準車両および後方基準車両との位置関係に基づく相対的な位置である。
【００５９】
図６は、ターゲット位置ＴＡが設定される様子を示す図である。図中、ｍＡは前走車両を表し、ｍＢは前方基準車両を表し、ｍＣは後方基準車両を表している。また、矢印ｄは自車両Ｍの進行（走行）方向を表し、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。図６の例の場合、軌道生成部１１８は、隣接車線Ｌ２上において、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にターゲット位置ＴＡを設定する。
【００６０】
次に、軌道生成部１１８は、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。例えば、隣接車線に設けた禁止領域ＲＡに周辺車両が一部でも存在せず、且つ、自車両Ｍと、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとのＴＴＣがそれぞれ閾値よりも大きい場合に、車線変更が可能であると判定する。車線変更が可能でないと判定された場合、軌道生成部１１８は、ターゲット位置ＴＡを再設定する。この際に、車線変更が可能となる条件を満たすようなターゲット位置ＴＡが設定できるタイミングまで待機したり、或いは前方基準車両ｍＢの前、または後方基準車両ｍＣの後ろにターゲット位置ＴＡを設定し、ターゲット位置ＴＡの側方に移動するための速度制御が行われてもよい。
【００６１】
図６に示すように、軌道生成部１１８は、例えば、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。禁止領域ＲＡは、車線Ｌ２の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。
【００６２】
禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、軌道生成部１１８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。軌道生成部１１８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の後方基準車両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および前方基準車両ｍＣの相対速度で除算することで導出される時間である。軌道生成部１１８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、車線変更が可能であると判定する。閾値Ｔｈ（Ｂ）とＴｈ（Ｃ）は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００６３】
車線変更が可能であると判定された場合、軌道生成部１１８は、車線変更のための軌道を生成する。図７は、車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。例えば、軌道生成部１１８は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが所定の速度モデルで走行するものと仮定し、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、自車両Ｍが前走車両ｍＡと干渉せずに、将来のある時刻において前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に位置するように軌道を生成する。例えば、軌道生成部１１８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の位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点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、軌道生成部１１８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。
【００６４】
次に、軌道生成部１１８は、設定条件を満たす軌道を生成できたか否かを判定する。設定条件とは、例えば、軌道点の各点について、加減速度や転向角、想定されるヨーレート等が所定の範囲内に収まっていることである。設定条件を満たす軌道を生成できた場合、軌道生成部１１８は、車線変更のための軌道の情報を走行制御部１２０に出力し、車線変更を実施させる。
【００６５】
［走行制御］
走行制御部１２０は、切替制御部１３０による制御によって、運転モードを自動運転モードや手動運転モード等に設定し、設定した運転モードに従って、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。なお、走行制御部１２０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してよい。
【００６６】
走行制御部１２０は、自車両Ｍの自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部１１８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９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４を制御する。また、走行制御部１２０は、自車両Ｍの手動運転モードが実施される場合、例えば操作検出センサから入力される操作検出信号を、そのまま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に出力する。なお、走行制御部１２０は、自車両Ｍの半自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部１１８によって生成された軌跡に沿って自車両Ｍが走行するように、ステアリング装置９２を制御してもよく、所定の速度で自車両Ｍが走行するように、走行駆動力出力装置９０、およびブレーキ装置９４を制御してもよい。
【００６７】
［切替制御］
切替制御部１３０は、切替スイッチ８０から入力される運転モード指定信号に基づいて運転モードを切り替える。また、切替制御部１３０は、操作デバイスに対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転モードを切り替える。また、切替制御部１３０は、自動運転モード（第１の運転モード）から手動運転モード（第２の運転モード）へ移行するためのハンドオーバ制御を行う。また、切替制御部１３０は、所定の条件に応じて自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制する。
【００６８】
例えば、切替制御部１３０は、ハンドオーバ制御部１３２と、抑制制御部１３４とを有する。ハンドオーバ制御部１３２は、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール７４等の操作デバイスのうち、少なくとも１つの操作デバイスに対する操作量および／または操作時間が、それぞれの操作量または操作時間に対して設けられた閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードへの移行を自動運転制御部１１０に指示し、ハンドオーバに切り替える制御を行う。ここで、操作量は、各操作デバイスに対応する操作検出センサ（アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリング操舵角センサ７５）等により検出することができる。操作量とは、アクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角、またはステアリングトルクの一部または全部、或いはこれらの変化量である。また、操作時間は、例えば各操作デバイスによる操作を受け付けた時間を計測することで取得することができる。また、ハンドオーバ制御部１３２は、上述した操作デバイスへの操作（例えば、加速操作または減速操作等）により、自車両Ｍの車速の増減値が所定の閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを行い、自動運転モードを停止させる制御を行ってもよい。
【００６９】
ここで、例えば自動運転モード中において、車両乗員により操作デバイスを用いて適切でない手動運転が行われる場合がある。例えば、自車両Ｍと前走車両ｍＡとの距離が近づいているため、急いで車線変更を行う必要があるような場合に、車線変更せずに車線を維持するような操舵の手動操作を行ったり、自車両Ｍを加速させるような手動操作を行ったりする場合である。また、例えば自車両Ｍの側方に他車両がいるために、車線変更せずに車線を維持して走行する場合に、自車両Ｍを車線変更させるような操作の操作を行う場合である。なお、適切でない手動運転の例は、これらに限定されるものではない。
【００７０】
このように、車両乗員の操作デバイスに対する操作により、自車両Ｍが危険な走行となるのを回避するため、本実施形態では、自動運転から手動運転への移行（ハンドオーバ）を抑制する制御を行う。例えば、抑制制御部１３４は、軌道生成部１１８により生成された所定時間ごとの目標位置と、自車両Ｍの車両乗員の手動による自車両Ｍの加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、算出した偏差に基づく値と閾値との比較結果に基づいて、行動計画生成部１１６により生成された行動計画と推定軌道とが相反するか否かを判定する。また、抑制制御部１３４は、行動計画と、生成した推定軌道とが相反する場合に、ハンドオーバ制御部１３２による自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制する。行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否か等で分類される。これにより、車線変更という行動計画を否定する軌道を、行動計画と相反する軌道として判定することができる。
【００７１】
なお、自車両Ｍの走行時の状況においては、相反していても抑制制御を行わない方がよい場合も存在する。例えば、設定された目的地とは異なる目的地に行くために、車線変更を行う必要が生じた場合等である。そのような場合に、抑制制御部１３４は、行動計画情報１４６に基づく軌道と、推定軌道とが相反していてもハンドオーバ制御部１３２による自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制しないようにする。
【００７２】
図８は、操舵に対する操作抑制例を示す図である。例えば、抑制制御部１３４は、自動運転モードの実施中に、自車両Ｍの車両乗員の操舵に対する操作があった場合、自車両Ｍの現在位置を基準にして、車両乗員の操作内容による走行により、所定時間Δｔ経過するごとに、Ｓ（１）、Ｓ（２）、Ｓ（３）、…といった将来の推定位置を自車両Ｍの推定軌道として設定する。以下、これらの推定位置を特段区別しない場合、単に「推定位置Ｓ」と表記する。
【００７３】
また、抑制制御部１３４は、上述した軌道生成部１１８により生成された行動計画情報１４６に基づく所定時間Δｔごとの各目標位置Ｋを基準（例えば、中心）として、上限範囲Ｈｕ（１）、Ｈｕ（２）、Ｈｕ（３）、…と、下限範囲Ｈｄ（１）、Ｈｄ（２）、Ｈｄ（３）、…とを設定する。上限範囲Ｈｕおよび下限範囲Ｈｄの外周部分が、それぞれ上限閾値および下限閾値に相当する。以下、これらの所定範囲（上限範囲Ｈｕ、下限範囲Ｈｄ）を特段区別しない場合、単に「所定範囲Ｈ」と総称して表記する。所定範囲Ｈは、図８の例では、目標位置Ｋを中心に設定された所定半径からなる円であるが、これに限定されるものではなく、自車両Ｍの車速や車重等に応じて大きさや形状を設定してもよい。
【００７４】
抑制制御部１３４は、所定時間ごとに設定される所定範囲Ｈ（上限範囲Ｈｕ、下限範囲Ｈｄ）に対して、どの位置に、対応する推定位置Ｓがあるか、且つ行動計画に基づく目標軌道と、推定軌道とが相反するか否かにより抑制制御を行うか否かを判定する。ここで、相反するか否かの判定内容としては、例えば自動運転により車線変更を行っている自車両Ｍに対して、車両乗員の操舵操作により車線変更をさせないような推定軌道が得られた場合に相反すると判定する。したがって、自動運転における自車両Ｍの車線変更時に、車両乗員の操舵操作により自車両Ｍを車線変更させる推定軌道が得られた場合には相反しないと判定する。また、これに限定されるものではなく、例えば自動運転中に前走車両ｍＡに接近したため、減速操作を行っている自車両Ｍに対して、車両乗員の加速操作により前走車両ｍＡに接近する推定軌道が得られた場合に相反すると判定してもよく、操舵操作と加速操作とを組み合わせて相反するか否かを判定してもよい。抑制制御部１３４は、上述した判定結果に応じて車両乗員が自車両Ｍの加減速および操舵の一方または双方における手動操作を抑制する。
【００７５】
例えば、図８の例では、行動計画により進行（走行）方向ｄに車線方向を行う場合を示している。このような状況下で、自車両Ｍの車両乗員により自車両Ｍを左に移動させるための操舵の操作が行われると、抑制制御部１３４による抑制制御が行われる。この場合、抑制制御部１３４は、車両乗員の操作内容に基づき、その後の所定時間ごとの推定位置Ｓを推定する。また、抑制制御部１３４は、軌道生成部１１８により生成された目標位置Ｋから所定範囲Ｈ（上限範囲Ｈｕ、下限範囲Ｈｄ）を設定する。また、抑制制御部１３４は、推定位置Ｓと所定範囲Ｈ（上限範囲Ｈｕ、下限範囲Ｈｄ）との位置関係から、ハンドオーバ（手動運転）への切り替えを抑制する。
【００７６】
例えば、図８（Ａ）に示すように、自車両Ｍの車両乗員における操作デバイスの操作量から推定される推定位置Ｓが下限範囲Ｈｄ内にあり、目標位置Ｋの軌道（目標軌道）との差（偏差）が微小である場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバを実施しないように制御を行う。また、図８（Ｂ）に示すように、操作量から推定される推定位置Ｓが下限範囲Ｈｄより大きく、且つ上限範囲Ｈｕ以下の場合で、且つ行動計画と相反する場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの切り替えを抑制する。なお、抑制制御を行う場合、抑制制御部１３４は、手動操作が抑制されていることを示す情報を、報知装置８２等を用いて車両乗員に通知する。これにより、車両乗員に対し、走行上適切ではない操舵操作を認識させることができる。そのため、ハンドオーバへの切り替え時における衝突等のリスクを回避することができる。
【００７７】
また、図８（Ｃ）に示すように、操作量から推定される推定位置Ｓが、上限範囲Ｈｕを超える場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの切り替えを抑制せずに、車両乗員の操作を優先させた手動運転制御を行う。
【００７８】
図９は、自動運転中における偏差量と操舵角との関係に対する抑制制御の様子を説明するための図である。図９のグラフにおいて、横軸はステアリング操作角センサ７５から得られる操舵角を示し、縦軸は行動計画に基づく目標軌道と、推定軌道との偏差量を示している。図９の例では、本実施形態における抑制制御がない場合に、操舵角の増加に比例して偏差量も増加している。なお、図９の例は、自動走行中のある一場面における抑制制御の様子を表すものである。
【００７９】
このような実偏差量に対し、本実施形態における抑制制御を行う場合、例えば操舵角がθ１になった時点で推定偏差量が下限閾値を超え、且つ行動計画と推定軌道とが相反すると仮定すると、手動運転モードへの切り替えが抑制され、自動運転モードにおける偏差量（図９の例では、下限閾値の偏差量）で走行制御が行われる。また、操舵角がθ２になった時点で推定偏差量が上限閾値を超えたと仮定すると、その時点で抑制が解除され、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが行われて、偏差量の増加に対応した手動運転の走行制御が行われる。
【００８０】
図１０は、アクセルペダルの操作に対する速度の抑制例を示す図である。図１０の例では、行動計画により進行（走行）方向ｄに走行中の自車両Ｍに対し、自車両Ｍの車両乗員により操作された加速操作の操作量に応じて、自動運転から手動運転への切り替えを抑制する。なお、図１０の例では、上述した図８の例と同様に加速操作の操作量に応じて推定された推定位置Ｓ、および所定範囲Ｈ（上限範囲Ｈｕ、下限範囲Ｈｄ）が示されている。
【００８１】
例えば、図１０（Ａ）に示すように、自車両Ｍの車両乗員における操作デバイスの操作量（加速操作）から推定される推定位置Ｓが下限範囲Ｈｄ内にあり、目標位置Ｋの軌道（目標軌道）との差（偏差）が微小である場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバを実施しないように制御を行う。また、図１０（Ｂ）に示すように、操作量から推定される推定位置Ｓが下限範囲Ｈｄより大きく、且つ上限範囲Ｈｕ以下の場合で、且つ行動計画と相反する場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの切り替えを抑制する。なお、抑制制御を行う場合、抑制制御部１３４は、手動操作が抑制されていることを示す情報を、報知装置８２等を用いて車両乗員に通知する。これにより、車両乗員に対して、走行上適切ではない加速操作を認識させることができる。そのため、ハンドオーバへの切り替え時における衝突等のリスクを回避することができる。
【００８２】
また、図１０（Ｃ）に示すように、操作量から推定される推定位置Ｓが、上限範囲Ｈｕを超える場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの切り替えを抑制せずに、車両乗員の操作を優先させた手動運転制御を行う。
【００８３】
上述した図８の例では、自車両Ｍの車両乗員による操舵の操作に対して、また図１０の例では、自車両Ｍの車両乗員がアクセルペダル７０の操作に対して、ハンドオーバへの切り替えの抑制を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、抑制制御部１３４は、他の種類の操作デバイスが自車両Ｍに搭載されている場合、操作デバイスの種類に応じた抑制制御を行ってよい。
【００８４】
また、本実施形態では、手動運転に切り替えないことに加えて、下記のような制御を行ってもよい。例えば、ステアリングホイール７４の回転させるときの負荷を徐々に（または段階的に）重くしたり、加速の場合には、アクセルペダル７０における踏込時の重さを徐々に（または段階的に）重くする等、自車両Ｍの操作デバイスに対して操作反力を与えて、自車両Ｍの車両乗員による操作を抑制する制御を行う。
【００８５】
また、上述したように、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの移行の抑制制御の開始と共に、報知装置８２による通知を行う。例えば、報知装置８２が自車両Ｍに設けられたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）等の表示部である場合、抑制制御部１３４は、その表示部の画面にハンドオーバへの移行の抑制を行っている旨のメッセージを表示させる。なお、表示部は、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ってもよく、ナビゲーション装置５０が備える表示部や、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部であってもよい。また、報知装置８２がスピーカである場合、抑制制御部１３４は、そのスピーカからハンドオーバへの移行を抑制している旨のメッセージや警告音等を音声出力させる。また、報知装置８２が自車両Ｍに設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ等の発光装置である場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの移行の抑制時に、ＬＥＤランプを点灯または点滅させる。また、報知装置８２が自車両Ｍの座席等を振動させるためのバイブレータである場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの移行の抑制時に、そのバイブレータにより車両乗員が座っている座席を振動させる。抑制制御部１３４は、上述した報知手法のうち、少なくとも１つを用いて車両乗員に通知するが、通知手法については、これらに限定されるものではない。上述した抑制制御部１３４による制御により、自動運転から手動運転への移行時において、自動運転から手動運転への適切な切り替えを行うことができる。
【００８６】
［処理フロー］
以下、本実施形態に係る車両制御装置１００よる処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御装置１００のおける各種処理のうち、自車両Ｍの車両乗員に対して自動運転モードから手動運転モードへの切替制御処理の流れについて説明する。
【００８７】
図１１は、本実施形態に係る切替制御処理の一例を示すフローチャートである。図１１の例において、切替制御部１３０は、自動運転中での車両乗員による操作があるまで、待機する（ステップＳ１００）。次に、抑制制御部１３４は、自車両の車両乗員が加減速および操舵の一方または双方を操作したときの操作量から、その後の自車両Ｍの推定軌道を特定し（ステップＳ１０２）、行動計画情報１４６に基づき軌道生成部１１８が生成した予定軌道（目標位置Ｋ）と、ステップＳ１０４の処理で得られた推定軌道との偏差を計算する（ステップＳ１０４）。偏差とは、所定時間△ｔごとの目標位置Ｋと推定位置Ｓとの差分であるが、これに限定されるものではなく、所定時間△ｔごとに得られる差分の変化量等、他の指標値であってもよい。
【００８８】
次に、抑制制御部１３４は、ステップＳ１０６で計算された偏差が上限閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。上限閾値以下である場合、抑制制御部１３４は、偏差が下限閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。偏差が下限閾値より大きい場合、抑制制御部１３４は、上述した推定軌道が行動計画情報１４６に基づく行動計画と相反するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。これらが相反する場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバへの移行を抑制し（ステップＳ１１２）、報知装置８２により抑制状態を車両乗員に通知する（ステップＳ１１４）。
【００８９】
次に、抑制制御部１３４は、車両乗員が所定時間以上、操作デバイスを操作したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。所定時間以上操作している場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバ制御部１３２によるハンドオーバを実施し（ステップＳ１１８）、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、抑制制御部１３４は、ステップＳ１１０の処理において行動計画と相反しないと判定した場合にも、ハンドオーバを実施する。また、ステップＳ１１６の処理において、所定時間以上操作していない場合、抑制制御部１３４は、ハンドオーバ制御部１３２によるハンドオーバを実施せず（Ｓ１２０）、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、抑制制御部１３４は、ステップＳ１０８の処理において、偏差が下限閾値以下である場合にもハンドオーバを実施しない。
【００９０】
以上説明した本実施形態における車両制御システム１、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、自車両Ｍの車両乗員の操作デバイスへの入力が、システムの行動予定と相反する場合にハンドオーバを抑制するため、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。例えば、本実施形態によれば、目標位置Ｋと推定位置Ｓとの差分が上限閾値を超えるほど大きい場合や所定時間以上手動操作が継続している場合には、手動操作により自車両Ｍを走行させたいという車両乗員の意図があると考えられるため、その意図を尊重して、車両乗員の操作内容を優先させた走行制御を実現することができる。また、本実施形態によれば、手動操作による推定軌道と行動計画とが相反しない場合、そのままハンドオーバを実施しても自動運転時における自車両Ｍの走行状況との差が小さいため、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。
【００９１】
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】
【００９２】
１…車両制御システム、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…アクセルペダル、７１…アクセル開度センサ、７２…ブレーキペダル、７３…ブレーキ踏量センサ、７４…ステアリングホイール、７５…ステアリング操舵角センサ、８０…切替スイッチ、８２…報知装置、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…車両制御装置、１１０…自動運転制御部、１１２…自車位置認識部、１１４…外界認識部、１１６…行動計画生成部、１１８…軌道生成部、１２０…走行制御部、１３０…切替制御部、１３２…ハンドオーバ制御部、１３４…抑制制御部、１４０…記憶部、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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