(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周辺に存在する周辺物体を検知する検知部と、
前記検知部により検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成する生成部と、
前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成部により生成された緊急性重視軌道を選択し、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成部により生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価した結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択する評価選択部と、
前記評価選択部により選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する走行制御部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記評価選択部は、前記自車両が計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両が周辺物体に干渉せず、且つ自車両の挙動が設定範囲を超えないとき、前記生成部により生成された前記計画性重視軌道を選択する、
請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記評価選択部は、前記自車両が計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両が周辺物体に干渉するとき、または自車両の挙動が設定範囲を超えるとき、前記生成部により生成された前記計画性重視軌道に代えて前記生成部により生成された前記安全性重視軌道を選択する、
請求項２記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記評価選択部は、前記生成部により生成された計画性重視軌道の評価値を導出し、導出した前記計画性重視軌道の評価値が基準値未満の場合は、安全性重視軌道を選択する、
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】
前記評価選択部は、前記生成部により生成された安全性重視軌道と計画性重視軌道の評価値を導出し、導出した前記計画性重視軌道の評価値が基準値以上であっても、前記安全性重視軌道の評価値が、前記計画性重視軌道より所定値以上高い場合は、前記安全性重視軌道を選択する、
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６】
前記生成部は、前記計画への追従性の評価が所定以上である前記安全性を重視した基準軌道に基づいて前記安全性重視軌道を生成し、前記安全性の評価が所定以上である前記計画への追従性を重視した基準軌道に基づいて前記計画性重視軌道を生成し、
前記評価選択部は、前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記生成部により生成された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択する、
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】
前記生成部は、前記安全性の評価が高い軌道から、評価値が高くなる方向に軌道要素を変更し、評価値が局所的に最大になった基準軌道に基づいて、安全性重視軌道を生成し、前記計画への追従性の評価が高い軌道から、評価値が高くなる方向に軌道要素を変更し、評価値が局所的に最大になった基準軌道に基づいて、計画性重視軌道を生成する、
請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記生成部は、少なくとも前記自車両が将来において到達すべき自車両の位置として予め設定された到達位置、自車両の起点位置、および前記自車両の速度ベクトルをパラメータとしたスプライン曲線に基づいて、前記計画性重視軌道、または安全性重視軌道を生成する、
請求項１から７のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記生成部は、前記自車両が将来において到達すべき自車両の位置として予め設定された到達位置を変更して前記計画性重視軌道、または安全性重視軌道を複数生成する、
請求項８記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記評価選択部は、前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道を、前記自車両と周辺物体との間隔を含む要素を評価する安全性指標と、上位で生成された計画への追従性を含む要素を評価する計画性指標との二つの基準で評価する、
請求項１から９のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項１１】
コンピュータが、
自車両の周辺に存在する周辺物体を検知し、
前記検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成し、
前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成された緊急性重視軌道を選択し、
前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価した結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択し、
前記選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する、
車両制御方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
自車両の周辺に存在する周辺物体を検知させ、
前記検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成させ、
前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成された緊急性重視軌道を選択させ、
前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価させた結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択させ、
前記選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御させる、
車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、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】
近年、目的地までの経路に沿って自車両が自動的に走行するように制御する技術について研究が進められている。これに関連して、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、周囲の状況に応じた自車両の走行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、周囲の状況に応じて自車両の走行を精度よく制御する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】
請求項１記載の発明は、自車両の周辺に存在する周辺物体を検知する検知部（１０４）と、前記検知部により検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成する生成部（１１４）と、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成部により生成された緊急性重視軌道を選択し、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成部により生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価した評価の結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択する評価選択部（１１６）と、前記評価選択部により選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する走行制御部（１３０）とを備える車両制御装置（１００）である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記評価選択部は、前記自車両が計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両が周辺物体に干渉せず、且つ自車両の挙動が設定範囲を超えないとき、前記生成部により生成された前記計画性重視軌道を選択するものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の車両制御装置において、前記評価選択部は、前記自車両が計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両が周辺物体に干渉するとき、または自車両の挙動が設定範囲を超えるとき、前記生成部により生成された前記計画性重視軌道に代えて前記生成部により生成された前記安全性重視軌道を選択するものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御装置において、前記評価選択部は、前記生成部により生成された計画性重視軌道の評価値を導出し、導出した前記計画性重視軌道の評価値が基準値未満の場合は、安全性重視軌道を選択するものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御装置において、前記評価選択部は、前記生成部により生成された安全性重視軌道と計画性重視軌道の評価値を導出し、導出した前記計画性重視軌道の評価値が基準値以上であっても、前記安全性重視軌道の評価値が、前記計画性重視軌道より所定値以上高い場合は、前記安全性重視軌道を選択するものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記生成部は、前記計画への追従性の評価が所定以上である前記安全性を重視した計画に基づいて前記安全性重視軌道を生成し、前記安全性の評価が所定以上である前記計画への追従性を重視した計画に基づいて前記計画性重視軌道を生成し、前記評価選択部は、前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記生成部により生成された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択するものである。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記生成部は、前記安全性の評価が高い計画から、評価値が高くなる方向に計画要素を変更し、評価値が局所的に最大になった計画に基づいて、安全性重視軌道を生成し、前記計画への追従性の評価が高い計画から、評価値が高くなる方向に計画要素を変更し、評価値が局所的に最大になった計画に基づいて、計画性重視軌道を生成するものである。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記生成部は、少なくとも前記自車両が将来において到達すべき自車両の位置として予め設定された到達位置、自車両の起点位置、および前記自車両の速度ベクトルをパラメータとしたスプライン曲線に基づいて、前記計画性重視軌道、または安全性重視軌道を生成するものである。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８項記載の車両制御装置であって、前記生成部は、前記自車両が将来において到達すべき自車両の位置として予め設定された到達位置を変更して前記計画性重視軌道、または安全性重視軌道を複数生成するものである。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記評価選択部は、前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道を、前記自車両と周辺物体との間隔を含む要素を評価する安全性指標と、上位で生成された計画への追従性を含む要素を評価する計画性指標との二つの基準で評価するものである。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、コンピュータが、自車両の周辺に存在する周辺物体を検知し、前記検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成し、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成された緊急性重視軌道を選択し、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価した結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択し、前記選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御する車両制御方法である。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、コンピュータに、自車両の周辺に存在する周辺物体を検知させ、前記検知された周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、前記周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とをそれぞれ生成させ、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、前記生成された緊急性重視軌道を選択させ、前記周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、前記生成された前記安全性重視軌道および前記計画性重視軌道をそれぞれ評価させた結果および前記自車両が存在する周囲の状況に基づいて、前記評価された安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択させ、前記選択された軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１から４、１１、および１２に記載の発明によれば、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道と、周辺物体を緊急に回避するための緊急性重視軌道とがそれぞれ生成される。評価選択部が、周辺物体を緊急に回避する必要が生じた場合に、緊急性重視軌道を選択し、周辺物体を緊急に回避する必要が生じていない場合に、安全性重視軌道および計画性重視軌道をそれぞれ評価した結果および自車両が存在する周囲の状況に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択し、走行制御部が、評価選択部により選択された軌道に基づいて、自車両の加減速または操舵のうち少なくとも一方を自動的に制御することにより、周囲の状況に応じて自車両の走行を精度よく制御することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、評価選択部が、生成部により生成された安全性重視軌道と計画性重視軌道の評価値を導出し、導出した計画性重視軌道の評価値が基準値以上であっても、安全性重視軌道の評価値が、計画性重視軌道より所定値以上高い場合は、安全性重視軌道を選択することにより、安全性を十分に考慮した自車両の制御を行うことができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、生成部は、計画性を満たす安全性重視軌道および安全性を満たす計画性重視軌道を生成することにより、実現性の高い軌道を生成することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、生成部は、安全性の評価が高い計画から、評価値が高くなる方向に計画要素を変更し、評価値が局所的に最大になった計画に基づいて、安全性重視軌道を生成し、計画性の評価が高い計画から、評価値が高くなる方向に計画要素を変更し、評価値が局所的に最大になった計画に基づいて、計画性重視軌道を生成することにより、安全性がより高い軌道および計画性がより高い軌道を生成することができる。
【００２２】
請求項８および９に記載の発明によれば、生成部は、少なくとも自車両が将来において到達すべき自車両の位置として予め設定された到達位置、自車両の起点位置、および自車両の速度ベクトルをパラメータとしたスプライン曲線に基づいて、計画性重視軌道、または安全性重視軌道を生成することにより、滑らかな軌道を生成することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明によれば、評価選択部は、安全性重視軌道および計画性重視軌道を、自車両と周辺物体との間隔を含む要素を評価する安全性指標と、上位で生成された計画への追従性を含む要素を評価する計画性指標との二つの基準で評価することにより、より精度よく軌道を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車両制御装置１００が搭載された自車両Ｍの有する構成要素を示す図である。
【図２】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】軌道生成部１１０により生成される軌道の一例を示す図である。
【図６】自車両Ｍと周辺車両との位置関係の一例を示す図である。
【図７】将来状態予測部１１２が予測した周辺車両の位置関係の一例を示す図である。
【図８】自車両Ｍが車線変更する場合の自車両と周辺車両の位置関係の一例を示す図である。
【図９】軌道候補生成部１１４および評価選択部１１６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１０】安全性重視基準軌道および計画性重視基準軌道の導出について説明するための図である。
【図１１】複数の計画性重視軌道および複数の安全性重視軌道の一例を示す図である。
【図１２】安全性指数および計画性指数に基づく、軌道判定の基準の一例を示す図である。
【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。
［車両構成］
図１は、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）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。
【００２９】
なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
【００３０】
図２は、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、速度を検出する速度センサ、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のところで説明した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、軌道生成部１１０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、軌道生成部１１０、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、周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺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、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】
軌道生成部１１０は、周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、行動計画生成部１０６により生成された計画への追従性を重視した計画性重視軌道とを生成し、自車両が存在する周囲の状況に基づいて、生成した安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択する。以下、安全性重視軌道と計画性重視軌道とを、特別に区別しない場合は、単に軌道と称する。
【００４８】
軌道生成部１１０は、将来状態予測部１１２、軌道候補生成部１１４、および評価選択部１１６を含む。将来状態予測部１１２は、自車両Ｍの周辺環境の将来の状態を予測する。将来の状態とは、例えば地図情報１５２に基づいて予測される自車両Ｍが将来走行する可能性のある道路の状態である。道路の状態とは、例えば、車線の増減や、車線の分岐、カーブの曲率や向き等である。また、将来状態予測部１１２は、外界認識部１０４によって認識された周辺車両について、周辺車両の将来の位置変化を予測する（後述参照）。
【００４９】
［レーンキープイベント］
軌道生成部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、軌道生成部１１０は、自車両Ｍの前方に周辺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、軌道生成部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、軌道生成部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、軌道生成部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、軌道生成部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。
【００５０】
軌道生成部１１０は、決定し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が軌道生成部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。
【００５１】
軌道生成部１１０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の前方に存在する対象ＯＢの速度、および自車両Ｍと対象ＯＢ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１１０は、算出した目標速度に基づいて軌道を生成する。対象ＯＢとは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点などの地点、障害物などの物体等を含む。
【００５２】
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、軌道生成部１１０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、軌道生成部１１０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（軌道点）を連ねたものを、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、軌道生成部１１０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１１０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。
【００５３】
例えば、軌道生成部１１０は、走行態様を定速走行に決定した場合、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。
【００５４】
また、軌道生成部１１０は、走行態様を減速走行に決定した場合（追従走行において前走車両が減速した場合も含む）、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。
【００５５】
また、図中（Ｃ）に示すように、道路がカーブ路である場合に、軌道生成部１１０は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、軌道生成部１１０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（車線幅方向の位置であり、進行方向に略直行する方向）を変更しながら配置して軌道を生成する。
【００５６】
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、軌道生成部１１０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１１０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。
【００５７】
［車線変更イベント］
また、車線変更イベントが実施される場合、軌道生成部１１０は、車線変更のターゲットとなるターゲット位置の設定、車線変更可否判定、将来状態の予測、車線変更軌道生成、軌道評価といった処理を行う。また、軌道生成部１１０は、分岐イベントや合流イベントが実施される場合にも、同様の処理を行ってよい。
【００５８】
将来状態予測部１１２は、周辺車両の将来状態を予測する。まず、将来状態予測部１１２は、周辺車両ｍＡ、ｍＢ、およびｍＣを特定する。図６は、自車両Ｍと周辺車両との位置関係の一例を示す図である。図６では、車両の進行方向に関する位置関係は、周辺車両ｍＡが最も前で、次いで周辺車両ｍＢ、次いで自車両Ｍ、周辺車両ｍＣが最後方であるものとする。周辺車両ｍＡは、自車両Ｍが走行する車線において自車両Ｍの直前を走行する車両である。また、周辺車両ｍＢは、自車両Ｍが走行する車線に隣接する隣接車線Ｌ２において直前を走行する車両であり、周辺車両ｍＣは、隣接車線Ｌ２において、周辺車両ｍＢの直後を走行する車両である。このような場面において、軌道生成部１１０は、周辺車両ｍＢや周辺車両ｍＣの前後にターゲット位置ＴＡを設定する。
【００５９】
次に、将来状態予測部１１２が、周辺車両ｍＡ、ｍＢ、およびｍＣの将来の位置変化を予測する。将来状態予測部１１２は、例えば、車両が現在の速度を保ったまま走行すると仮定した定速度モデル、車両が現在の加速度を保ったまま走行すると仮定した定加速度モデル、後方の車両が前方の車両と一定距離を保ちながら追従して走行すると仮定した追従走行モデル、その他、種々のモデルに基づいて予測する。
【００６０】
図７は、将来状態予測部１１２が予測した周辺車両の位置関係の一例を示す図である。図７では、周辺車両の速度は、ＶｍＡ＞ＶｍＣ＞ＶｍＢであるものとする。図７における縦軸は、自車両Ｍを基準とした進行方向に関する変位（ｘ）を、横軸は経過時間（ｔ）を、それぞれ表している。図示する例では、将来状態予測部１１２が、定速度モデルに基づいて、周辺車両の状態を予測した結果を示している。
【００６１】
軌道候補生成部１１４は、将来状態予測部１１２により予測された将来状態に基づいて、車線変更のための実現可能な軌道の候補を複数生成する。図８は、自車両Ｍが車線変更する場合の自車両と周辺車両の位置関係の一例を示す図である。図中、軌道ＯＲ（１）、ＯＲ（２）のような軌道の候補は、複数の組み合わせで生成される。軌道ＯＲ（１）は、周辺車両ｍＢと周辺車両ｍＣとの間の位置に車線変更する場合の軌道であり、軌道ＯＲ（２）は、周辺車両ｍＣの後方の位置に車線変更する場合の軌道である。
【００６２】
軌道候補生成部１１４は、車線変更可能領域に対応する車線変更可能期間Ｐを導出するために、自車両Ｍと、周辺車両ｍＡ、ｍＢ、およびｍＣの位置変化を類型化する。次に、軌道候補生成部１１４は、将来状態予測部１１２により予測された周辺車両ｍＡ、ｍＢ、およびｍＣの位置変化に基づいて、車線変更するための一以上のターゲット位置、およびそれに対応する車線変更可能期間Ｐを決定する。軌道候補生成部１１４は、予測された周辺車両ｍＡ、ｍＢ、およびｍＣの位置変化に基づいて、車線変更可能期間の終了時点を決定する。軌道候補生成部１１４は、例えば、周辺車両ｍＣが周辺車両ｍＢに追いつき、周辺車両ｍＣと周辺車両ｍＢとの距離が所定距離となったときを車線変更可能期間Ｐの終了時点と決定する。これに限らず、軌道候補生成部１１４は、ｍＣがｍＡを追い越すタイミングなど、場面に応じて車線変更可能期間Ｐを決定する。なお、車線変更可能期間Ｐは、周辺車両ｍＢと周辺車両ｍＣとの間の位置をターゲット位置とした場合の車線変更可能期間である。
【００６３】
ここで、より具体的な軌道候補生成部１１４および評価選択部１１６により実行される処理の詳細について説明する。図９は、軌道候補生成部１１４および評価選択部１１６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。
【００６４】
まず、軌道候補生成部１１４が、計画性（計画への追従性）を重視した計画性重視基準軌道を生成する（ステップＳ１００）。計画性重視基準軌道は、例えば行動計画生成部１０６により生成された計画への追従性が高いように、および／または加減速度や操舵角の変化量などが小さいように車線変更する軌道である。計画性は、例えば行動計画生成部１０６で生成された行動計画に対する追従性が高い、および／または軌道が短いほど計画性が高いものと評価される。計画性は、例えば軌道に従って走行するのに加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高いものと評価される。また、例えば行動計画生成部１０６により生成された行動計画のイベントの実行タイミングで、イベントが実行される可能性が高いほどイベントに対する追従性は高いと評価される。
【００６５】
次に、軌道候補生成部１１４は、安全性を重視した安全性重視基準軌道を生成する（ステップＳ１０２）。安全性重視基準軌道は、例えば自車両Ｍと周辺車両との距離を十分とることを重視して車線変更する軌道である。安全性は、例えば自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠いほど、安全性が高いものと評価される。なお、安全性は、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高いものと評価されてもよい。
【００６６】
ここで、図８で示したように車線変更の開始時点を決定するためには、「自車両Ｍが周辺車両ｍＢと周辺車両ｍＣとの間に位置する時点」、「自車両Ｍが周辺車両ｍＣの後方に位置する時点」といった要素が存在し、これを解くためには自車両Ｍの加減速に関する仮定が必要となる。この点、軌道候補生成部１１４は、現在の自車両Ｍの速度から急加速とならない範囲内で、法定速度を上限として軌道を導出し、周辺車両ｍＢおよび周辺車両ｍＣの位置変化と合わせて「自車両Ｍが周辺車両ｍＢと周辺車両ｍＣとの間に位置する時点」を決定する。一方、軌道候補生成部１１４は、例えば、減速するのであれば、現在の自車両Ｍの速度から所定程度（例えば２割程度）減速するものとし、急減速にならない範囲内で軌道を導出し、周辺車両ｍＣの位置変化と合わせて「自車両Ｍが周辺車両ｍＣの後方に位置する時点」を決定する。
【００６７】
車線変更において、計画性の観点では、自車両Ｍを左に移動させてから右に移動させるといった無駄な走行軌跡が無く、減速してから加速に移行するといった時間的ロスが小さくすることが望まれる。安全性の観点では、自車両Ｍは、加減速度や操舵角の変化量などをなるべく小さくし、且つ自車両Ｍと周辺車両との距離を十分にとって車線変更することが望まれる。軌道候補生成部１１４は、上記のような観点に基づいて、安全性重視基準軌道および計画性重視基準軌道を生成する。
【００６８】
前述した図８の例では、例えば周辺車両ｍＢと周辺車両ｍＣとの間の位置を車線変更位置として車線変更する軌道が、計画性を重視した軌道といえる。図８、軌道ＯＲ（１）が、これに相当する。この場合、自車両Ｍと周辺車両ｍＢまたは周辺車両ｍＣとの距離を十分にとれないが、自車両Ｍを大きく加減速させることなく迅速に車線変更させることができ計画性が高いためである。
【００６９】
一方、例えば周辺車両ｍＣの後方の位置を車線変更のターゲット位置として車線変更する軌道が、安全性を重視した軌道といえる。図８、軌道ＯＲ（２）が、これに相当する。この場合、自車両Ｍを減速させて車線変更することとなるため計画性は低くなるが、周辺車両との距離を十分にとれ安全性が高いためである。
【００７０】
図１０は、安全性重視基準軌道および計画性重視基準軌道の導出について説明するための図である。図１０（Ａ）は、計画性の評価値と、軌道との対応関係を模式的に示す図である。縦軸は計画性の評価値を示し、横軸は複数の軌道を示している。
【００７１】
例えば、軌道候補生成部１１４は、予め定められたアルゴリズムに基づいて、生成した軌道の計画性および安全性を導出する。予め定められたアルゴリズムは、例えば、行動計画に対する追従度合や、自車両Ｍと周辺車両との距離、自車両Ｍの加減速、操舵角の変化量など（軌道要素）に基づいて、計画性および安全性を導出する評価アルゴリズムである。
【００７２】
軌道候補生成部１１４は、例えば無作為に導出した一つの軌道を出発点ＳＴとして、計画性の評価値が局所的に最大となるような軌道を導出する。軌道候補生成部１１４は、例えば軌道を所定の方向性に沿って順次変更し、評価値が改善し続ける限り（または所定の処理回数）、変更を継続する。評価値が最大値をとったときに、その軌道を局所的な最善の軌道Ｄとして確定する。
【００７３】
なお、軌道候補生成部１１４は、所定時間内に処理を繰り返した結果、閾値ＴｈＡ以上の計画性の評価値を有する軌道を導出することができなかった場合、計画性の評価が最大となる軌道は得られなかったと判定する。この場合、軌道候補生成部１１４は、待機状態やターゲット位置を再設定する処理等を行ってもよい。
【００７４】
また、選択した計画性の評価値が最大となった軌道Ｄの安全性の評価値が閾値ＴｈＢ未満である場合、その計画性の評価値が最大となった軌道Ｄを選択せず、安全性が閾値ＴｈＢ以上の他の計画性の評価値が最大となる軌道を選択してもよい。閾値ＴｈＢは、例えば閾値ＴｈＡより小さい値である。
【００７５】
図１０（Ｂ）は、安全性の評価値と、軌道との対応関係を模式的に示す図である。縦軸は安全性の評価値を示し、横軸は複数の軌道を示している。軌道候補生成部１１４は、予め定められたアルゴリズムに基づいて、生成し軌道の計画性および安全性を導出する。予め定められたアルゴリズムは、例えば、上述した計画性および安全性を導出する評価アルゴリズムと同じであってもよいし、異なってもよい。
【００７６】
軌道候補生成部１１４は、例えば上述した計画性の評価値が局所的に最大となる軌道を導出する手法と同様の手法により、無作為に導出した一つの軌道を出発点ＳＴとして、安全性の評価値が局所的に最大となるような軌道を導出する。
【００７７】
なお、軌道候補生成部１１４は、所定時間内に処理を繰り返した結果、閾値ＴｈＣ以上の安全性の評価値を有する軌道を導出することができなかった場合、安全性の評価が最大となる軌道は得られなかったと判定する。この場合、軌道候補生成部１１４は、待機状態やターゲット位置を再設定する処理等を行ってもよい。
【００７８】
また、選択した安全性の評価値が最大となった軌道Ｓの計画性の評価値がＴｈＤ閾値未満である場合、その安全性の評価値が最大となった軌道Ｓを選択せず、計画性が閾値ＴｈＤ以上の他の安全性の評価値が最大となる計画を選択してもよい。閾値ＴｈＤは、例えば閾値ＴｈＣより小さい値である。
【００７９】
次に、軌道候補生成部１１４は、計画性重視基準軌道に基づいて、複数の計画性重視軌道を生成する（ステップＳ１０４）。次に、軌道候補生成部１１４は、安全性重視基準軌道に基づいて、複数の安全性重視軌道を生成する（ステップＳ１０６）。図１１は、複数の計画性重視軌道および複数の安全性重視軌道の一例を示す図である。軌道候補生成部１１４は、計画性重視基準軌道に対応する計画性重視軌道Ｋ（Ｄ）を含むように（または中心として）、複数の計画性重視軌道Ｋ（Ｄ１）、Ｋ（Ｄ２）を生成する。また、軌道候補生成部１１４は、安全性重視基準軌道に対応する安全性重視軌道Ｋ（Ｓ）を含むように（または中心として）、複数の安全性重視軌道Ｋ（Ｓ１）、Ｋ（Ｓ２）を生成する。安全性基準軌道は、自車両Ｍが右車線に移動したタイミングで周辺車両ｍＣが自車両Ｍよりも前に来るような軌道である。
【００８０】
例えば、軌道候補生成部１１４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とで計画性重視軌道または安全性重視軌道を生成する。軌道候補生成部１１４は、例えば少なくとも自車両Ｍが将来において到達すべき自車両Ｍの位置として予め設定された到達位置、自車両Ｍの現在位置、および自車両Ｍの速度ベクトルをパラメータとしたスプライン曲線に基づいて、計画性重視軌道、または安全性重視軌道を生成する。更に、軌道候補生成部１１４は、自車両Ｍが将来において到達すべき自車両Ｍの位置として予め設定された到達位置を変更して計画性重視軌道、または安全性重視軌道を複数生成する。
【００８１】
次に、評価選択部１１６が、安全性指数および計画性指数に基づく、軌道判定の基準を用いて、各軌道を評価し（ステップＳ１０８）、それぞれ一つの軌道を選択する。
【００８２】
評価選択部１１６は、軌道候補生成部１１４により生成された複数の軌道の中から、安全性と計画性とに基づいて軌道を選択する。例えば、評価選択部１１６は、下記式（１）に示す評価関数ｆに基づいて、評価値が高い軌道を選択する。ｗ１（＝（ｗ＋１）−１）およびｗ２は、重み係数であり、ｅ１は安全性指数であり、ｅ２は計画性指数である。安全性指数とは、例えば、自車両Ｍと周辺車両（周辺の物体）との距離、各軌道点における加減速度や操舵角、想定されるヨーレートなどに基づいて決定される評価値である。例えば自車両Ｍと周辺車両との距離が遠いほど、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど、安全性指数が高いものと評価される。計画性指数とは、行動計画生成部１０６で生成された行動計画に対する追従性、および／または軌道の短さに基づく評価値である。
【００８３】
行動計画生成部１０６が、「中央車線を走行し、分岐点手前で右に車線変更する」と決定した場合、途中で左に車線変更したり、レーンキープしたりするような軌道は、計画性指数が低いと評価選択部１１６により判定される。また、途中で左に車線変更する軌道は、軌道の短さの点からも評価選択部１１６により低く評価される。軌道生成部１１０の処理では、行動計画生成部１０６により生成された行動計画から乖離するほど計画性指数が低いと判定される。例えば、軌道が滑らかでない程、また、軌道が長い程、計画性指数は、評価選択部１１６により低く評価される。
ｆ＝ｗ１ｅ１（ｗ２ｅ２＋１）・・・（１）
【００８４】
図１２は、安全性指数および計画性指数に基づく、軌道判定の基準の一例を示す図である。縦軸は計画性指数を示し、横軸は安全性指数を示している。評価関数ｆは、図中、矢印ａｒ方向に評価が上昇する勾配を有する。評価関数ｆは、例えばｆ＊＝ｗ１ｅ１＋ｗ２ｅ２のように単純な加重和として求める場合に比して、安全性指数が極めて低い軌道の評価を下げ、これを除外することができる。このように評価選択部１１６は、安全性を十分に考慮した上で、計画性を加味した軌道の評価を行うことができる。
【００８５】
次に、評価選択部１１６は、自車両Ｍの周囲の状況に基づいて、軌道を選択する（ステップＳ１１０）。例えば、評価選択部１１６は、自車両Ｍが計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両Ｍと周辺車両（周辺の物体）との間隔が所定距離以上であり（自車両Ｍと周辺車両とが干渉せず）、且つ自車両Ｍの挙動（加減速度や、操舵角の変化量）が設定範囲を超えないとき、計画性重視軌道を優先的に選択する。一方、評価選択部１１６は、自車両Ｍと周辺車両（周辺の物体）との間隔が所定距離未満、または自車両Ｍの挙動が設定範囲を超えているとき、安全性重視軌道を優先的に選択する。これにより本フローチャートの処理は終了する。
【００８６】
なお、評価選択部１１６は、計画性重視軌道および安全性重視軌道のいずれの場合でも干渉したり、設定範囲を超える場合は、待機したり、ターゲット位置を再設定したりする処理等を行ってもよい。
【００８７】
上述したステップＳ１１０の処理では、自車両Ｍが計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両Ｍと周辺車両（周辺の物体）との間隔が所定距離以上であり、且つ自車両Ｍの挙動が設定範囲を超えない場合、計画性重視軌道を優先的に選択し、自車両Ｍと周辺車両との間隔が所定距離未満、または自車両Ｍの挙動が設定範囲を超えている場合、安全性重視軌道を優先的に採用するものとしたが、これに限らず、評価選択部１１６は、ステップＳ１０８で選択された一つの計画性重視軌道の評価値が基準値未満である場合は、安全性重視軌道を選択してもよい。
【００８８】
また、評価選択部１１６は、自車両Ｍが計画性重視軌道を走行すると想定した場合に、自車両Ｍと周辺車両（周辺の物体）との間隔が所定距離以上であり、且つ自車両Ｍの挙動（加減速度や、操舵角の変化量）が設定範囲を超えない場合であっても、安全性重視軌道の評価値が、計画性重視軌道の評価値より所定値以上高い場合は、安全性重視軌道を選択してもよい。また、ステップＳ１０８で選択された一つの計画性重視軌道の評価値が基準値以上であっても、安全性重視軌道の評価値が、計画性重視軌道より所定値以上高い場合は、安全性重視軌道を選択してもよい。
【００８９】
なお、軌道候補生成部１１４は、安全性重視軌道および計画性重視軌道に加えて、更に緊急性重視軌道を予め生成しておき、通常時には緊急性重視軌道を考慮しないが、緊急の回避が必要になった場合、安全性重視軌道や、計画性重視軌道ではなく、緊急性重視軌道を選択してもよい。緊急性重視軌道は、周辺車両の状況が将来状態予測部１１２により予測された状況とは異なる状況を想定したときに、自車両Ｍの挙動を規定した軌道である。軌道候補生成部１１４は、例えば自車両Ｍの前方を走行する周辺車両が急減速した状態を想定し、周辺車両が急減速した場合に周辺車両を回避するための軌道を生成する。例えば評価選択部１１６は、自車両Ｍが存在する周囲の状況に基づいて、軌道候補生成部１１４により生成された計画性重視軌道、安全性重視軌道、および緊急性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択する。
【００９０】
また、本実施形態では、一例として車線変更イベントに対応する安全性重視軌道と車線変更イベントに対応する計画性重視軌道とを生成するものとして説明したが、安全性重視軌道と計画性重視軌道とは、他のイベントにおいても同様に生成されてよい。
【００９１】
［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。
【００９２】
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、軌道生成部１１０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、軌道の目標位置Ｋ間の距離と、目標位置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、目標位置Ｋごとの自車両Ｍの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置９２における電動モータの制御量を決定する。
【００９３】
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、軌道生成部１１０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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、周辺車両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。
【００９８】
以上説明した実施形態における車両制御装置１００は、周辺物体の位置に基づいて、安全性を重視した安全性重視軌道と、予め設定された計画への追従性を重視した計画性重視軌道とを生成し、自車両Ｍが存在する周囲の状況に基づいて、安全性重視軌道と計画性重視軌道のうち、いずれか一方の軌道を選択することにより、周囲の状況に応じて自車両Ｍの走行を精度よく制御することができる。
【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…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…軌道生成部、１１２…将来状態予測部、１１４…軌道候補生成部、１１６…評価選択部、１３０…走行制御部、１４０…制御切替部、１５０…記憶部、Ｍ…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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