(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定する特定部と、
前記前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって、前記特定部により特定された車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、導出した調整値および前記特定部により特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出する導出部と、
前記導出部により導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、を備え、
前記導出部は、前記特定部により特定された前記前走車両の速度と、前記特定部に特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する、
車両制御装置。
【請求項２】
自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定する特定部と、
前記前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって、前記特定部により特定された車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、導出した調整値および前記特定部により特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出する導出部と、
前記導出部により導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、を備え、
前記導出部は、前記特定部により特定された前記前走車両の速度と、前記前走車両と自車両との相対速度と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する、
車両制御装置。
【請求項３】
前記導出部は、前記調整値に最小値を設け、自車両の速度が速くなるのに応じて、前記調整値の最小値を高く導出する、
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記導出部は、前記特定部により特定された車間距離が所定距離未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記特定部により特定された車間距離が所定距離以上である場合、前記調整値を上限値に設定する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記導出部は、前記前走車両の速度が自車両の速度未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記前走車両の速度が、前記自車両の速度以上である場合、前記調整値を上限値に設定する、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記導出部は、前記自車両の速度が、予め設定された速度未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記自車両の速度が、予め設定された速度以上である場合、前記調整値を上限値に設定する、
請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項７】
コンピュータが、
自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定し、
前記特定した車間距離に対応付けられた値であって、前記車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、
前記導出した調整値および前記特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出し、
前記導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御し、
前記特定された前記前走車両の速度と、前記特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する、
車両制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定させ、
前記特定させた車間距離に対応付けられた値であって、前記車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出させ、
前記導出させた調整値および前記特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出させ、
前記導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御させ、
前記特定された前記前走車両の速度と、前記特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出させる、
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、車両制御装置、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】
自車両の前方を走行する前走車両との距離に基づいて、自車両の速度を制御する技術が知られている。これに関連して、運転者の操作により自車両の自動運転の開始を指示する指示手段と、自動運転の目的地を設定する設定手段と、運転者により前記指示手段が操作された場合に、前記目的地が設定されているか否かに基づいて自動運転のモードを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記自動運転のモードに基づいて車両走行制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前記目的地が設定されていない場合は、前記自動運転のモードを、前記自車両の現在の走行路に沿って走行する自動運転又は自動停車に決定する、運転支援装置が知られている（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】国際公開第２０１１／１５８３４７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、専ら自車両と前走車両との距離に基づいて自車両の走行速度を算出していたため、前走車両を基準とした自車両の速度制御を精度よく行うことができない場合があった。
【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、前走車両を基準とした自車両の速度制御を、より精度よく行うことができる車両制御装置、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）；この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定する特定部と、前記前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって、前記特定部により特定された車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、導出した調整値および前記特定部により特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出する導出部と、前記導出部により導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、を備え、前記導出部は、前記特定部により特定された前記前走車両の速度と、前記特定部に特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する車両制御装置である。
【０００７】
（２）；この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定する特定部と、前記前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって、前記特定部により特定された車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、導出した調整値および前記特定部により特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出する導出部と、前記導出部により導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、を備え、前記導出部は、前記特定部により特定された前記前走車両の速度と、前記前走車両と自車両との相対速度と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する車両制御装置である。
【０００８】
（３）；上記の（１）または（２）の態様において、前記導出部は、前記調整値に最小値を設け、自車両の速度が速くなるのに応じて、前記調整値の最小値を高く導出する。
【０００９】
（４）；上記の（１）から（３）のいずれかの態様において、前記導出部は、前記特定部により特定された車間距離が所定距離未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記特定部により特定された車間距離が所定距離以上である場合、前記調整値を上限値に設定する。
【００１０】
（５）；上記の（１）から（４）のいずれかの態様において、前記導出部は、前記前走車両の速度が自車両の速度未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記前走車両の速度が、前記自車両の速度以上である場合、前記調整値を上限値に設定する。
【００１１】
（６）；上記の（１）から（５）のいずれかの態様において、前記導出部は、前記自車両の速度が、予め設定された速度未満である場合、前記調整値を上限値未満の値に導出し、前記自車両の速度が、予め設定された速度以上である場合、前記調整値を上限値に設定する。
【００１２】
（７）；この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定し、前記特定した車間距離に対応付けられた値であって、前記車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、前記導出した調整値および前記特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出し、前記導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御し、前記特定された前記前走車両の速度と、前記特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出する車両制御方法である。
【００１３】
（８）；この発明の一態様に係る車両制御プログラムは、コンピュータに、自車両の前方に存在する前走車両の速度、および前記前走車両と前記自車両との車間距離を特定させ、前記特定させた車間距離に対応付けられた値であって、前記車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出させ、前記導出させた調整値および前記特定された前記前走車両の速度に基づいて、前記自車両の目標速度を導出させ、前記導出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御させ、前記特定された前記前走車両の速度と、前記特定された前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、前記加重和に前記調整値を乗算して、前記自車両の目標速度を導出させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
上記の（１）−（８）によれば、前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値を導出し、導出した調整値および前走車両の速度に基づいて、自車両の目標速度を導出することにより、前走車両を基準とした自車両の速度制御を、より精度よく行うことができる。
【００１７】
上記の（１）によれば、導出部が、前走車両の速度と、前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分と、を含む複数の値の加重和を求め、加重和に調整値を乗算して、自車両の目標速度を導出することにより、安全性の高い目標速度を導出することができる。
【００１８】
上記の（２）によれば、導出部が、前走車両の速度と、前走車両と自車両との相対速度と、を含む複数の値の加重和を求め、加重和に調整値を乗算して、自車両の目標速度を導出することにより、安全性の高い目標速度を導出することができる。
【００１９】
上記の（３）によれば、導出部が、調整値に最小値を設け、自車両の速度が速くなるのに応じて、調整値の最小値を高く導出することにより、自車両の速度が速い場合に、急激に自車両が減速することを抑制することができる。また、導出部は、自車両Ｍの不要な減速を抑制することができる。
【００２０】
上記の（４）によれば、導出部が、車間距離が所定距離以上である場合、調整値を上限値に設定することにより、車間距離が十分に存在する場合は、自車両が不要な減速を行うことを抑制することができる。
【００２１】
上記の（５）によれば、導出部が、前走車両の速度が、自車両の速度以上である場合、調整値を上限値に設定することにより、自車両が不要な減速を行うことを抑制することができる。
【００２２】
上記の（６）によれば、導出部が、自車両の速度が、予め設定された速度以上である場合、調整値を上限値に設定する。この場合、自車両と前走車両との車間距離が十分に存在すると推認されるため、導出部は、自車両が不要な減速を行うことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態に係る車両制御装置１００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装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。
【図３】自車位置認識部１０２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】第１軌道生成部１１２により生成される軌道の一例を示す図である。
【図６】第１軌道生成部１１２により実行される目標速度が算出される処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】最小値設定マップ１５７の一例を示す図である。
【図８】最小値設定マップ１５７の他の例を示す図である。
【図９】最小値設定マップ１５７の他の例を示す図である。
【図１０】KLS設定マップ１５８の一例を示す図である。
【図１１】ターゲット位置設定部１２２がターゲット位置ＴＡを設定する様子を示す図である。
【図１２】第２軌道生成部１２６が軌道を生成する様子を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る車両制御装置１００Ａを中心とした自車両Ｍの機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、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。
＜第１の実施形態＞
［車両構成］
図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置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。
【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。
【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。
【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装置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、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１５４として記憶部１５０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。
【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】
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１３０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。
【００３４】
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１３０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１４０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。
【００３５】
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１３０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１３０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１３０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。
【００３６】
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、ステアリング操舵角（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１３０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。
【００３７】
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１３０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１３０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。
【００３８】
［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、自車位置認識部１０２と、外界認識部１０４と、行動計画生成部１０６と、走行態様決定部１１０と、第１軌道生成部１１２と、車線変更制御部１２０と、走行制御部１３０と、制御切替部１４０と、記憶部１５０とを備える。自車位置認識部１０２、外界認識部１０４、行動計画生成部１０６、走行態様決定部１１０、第１軌道生成部１１２、車線変更制御部１２０、走行制御部１３０、および制御切替部１４０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機能するソフトウェア機能部である。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）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１５０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１５０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１５０にインストールされてもよい。
【００３９】
自車位置認識部１０２は、記憶部１５０に格納された地図情報１５２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１５２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１５２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。
【００４０】
図３は、自車位置認識部１０２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１０２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１０２は、走行車線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。
【００４１】
外界認識部１０４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１０４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。
【００４２】
行動計画生成部１０６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１０６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００４３】
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１０６は、地図情報１５２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１０６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１５６として記憶部１５０に格納される。
【００４４】
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１０６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１０６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。
【００４５】
行動計画生成部１０６は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部１０４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１０６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。
【００４６】
具体的には、行動計画生成部１０６は、車両走行中に外界認識部１０４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１０４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１０６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。
【００４７】
［レーンキープイベント］
走行態様決定部１１０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１３０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１１０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１１０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１１０は、外界認識部１０４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１１０は、外界認識部１０４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１１０は、外界認識部１０４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。
【００４８】
第１軌道生成部１１２は、走行態様決定部１１０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１１０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。第１軌道生成部１１２は、少なくとも、自車位置認識部１０２または外界認識部１０４により認識された自車両Ｍの前方に存在する前走車両の速度、および後述する調整値に基づいて目標速度を算出（導出）する。第１軌道生成部１１２は、算出した目標速度に基づいて軌道を生成する。なお、第１軌道生成部１１２により実行される自車両Ｍの目標速度の算出手法については後述する。
【００４９】
以下、特に対象ＯＢ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、第１軌道生成部１１２により生成される軌道の一例を示す図である。図中（Ａ）に示すように、例えば、第１軌道生成部１１２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１１２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１１２は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報１５２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１５２に含まれている場合に、この地図情報１５２から取得してもよい。
【００５０】
例えば、上述した走行態様決定部１１０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１１２は、図中（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。
【００５１】
また、走行態様決定部１１０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１１２は、図中（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、目標地点などの地点、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１３０が自車両Ｍを減速させることになる。
【００５２】
また、図中（Ｃ）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１１０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１１２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、図中（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ＯＢが存在する場合、走行態様決定部１１０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１１２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。
【００５３】
［追従走行］
以下、追従走行、または前走車両の減速に伴う減速時における目標速度（Vego_car_target）の算出手法について説明する。第１軌道生成部１１２は、例えば、式（１）により、目標速度を算出する。式中、KLSは調整値（詳細は後述）、Vpre_carは前走車両の速度、K1はゲイン、dPは後述する式（２）に基づいて算出される自車両Ｍから前走車両までの距離と目標距離との差分、K2はゲイン、dVは後述する式（４）に基づいて算出される前走車両の速度と自車両Ｍの速度との差分である。なお、第１軌道生成部１１２は、式（１）中の「K1＊dP」および／または「K2＊dV」の項を省略して目標速度を算出してもよい。
Vego_car_target＝KLS（Vpre_car＋K1＊dP＋K2＊dV）・・・（１）
【００５４】
第１軌道生成部１１２は、例えば、式（２）に基づいて、差分dPを算出する。式中、Dpre_carは、自車両Ｍから前走車両までの距離である。式中、Dtargetは、予め設定された自車両Ｍと前走車両との目標距離である。
dP＝Dpre_car−Dtarget・・・（２）
【００５５】
また、第１軌道生成部１１２は、例えば、式（３）に基づいて、目標距離Dtargetを算出する。式中、Thwは設定時間である。設定時間Thwは、予め任意に設定される時間（例えば１．５秒や、２秒程度）である。予め任意に設定される時間は、先行車両が急減速した場合や、急停車した場合に、後方の車両が先行車両と干渉せずに安全性を確保した状態を維持することできる時間である。また、式中、Vego_car_actは自車両Ｍの速度である。
Dtarget＝Vego_car_act＊Thw・・・（３）
【００５６】
ただし、目標距離Dtargetは、最低目標距離min_Dtarget以下とならないように設定してもよい。最低目標距離min_Dtargetは、自車両Ｍと前走車両との間の最低目標距離である。最低目標距離は予め設定されている。
【００５７】
なお、第１軌道生成部１１２は、上述した式（３）の「Vego_car_act＊Thw」に代えて、「Vpre_car＊Thw」として、目標距離Dtargetを算出してもよい。
【００５８】
第１軌道生成部１１２は、例えば、式（４）に基づいて、相対速度dVを算出する。
dV＝Vpre_car−Vego_car_act・・・（４）
【００５９】
図６は、第１軌道生成部１１２により実行される目標速度が算出される処理の流れ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、例えば所定間隔で繰り返し実行される。
【００６０】
まず、第１軌道生成部１１２は、外界認識部１０４の認識結果に基づいて、前走車両の速度を取得する（ステップＳ１００）。前走車両とは、自車両Ｍの直前を走行する車両、または自車両Ｍの前方に停車している車両を含む。次に、第１軌道生成部１１２は、車両センサ６０の検出結果、およびステップＳ１００で取得した前走車両の車速に基づいて、前走車両の速度（Ｖ）が自車両Ｍの速度（Ｖ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。前走車両の速度（Ｖ）が自車両Ｍの速度（Ｖ）以上である場合、ステップＳ１１４の処理に進む。
【００６１】
前走車両の速度（Ｖ）が自車両Ｍの速度（Ｖ）未満である場合、第１軌道生成部１１２は、自車両Ｍの速度が所定の速度（例えば５０［ｋｍ／ｈ］）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。自車両Ｍの速度が所定の速度以上である場合、ステップＳ１１４の処理に進む。
【００６２】
自車両Ｍの速度が所定の速度未満である場合、第１軌道生成部１１２は、調整値KLSの最小値を設定する（ステップＳ１０６）。第１軌道生成部１１２は、例えば、調整値KLSの最小値と、自車両Ｍの速度が互いに対応付けられた最小値設定マップ１５７に基づいて、調整値KLSの最小値を設定する。最小値設定マップ１５７は、記憶部１５０に格納されている。
【００６３】
図７は、最小値設定マップ１５７の一例を示す図である。最小値設定マップ１５７において、調整値KLSの最小値minKLSは、自車両Ｍの速度が速くなるのに応じて、高くなるように記憶されている。第１軌道生成部１１２は、自車両Ｍの速度がＶ１（例えば２５［ｋｍ／ｈ］）以下である場合、調整値KLSの最小値をゼロに近い値（例えばゼロ）に設定する。また、第１軌道生成部１１２は、自車両Ｍの速度がＶ１より速いＶ２以上である場合、調整値KLSの最小値を１に近い上限値（例えば０．８）に設定する。第１軌道生成部１１２は、自車両Ｍの速度がＶ１からＶ２の間では、自車両Ｍの速度が速くなるのに応じて、調整値KLSの最小値を高く設定する。
【００６４】
図７では最小値minKLSは、最小値minKLSの最小値と最大値の間で直線的に増加するものとしたが、車両制御装置１００は、曲線状または階段状に最小値minKLSが増加するマップを使用してもよい。図８は、最小値設定マップ１５７の他の例を示す図である。第１軌道生成部１１２が、曲線状に最小値minKLSが増加する最小値設定マップを使用することにより、より適切に自車速に応じた最小値minKLSを設定することができる。
【００６５】
図９は、最小値設定マップ１５７の他の例を示す図である。最小値設定マップの最小値minKLSを階段状にすることにより、最小値設定マップを簡易に構成することができる。なお、第１軌道生成部１１２が、最小値設定マップに代えて、予め設定された関数を用いて調整値KLSの最小値minKLSを導出してもよい。
【００６６】
次に、第１軌道生成部１１２は、外界認識部１０４の認識結果に基づいて、自車両Ｍと前走車両との車間距離を取得する（ステップＳ１０８）。次に、第１軌道生成部１１２は、ステップＳ１０８で取得した車間距離に基づいて、調整値KLSを設定する（ステップＳ１１０）。第１軌道生成部１１２は、調整値KLSと、車間距離が互いに対応付けられたKLS設定マップ１５８に基づいて、調整値KLSを設定する。KLS設定マップ１５８は、記憶部１５０に格納されている。
【００６７】
図１０は、KLS設定マップ１５８の一例を示す図である。KLS設定マップ１５８において、調整値KLSの値は、自車両Ｍと前走車両との車間距離が短くなるのに応じて小さくなるように記憶されている。第１軌道生成部１１２は、車間距離がＤ１（例えば１０ｍ）以下である場合、調整値KLSの値を、ステップＳ１０６で設定した調整値KLSの最小値に設定する。また、第１軌道生成部１１２は、車間距離がＤ１より長いＤ２以上である場合、調整値KLSを上限値maxKLSに設定する。上限値maxKLSは、例えば「１」（または「１に近い値」）である。なお、「Ｄ２」は、例えば、後述する「目標距離Dtarget」である。第１軌道生成部１１２は、車間距離がＤ１からＤ２の間では、車間距離が短くなるのに応じて、調整値KLSの値を低く設定する。なお、図１０のKLS設定マップ１５８は、図８または図９の最小値設定マップと同様に、調整値KLSが車間距離に応じて直線的に増加する部分（最小値minKLSから上限値maxKLSの間の直線）を曲線状または階段状にしてもよい。また、第１軌道生成部１１２が調整値KLSマップに代えて、予め設定された関数を用いて調整値KLSを導出してもよい。
【００６８】
次に、第１軌道生成部１１２は、ステップＳ１１０で設定した調整値KLSおよび式（１）に基づいて、目標速度を算出する（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１４では、第１軌道生成部１１２は、調整値KLSを「１」に設定し、式（１）を用いて自車両Ｍの目標速度を算出する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
【００６９】
ここで、調整値KLSを用いずに目標速度を算出する場合を考える。例えば、式（１）から調整値KLSを省略した式によって目標速度が算出される。この場合、センサの誤差や、処理の応答性の遅れ等により、目標速度が理想的な速度より速くなってしまう場合がある。この現象は、渋滞時などの低速〜中速走行時に現れやすい。
【００７０】
これに対して、本実施形態の車両制御装置１００は、自車両Ｍと前走車両との車間距離が短くなるのに応じて調整値KLSを小さい値に設定し、これを乗算した後で目標車速を算出するため、車間距離が詰まってきた場合の減速を応答よく行うことができる。この結果、前走車両を基準とした自車両の速度制御をより精度よく行うことができる。
【００７１】
また、図７から図９に示したように車両制御装置１００は、自車両Ｍの速度に応じて調整値KLSの最小値を変化させることで、自車両Ｍの速度が中速域または高速域の場合（例えば５０［ｋｍ／ｈ］程度の場合）、急激に自車両Ｍの速度が抑制されることを防止することができる。この結果、乗員の乗り心地を向上させることができる。また、車両制御装置１００は、自車両Ｍの速度に応じて調整値KLSの最小値を変化させることで、不要な減速を抑制することができる。不要な減速とは、自車両Ｍの速度が中速域または高速域であり、十分に前走車両との車間距離を維持している場合の減速である。
【００７２】
また、図７から９および図１０で示したように車両制御装置１００は、所定の条件（例えば自車速がＶ１未満、且つ車間距離がＤ１以下）を満たした場合、調整値KLSを小さい値（例えばゼロ）に設定するため、前走車両と適切な車間距離を保つように自車両Ｍを制御することができる。
【００７３】
このように、車両制御装置１００は、自車両Ｍの速度に応じて調整値KLSの最小値を変化させ、自車両Ｍと前走車両との車間距離が短くなるのに応じて調整値KLSを小さい値に設定し、（Vpre_car＋K1＊dP＋K2＊dV）に設定した調整値KLSを乗算することで、自車両Ｍの目標速度を算出することにより、前走車両を基準とした自車両の速度制御を更に精度よく行うことができる。
【００７４】
更に本実施形態の車両制御装置１００は、前走車両と自車両との車間距離と目標距離との差分dPを含む複数の値の加重和を求め、加重和に調整値KLSを乗算して、自車両の目標速度を算出する。これにより、前走車両が急減速した場合であっても、車両制御装置１００は、迅速に自車両Ｍを減速させることができる。
【００７５】
［車線変更イベント］
車線変更制御部１２０は、行動計画に含まれる車線変更イベントが走行制御部１３０により実施される際の制御を行う。車線変更制御部１２０は、例えば、ターゲット位置設定部１２２と、車線変更可否判定部１２４と、第２軌道生成部１２６とを備える。なお、車線変更制御部１２０は、分岐イベントや合流イベントが走行制御部１３０により実施される際に、後述する処理を行ってもよい。
【００７６】
ターゲット位置設定部１２２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領域である。
【００７７】
図１１は、ターゲット位置設定部１２２がターゲット位置ＴＡを設定す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。
【００７８】
車線変更可否判定部１２４は、ターゲット位置設定部１２２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。
【００７９】
まず、車線変更可否判定部１２４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。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１２４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。
【００８０】
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１２４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１２４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。延出線ＦＭは、自車両Ｍの前端を仮想的に延出させた線であり、延出線ＲＭは、自車両Ｍの後端を仮想的に延出させた線である。車線変更可否判定部１２４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１２４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。
【００８１】
なお、ターゲット位置設定部１２２は、隣接車線Ｌ２上において、後方基準車両ｍＣの後方（後方基準車両ｍＣと、その後方に存在する車両との間）にターゲット位置ＴＡを設定してもよい。
【００８２】
また、車線変更可否判定部１２４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１２４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する。
【００８３】
第２軌道生成部１２６は、上述した車線変更可否判定部１２４によりターゲット位置ＴＡ内に自車両Ｍが車線変更可能であると判定された場合、このターゲット位置ＴＡ内に車線変更するための軌道を生成する。
【００８４】
例えば、第２軌道生成部１２６は、自車位置認識部１０２または外界認識部１０４により認識された自車両Ｍの前方に存在する前方基準車両ｍＢ（または前走車両ｍＡ）の速度、および調整値KLSに基づいて目標速度を算出する。第２軌道生成部１２６は、例えば、上述した式（１）を用いて、前走車両ｍＡを基準とした上限速度を算出する。なお、第２軌道生成部１２６は、算出した目標速度に基づいて、車線変更するための軌道を生成する。第２軌道生成部１２６は、車線変更先の前方基準車両ｍＢを基準として式（１）により目標速度（上限速度）を求めてもよい。例えば、自車両Ｍと前走車両ｍＡとの距離が第１の所定距離以上であり、且つ自車両Ｍと後方基準車両ｍＣとの距離が第２の所定距離以上である場合（或いはいずれか一方を満たす場合）、第２軌道生成部１２６は、前方基準車両ｍＢに追従するための速度制御を開始してもよい。この場合、第２軌道生成部１２６は、上記条件を満たした場合、自車両Ｍが車線変更を開始する車線Ｌ１上において、車線変更先の前方基準車両ｍＢを基準として式（１）に基づいて、目標速度を算出することを開始する。これによって、第２軌道生成部１２６は、算出した目標速度に基づいて、車線変更先の前方基準車両ｍＢに追従しながら、車線変更先の車線Ｌ２の前方基準車両ｍＢの後方にスムーズに車線変更することができる。
【００８５】
図１２は、第２軌道生成部１２６が軌道を生成する様子を示す図である。例えば、第２軌道生成部１２６は、前走車両ｍＡ、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、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自車両Ｍが前方基準車両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、第２軌道生成部１２６は、現在の自車両Ｍの位置から、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、第２軌道生成部１２６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。
【００８６】
［走行制御］
走行制御部１３０は、制御切替部１４０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１３０は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１５６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１５６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。
【００８７】
例えば、このイベントがレーンキープイベントである場合、走行制御部１３０は、第１軌道生成部１１２により生成された軌道に従い、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。具体的には、走行制御部１３０は、軌道の目的位置Ｋ間の距離と、目的位置Ｋを配置した際の所定時間Δｔとに基づいて、所定時間Δｔごとの自車両Ｍの速度を導出し、この所定時間Δｔごとの速度に従って、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量を決定する。また、走行制御部１３０は、目的位置Ｋごとの自車両Ｍの進行方向と、この目的位置を基準とした次の目的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。
【００８８】
また、上記イベントが車線変更イベントである場合、走行制御部１３０は、第２軌道生成部１２６により生成された軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量とを決定する。
【００８９】
走行制御部１３０は、イベントごとに決定した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１３０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１３０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。
【００９０】
また、走行制御部１３０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１３０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。
【００９１】
制御切替部１４０は、行動計画生成部１０６によって生成され、記憶部１５０に格納された行動計画情報１５６に基づいて、走行制御部１３０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１４０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１３０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１３０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。
【００９２】
また、制御切替部１４０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１３０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１４０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１３０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１３０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１４０は、走行制御部１３０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、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両ｍＡ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、車両制御装置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。
【００９３】
以上説明した第１の実施形態によれば、車両制御装置１００が、前走車両の速度、および前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値に基づいて、自車両Ｍの目標速度を算出することにより、前走車両を基準とした自車両の速度制御を、より精度よく行うことができる。
【００９４】
＜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装置１００Ａは、目的地までの経路に基づいてイベントを設定し、自動運転を行うのではなく、単に自車両Ｍの前方を走行する前走車両に追従走行を行う点で、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。
【００９５】
図１３は、第２の実施形態に係る車両制御装置１００Ａ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、レーダ３０、車両センサ６０、操作デバイス７０、操作検出センサ７２、追従走行スイッチ８２、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、および車両制御装置１００Ａが搭載される。車両制御装置１００Ａは、例えば、前走車両認識部１０５と、追従制御部１２８と、走行制御部１３０とを備える。以下、第１の実施形態の構成または機能部と同様の構成または機能部については説明を省略する。
【００９６】
追従走行スイッチ８２は、運転者等によって操作されるスイッチである。追従走行スイッチ８２は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部１３０による制御モードを追従走行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、追従制御部１２８に出力する。追従走行モードとは、前走車両が存在する場合は、前走車両との車間距離を一定に維持して前走車両を追従して走行し、前走車両が存在しない場合は、予め設定された速度で走行するモードである。
【００９７】
前走車両認識部１０５は、レーダ３０によって検出された前走車両を認識する。追従制御部１２８は、追従走行スイッチ８２により運転者等の操作が受け付けられた場合、自車両Ｍの目標速度を算出する。前走車両が存在しない場合、追従制御部１２８は、予め設定された目標速度を算出する。前走車両が存在する場合、追従制御部１２８は、前走車両と自車両Ｍとの車間距離を一定に維持して、前走車両を追従する目標速度を算出する。追従制御部１２８は、前走車両認識部１０５によって認識された前走車両の速度、調整値KLSを用いた式（１）に基づいて、第１の実施形態と同様に目標速度を算出する。走行制御部１３０は、追従制御部１２８により算出された目標速度を取得し、取得した目標速度で自車両Ｍが走行するように走行駆動力出力装置９０や、ブレーキ装置９４、アクセルペダルの操作量を制御する。なお、追従制御部１２８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１３０による自車両Ｍの制御モードを追従制御モードから手動運転モードに切り換える。
【００９８】
以上説明した第２の実施形態によれば、車両制御装置１００Ａが、前走車両の速度、および前走車両と自車両との車間距離に対応付けられた値であって車間距離が短くなるのに応じて小さくなる調整値に基づいて、自車両Ｍの目標速度を算出することにより、第１の実施形態と同様に前走車両を基準とした自車両の速度制御を、より精度よく行うことができる。
【００９９】
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】
【０１００】
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、１００Ａ…車両制御装置、１０２…自車位置認識部、１０４…外界認識部、１０６…行動計画生成部、１１０…走行態様決定部、１１２…第１軌道生成部、１２０…車線変更制御部、１２２…ターゲット位置設定部、１２４…車線変更可否判定部、１２６…第２軌道生成部、１２８…追従制御部、１３０…走行制御部、１４０…制御切替部、１５０…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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【図１２】
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【図１３】
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