(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する目標車線決定部と、
前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する自車位置認識部と、
前記自車位置認識部の判定結果を参照し、前記目標車線決定部により決定された目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと前記自車位置認識部により判定された場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御する制御部と、を備え、
前記自車位置認識部は、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする、
車両制御システム。
【請求項２】
前記自車位置認識部は、前記所定の場面以外の場面において、前記所定幅を、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して狭くする、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記自車位置認識部は、前記所定の場面において、前記所定幅を、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して広くする、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記自車位置認識部は、
前記所定の場面以外の場面において、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して狭い第１の領域を設定し、前記自車両が前記設定した第１の領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する第１の判定部と、
前記所定の場面において、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して広い第２の領域を設定し、前記自車両が前記設定した第２の領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する第２の判定部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の判定部または前記第２の判定部により、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと判定された場合には、車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記所定の場面は、前記目標車線決定部により決定された目標車線が複数の車線に分岐する場面である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する目標車線決定部と、
前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する自車位置認識部と、
前記自車位置認識部の判定結果を参照し、前記目標車線決定部により決定された目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと前記自車位置認識部により判定された場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御する制御部と、を備え、
前記自車位置認識部は、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行しているか否かの判定処理を停止する、
車両制御システム。
【請求項７】
車載コンピュータが、
設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定し、
前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していると判定し、
前記決定した目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していないと判定した場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記決定した目標車線に移動するように制御し、
前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする、
車両制御方法。
【請求項８】
車載コンピュータに、
設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する処理と、
前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していると判定する処理と、
前記決定した目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していないと判定した場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記決定した目標車線に移動するように制御する処理と、
前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする処理と、を実行させる、
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、自車両の加減速および操舵のうち一方または双方を自動的に制御する技術について研究が進められている。一方で、自車両の位置を検出する技術として、道路情報を格納する地図情報記憶部と、少なくともＧＰＳ衛星からの受信電波にもとづき自車両の現在位置を算出する現在位置算出手段と、前記検出された現在位置と、前記道路情報にもとづいて自車両が狭角の分岐点に接近したことを検出する分岐点接近検出手段と、自車両の速度を検出する車両状態検出手段と、前記分岐点近傍を通過時の自車両の位置を判定する分岐判定手段とを備え、該分岐判定手段は、前記分岐点近傍を通過時に自車両の減速を検出したとき、自車両が分岐路側にいると判定し、自車両の減速を検出しない場合はそのまま直進と判定し、前記分岐判定手段の判定にもとづいて自車両の位置を表示することを特徴とするカーナビゲーション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】特開２００６−１７６４４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、自車両の加減速や操舵を自動的に制御する際に、車両の挙動が不安定になる場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両の挙動を安定させた自動運転を実施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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する目標車線決定部と、前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する自車位置認識部と、前記自車位置認識部の判定結果を参照し、前記目標車線決定部により決定された目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと前記自車位置認識部により判定された場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御する制御部と、を備え、前記自車位置認識部は、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする車両制御システムである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記自車位置認識部は、前記所定の場面以外の場面において、前記所定幅を、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して狭くするものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、前記自車位置認識部は、前記所定の場面において、前記所定幅を、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して広くするものである。
【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項に記載の車両制御システムにおいて、前記自車位置認識部は、前記所定の場面以外の場面において、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して狭い第１の領域を設定し、前記自車両が前記設定した第１の領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する第１の判定部と、前記所定の場面において、前記目標車線決定部により決定された目標車線の幅に比して広い第２の領域を設定し、前記自車両が前記設定した第２の領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する第２の判定部と、を有し、前記制御部は、前記第１の判定部または前記第２の判定部により、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと判定された場合には、車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御するものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システムにおいて、前記所定の場面は、前記目標車線決定部により決定された目標車線が複数の車線に分岐する場面である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する目標車線決定部と、前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していると判定する自車位置認識部と、前記自車位置認識部の判定結果を参照し、前記目標車線決定部により決定された目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行していないと前記自車位置認識部により判定された場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線に移動するように制御する制御部と、を備え、前記自車位置認識部は、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記自車両が前記目標車線決定部により決定された目標車線を走行しているか否かの判定処理を停止する車両制御システムである。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、車載コンピュータが、設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定し、前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していると判定し、前記決定した目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していないと判定した場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記決定した目標車線に移動するように制御し、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする車両制御方法である。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、車載コンピュータに、設定された目的地までの経路に基づいて、車両が走行可能な複数の車線の中から、自車両を走行させる目標車線を決定する処理と、前記自車両の位置を認識すると共に、前記目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、前記自車両が前記設定した領域内に収まっている場合に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していると判定する処理と、前記決定した目標車線を前記自車両が走行するように制御すると共に、前記自車両が前記決定した目標車線を走行していないと判定した場合には、車線変更イベント、分岐イベント、および合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントにより車線変更を行って前記自車両が前記決定した目標車線に移動するように制御する処理と、前記車線変更イベント、前記分岐イベント、および前記合流イベントのうち少なくともいずれか一つのイベントが行われる所定の場面において、前記所定幅を、前記所定の場面以外の場面において設定する前記領域の所定幅に比して広くする処理と、を実行させる車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、４、６、７、８に記載の発明によれば、目標車線の中心を基準に所定幅の領域を設定し、自車両が設定した領域内に収まっている場合に目標車線を走行していると判定し、目標車線を自車両が走行するように制御すると共に、自車両が目標車線を走行していないと判定した場合には、車線変更を行って自車両が目標車線に移動するように制御し、所定の場面において、所定幅を、所定の場面以外の場面において設定する領域の所定幅に比して広くするため、車両の挙動を安定させた自動運転を実施することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、所定の場面以外の場面において、所定幅を、目標車線の幅に比して狭くするため、さらに車両の挙動を安定させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、所定の場面において、所定幅を、目標車線の幅に比して広くするため、さらに車両の挙動を安定させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、目標車線決定部により決定された目標車線が複数の車線に分岐する場面において、所定の場面以外の場面において設定する領域の所定幅に比して広くするため、車線分岐時に特に車両の挙動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自車両Ｍの構成要素を示す図である。
【図２】自車両Ｍの機能構成図である。
【図３】自車位置認識部１２２の構成の一例を示す図である。
【図４】車線中央ＣＬが認識される場面の一例を示す図である。
【図５】相対位置認識部１２４により車線中央ＣＬ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６】第１の領域および第２の領域が設定される場面の一例を示す図である。
【図７】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８】軌道生成部１５０の構成の一例を示す図である。
【図９】軌道候補生成部１５２により生成される軌道の候補の一例を示す図である。
【図１０】車線変更イベントが実施される場合に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】ターゲット位置ＴＡが設定される様子を示す図である。
【図１２】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１３】行動計画が動的に変更される場合に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第１の判定部１２６による判定場面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
＜構成＞
図１は、実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２は、実施形態に係る車両制御システム１００を搭載した自車両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、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー（或いはパドルシフト）、ステアリングホイールなどの操作デバイス（操作子）７０と、アクセル開度センサ、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）、シフト位置センサ、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）などの操作検出センサ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、車両制御システム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。例示した操作デバイス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）スイッチなどが自車両Ｍに搭載されても構わない。なお、特許請求の範囲における車両制御システムは、車両制御システム１００だけでなく、図２に示した構成のうち、車両制御システム１００以外の構成（ファインダ２０など）を含んでもよい。
【００２７】
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。
【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】
表示部６２は、情報を画像として表示する。表示部６２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ヘッドアップディスプレイなどを含む。表示部６２は、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。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。
【００３０】
操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、シフト位置、ステアリング操舵角、ステアリングトルクなどを車両制御システム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。
【００３１】
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、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１７０に出力する。切替スイッチ８０は、ＧＵＩスイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。
【００３２】
走行駆動力出力装置９０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、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。
【００３３】
ステアリング装置９２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。
【００３４】
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。
【００３５】
［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ、或いはＭＰＵなどが組み合わされた構成であってよい。
【００３６】
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、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自車位置認識部１２２と、外界認識部１３０と、行動計画生成部１４０と、軌道生成部１５０と、走行制御部１６０と、切替制御部１７０とを備える。行動計画生成部１４０と、軌道生成部１５０と、走行制御部１６０とを合わせたものは、「制御部」の一例である。
【００３７】
目標車線決定部１１０、および自動運転制御部１２０の各部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】
図３は、自車位置認識部１２２の構成の一例を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線中央認識部１２３と、相対位置認識部１２４と、場面ごと切替部１２５と、第１の判定部１２６と、第２の判定部１２７とを備える。
【００４２】
走行車線中央認識部１２３は、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に基づいて、目標車線決定部１１０により決定された目標車線の車線中央ＣＬを認識する。まず、走行車線中央認識部１２３は、上記情報に基づいて、目標車線がどの車線であるかを認識する。走行車線中央認識部１２３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、目標車線がどの車線であるかを認識する。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。そして、走行車線中央認識部１２３は、認識した目標車線の車線中央ＣＬの位置を認識する。
【００４３】
図４は、車線中央ＣＬが認識される場面の一例を示す図である。図中ＩＭは、例えばカメラ４０の撮像画像、あるいはファインダ２０またはレーダ３０の出力を統合した仮想領域を俯瞰的に表したものである。また、図中ＣＬは、目標車線の中央（以下、車線中央）を表し、ＭＬ１は自車線の一方の道路区画線を表し、ＭＬ２は他方の道路区画線を表している。
【００４４】
図示のように、例えば、走行車線中央認識部１２３は、道路区画線ＭＬ１およびＭＬ２の位置関係に基づいて、道路区画線ＭＬ１およびＭＬ２の中間距離の地点を車線中央ＣＬとして認識する。
【００４５】
相対位置認識部１２４は、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に基づいて、走行車線中央認識部１２３により認識された車線中央ＣＬに対する自車両Ｍの相対位置を認識し、車線中央ＣＬと自車両Ｍとの位置のずれを示す距離ＯＳを車線ごとに導出する。
【００４６】
図５は、相対位置認識部１２４により車線中央ＣＬ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。相対位置認識部１２４は、例えば、自車両Ｍの基準点Ｇ（例えば重心や後輪軸中心など）から車線中央ＣＬまでの距離ＯＳ１、および自車両Ｍの進行方向の車線中央ＣＬに対してなす角度θを、車線中央ＣＬに対する自車両Ｍの相対位置として認識する。
【００４７】
なお、これに代えて、相対位置認識部１２４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Ｇの位置などを、車線中央ＣＬが設定された目標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。相対位置認識部１２４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。また、相対位置認識部１２４は、ＧＮＳＳ受信機等の受信電波を用いて、緯度経度等の絶対位置で自車両Ｍの位置を認識してもよい。また、相対位置認識部１２４は、走行駆動力出力装置９０により出力される動力によって回転駆動する車輪（或いは車輪に接続されるシャフト等）の回転速度や回転数に基づいて、自車両Ｍの相対位置または絶対位置を補正してよい。また、相対位置認識部１２４は、相対位置および絶対位置を組み合わせて自車両Ｍの位置を認識してもよい。
【００４８】
場面ごと切替部１２５は、自車両Ｍの走行場面に基づいて、後述する第１の判定部１２６または第２の判定部１２７にそれぞれの処理を行わせる。例えば、場面ごと切替部１２５は、走行場面が所定の場面である場合には、第２の判定部１２７に処理を行わせ、走行場面が所定の場面以外の他の場面である場合には、第１の判定部１２６に処理を行わせる。
【００４９】
所定の場面とは、自車両Ｍの走行車線認識を厳密に行うと、制御にハンチングが生じたりして円滑な走行が行われなくなる場面である。所定の場面は、例えば、後述する分岐イベントが実施される場面である。また、所定の場面は、高精度地図情報１８２に含まれる交通規制情報により、目標車線上に工事現場や交通事故現場等の存在が判明している場面を含んでもよいし、車線変更イベントや合流イベントが実施される場面を含んでもよい。一方、所定の場面以外の他の場面は、少なくとも、後述するレーンキープイベントが実施される場面を含む。
【００５０】
第１の判定部１２６は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線の幅に比して狭い幅Ｗａを有する第１の領域を、目標車線の車線中央ＣＬを中心として対称となるように設定する。そして、第１の判定部１２６は、自車両Ｍの基準点Ｇが第１領域内に収まっている場合には、自車両Ｍは目標車線を走行していると判定し、行動計画生成部１４０にその旨を出力する。一方、第１の判定部１２６は、自車両Ｍの基準点Ｇが第１領域内に収まっていない場合には、自車両Ｍは目標車線を走行していないと判定し、行動計画生成部１４０にその旨を出力する。この第１の領域内では、自車両Ｍの挙動のふらつきは許容され、第１の領域外では、後述する行動計画生成部１４０、軌道生成部１５０、走行制御部１６０により車線変更イベントが実施されることで、自車両Ｍが第１の領域内に戻される。
【００５１】
第２の判定部１２７は、幅Ｗａに比して広い幅Ｗｂを有する第２の領域を、目標車線の車線中央ＣＬを中心として対称となるように設定する。幅Ｗｂは、好ましくは、目標車線決定部１１０により決定された目標車線の幅に比して広い幅である。また、幅Ｗｂは、目標車線の幅と同じであってもよいし、目標車線の幅に比して狭い幅であってもよい。そして、第２の判定部１２７は、自車両Ｍの基準点Ｇが第２領域内に収まっている場合には、自車両Ｍは目標車線を走行していると判定し、行動計画生成部１４０にその旨を出力する。一方、第２の判定部１２７は、自車両Ｍの基準点Ｇが第２領域内に収まっていない場合には、自車両Ｍは目標車線を走行してないと判定し、行動計画生成部１４０にその旨を出力する。
【００５２】
なお、上述した第１の領域と第２の領域とのうち一方または双方は、自車両Ｍの走行環境に基づいて、車線中央ＣＬから右側或いは左側に寄った位置に設定されてもよい。例えば、目標車線の左側の路肩に駐車車両が存在するような場合、第１の領域または第２の領域は右側に寄せて設定されてもよい。
【００５３】
図６は、第１の領域および第２の領域が設定される場面の一例を示す図である。図６の例では、第１場面において、レーンキープイベントが実施され、第２場面において、分岐イベンが実施され、第３場面では、第１場面と同様にレーンキープイベントが実施される様子を表している。本図では、第２場面が「所定の場面」に相当する。
【００５４】
例えば、目的地が分岐先の車線Ｌ２の方向にある場合、目標車線は、分岐点ＤＰまでの車線Ｌ１、分岐点ＤＰよりも先は車線Ｌ２と設定される。走行車線中央認識部１２３は、分岐元の車線Ｌ１と、分岐先の車線Ｌ２とのそれぞれにおいて車線中央ＣＬを認識する。図中ＣＬ１は、分岐元の車線Ｌ１において認識された車線中央を表し、ＣＬ２は、分岐先の車線Ｌ２において認識された車線中央を表している。図示の例では、場面ごと切替部１２５は、第１場面および第３場面では、第１の判定部１２６に処理を行わせ、所定の場面である第２場面では、第２の判定部１２７に処理を行わせる。従って、図示のように、第１場面および第３場面では、第１の領域が設定され、第２場面では、第２の領域が設定される。
【００５５】
外界認識部１３０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。
【００５６】
また、外界認識部１３０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。特に、外界認識部１３０は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線上において、車道上の落下物や、停車している周辺車両、工事現場付近の物標（例えばパイロンや看板）、歩行者などの障害物を認識する。
【００５７】
行動計画生成部１４０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１４０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１４０は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００５８】
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、目標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、目標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、現在の目標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、目標車線を変更させる合流イベント等が含まれる。行動計画生成部１４０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１４０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。
【００５９】
図７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１４０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１４０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１４０は、車両走行中に外界認識部１３０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１３０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１４０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。
【００６０】
また、行動計画生成部１４０は、上述した第１の判定部１２６および第２の判定部１２７による判定結果に基づいて、生成した行動計画を変更する。例えば、行動計画生成部１４０は、第１の判定部１２６または第２の判定部１２７により、「自車両Ｍが目標車線決定部１１０により決定された目標車線を走行していない」と判定された場合、現在実行中のイベント、または当該イベントの次に予定されるイベントを車線変更イベントに変更する。これによって、自車両Ｍは、車線変更することで本来走行すべき目標車線（目標車線決定部１１０により決定された目標車線）上に移動することになる。
【００６１】
図８は、軌道生成部１５０の構成の一例を示す図である。軌道生成部１５０は、例えば、走行態様決定部１５１と、軌道候補生成部１５２と、評価・選択部１５３と、車線変更制御部１５４とを備える。
【００６２】
走行態様決定部１５１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１５１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１５１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１５１は、外界認識部１３０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１５１は、外界認識部１３０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。
【００６３】
軌道候補生成部１５２は、走行態様決定部１５１により決定された走行態様に基づいて、走行車線中央認識部１２３により認識された目標車線の車線中央ＣＬに沿って軌道の候補を生成する。本実施形態における軌道とは、将来の所定時間ごと（或いは所定走行距離ごと）の自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置の集まりである。以下、将来の所定時間ごと（或いは所定走行距離ごと）の目標位置のそれぞれを点で表し、この点を軌道点と称して説明する。
【００６４】
軌道候補生成部１５２は、少なくとも、外界認識部１３０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。軌道候補生成部１５２は、算出した目標速度に基づいて一以上の軌道を生成する。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。
【００６５】
図９は、軌道候補生成部１５２により生成される軌道の候補の一例を示す図である。なお、本図および後述する図１１において、複数設定され得る軌道の候補のうち代表的な軌道または評価・選択部１５３により選択された軌道のみ表記して説明する。図中（Ａ）に示すように、例えば、軌道候補生成部１５２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）、…といった軌道点を車線中央ＣＬに沿って設定する。以下、これら軌道点を区別しない場合、単に「軌道点Ｋ」と表記する場合がある。
【００６６】
走行態様決定部１５１により走行態様が定速走行に決定された場合、軌道候補生成部１５２は、図中（Ａ）に示すように、等間隔で複数の軌道点Ｋを車線中央ＣＬに沿って設定する。このような単純な軌道が生成される場合、軌道候補生成部１５２は、軌道を一つのみ生成するものとしてよい。
【００６７】
走行態様決定部１５１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）、軌道候補生成部１５２は、図中（Ｂ）に示すように、到達する時刻がより早い軌道点Ｋほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い軌道点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軌道点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１６０が自車両Ｍを減速させることになる。
【００６８】
走行態様決定部１５１により走行態様がカーブ走行に決定された場合、図中（Ｃ）に示すように、軌道候補生成部１５２は、道路の曲率に応じて、複数の軌道点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する。
【００６９】
また、図中（Ｄ）に示すように、自車両Ｍの前方の道路上に歩行者や停止車両等の障害物ＯＢが存在する場合、軌道候補生成部１５２は、この障害物ＯＢを回避して走行するように、複数の軌道点Ｋを配置する。この際、軌道候補生成部１５２は、目標車線の車線中央ＣＬから逸脱して軌道点Ｋを配置してよい。
【００７０】
評価・選択部１５３は、軌道候補生成部１５２により生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、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軌道ほど高く評価される。
【００７１】
車線変更制御部１５４は、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどの車線の変更が必要なイベントが実施される場合、すなわち広義の車線変更が行われる場合に動作する。また、車線変更制御部１５４は、第１の判定部１２６により「第１の領域内に自車両Ｍが収まっていない」と判定された場合、または第２の判定部１２７により「第２の領域内に自車両Ｍが収まっていない」と判定された場合にも動作する。
【００７２】
図１０は、車線変更イベントが実施される場合に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本図および図１１、１２を参照しながら処理について説明する。
【００７３】
まず、車線変更制御部１５４は、走行車線中央認識部１２３により認識された目標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する周辺車両から２台の周辺車両を選択し、これらの周辺車両の間にターゲット位置ＴＡを設定する（ステップＳ１００）。以下、隣接車線においてターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢと称し、隣接車線においてターゲット位置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ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとの位置関係に基づく相対的な位置である。
【００７４】
図１１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１１の例の場合、車線変更制御部１５４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。
【００７５】
次に、車線変更制御部１５４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ための一次条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００７６】
一次条件は、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ことである。なお、この判定条件は、自車両Ｍの側方にターゲット位置ＴＡを設定した場合の一例である。一次条件を満たさない場合、車線変更制御部１５４は、ステップＳ１００に処理を戻し、ターゲット位置ＴＡを再設定する。この際に、一次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、或いはターゲット位置ＴＡを変更したりすることで、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。
【００７７】
図１１に示すように、車線変更制御部１５４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。
【００７８】
禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更制御部１５４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。車線変更制御部１５４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ｍＢ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、一次条件を満たすと判定する。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。
【００７９】
一次条件を満たす場合、車線変更制御部１５４は、車線変更のための軌道の候補を軌道候補生成部１５２に生成させる（ステップＳ１０４）。図１２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、軌道候補生成部１５２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の候補を生成する。例えば、軌道候補生成部１５２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軌道点Ｋを所定個数配置する。この際、軌道候補生成部１５２は、軌道点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。
【００８０】
次に、評価・選択部１５３は、設定条件を満たす軌道の候補を生成できたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。設定条件とは、例えば、前述した計画性や安全性の観点から閾値以上の評価値が得られたことである。設定条件を満たす軌道の候補を生成できた場合、評価・選択部１５３は、例えば、閾値以上の評価値の軌道の中から、最も評価値の高い軌道の候補を選択し、軌道の情報を走行制御部１６０に出力し、車線変更を実施させる（ステップＳ１０８）。一方、設定条件を満たす軌道を生成できなかった場合、ステップＳ１１０に処理を戻す。この際に、ステップＳ１０２で否定的な判定を得た場合と同様に、待機状態になったり、ターゲット位置ＴＡを再設定したりする処理が行われてもよい。これよって、本フローチャートの処理が終了する。
【００８１】
走行制御部１６０は、評価・選択部１５３により選択された軌道を、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。例えば、走行制御部１６０は、評価・選択部１５３により選択された軌道に沿って自車両Ｍを走行させる際に、相対位置認識部１２４により導出された距離ＯＳに基づいて、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４のそれぞれの操作量（制御量）を決定する。例えば、走行制御部１６０は、距離ＯＳが小さくなるように（自車両Ｍが車線中央ＣＬに近づくように）ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４の操作量を決定する。
【００８２】
以下、自車両Ｍの走行中に、所定の場面を通過することで行動計画が動的に変更される様子を、図１３および１４を参照して説明する。図１３は、本実施形態の車両制御システム１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定周期で繰り返し実行される。
【００８３】
まず、走行車線中央認識部１２３は、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に基づいて、目標車線決定部１１０により決定された目標車線を含む道路上の各車線において車線中央ＣＬを認識する（ステップＳ２００）。
【００８４】
次に、場面ごと切替部１２５は、所定の場面であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。所定のイベントである場合、場面ごと切替部１２５は、第２の判定部１２７に処理を行わせる。これを受けて、第２の判定部１２７は、第２の領域を目標車線の車線中央ＣＬを中心に設定する（ステップＳ２０４）。次に、第２の判定部１２７は、設定した第２の領域内に自車両Ｍが収まっているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。第２の領域内に自車両Ｍが収まっている場合、自動運転制御部１２０は、現在のイベントであるレーンキープイベントを維持して（ステップＳ２０８）、レーンキープイベントを継続する（ステップＳ２２１０）。
【００８５】
一方、第２の領域内に自車両Ｍが収まっていない場合、行動計画生成部１４０は、レーンキープイベントの次のイベント、または当該レーンキープイベントを、車線変更イベントに変更する（ステップＳ２１２）。そして、自動運転制御部１２０は、Ｓ２１０の処理として、上述した図１０に示す一連の処理を行って、目標車線に車線変更させる車線変更イベントを実行する。
【００８６】
上述したＳ２０２の処理において否定的な判定を得た場合、すなわち所定のイベントでない場合、場面ごと切替部１２５は、第１の判定部１２６に処理を行わせる。これを受けて、第１の判定部１２６は、第１の領域を目標車線の車線中央ＣＬを中心に設定する（ステップＳ２１４）。次に、第１の判定部１２６は、設定した第１の領域内に自車両Ｍが収まっているか否かを判定する（ステップＳ２１６）。第１の領域内に自車両Ｍが収まっている場合、自動運転制御部１２０は、上述したＳ２０８に処理を移す。一方、第１の領域内に自車両Ｍが収まっていない場合、自動運転制御部１２０は、上述したＳ２１２に処理を移す。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【００８７】
図１４は、第１の判定部１２６による判定場面の一例を示す図である。図中Ｌ２は、目的地が存在する方向の分岐先の車線を表し、Ｌ１は、分岐元の車線を表している。また、図中ＣＬ１は、分岐元の車線Ｌ１において認識された車線中央を表し、ＣＬ２は、分岐先の車線Ｌ２において認識された車線中央を表している。また、図中Ｋ＃は、自車両Ｍが第２場面の地点までに至った軌跡を表している。
【００８８】
このような状況で、分岐地点ＤＰまではＣＬ１が、その先ではＣＬ２が、目標車線の中央ＣＬとして扱われる。仮に、場面を問わずに第１の領域のみが設定されるものとした場合、自動運転制御部１２０は、車線Ｌ２への旋回が遅れて車線Ｌ１寄りに走行した場合には（図中、実線で示す自車両Ｍの位置が対応する）、感度よく「車線Ｌ２から逸脱した」と判定し、車線変更イベントを起動することになる。この車線変更イベントの軌道は本来不要なものであり、制御負荷が高くなるだけでなく、「車線Ｌ２から逸脱した」と判定されたり、「車線Ｌ２内に収まっている」と判定されたりすることが繰り返されると、制御にハンチングが生じることになる。
【００８９】
これに対して、本実施形態の車両制御システム１００では、第２場面において第１の領域よりも幅の広い第２の領域を設定する。これによって、不要な逸脱判定を回避したい場面において、不感帯に近い領域を設けることができ、例えばレーンキープ等の簡易な制御で自車両Ｍを分岐先の車線にＬ２に移動させることができる。また、ハンチングなどの制御上の不都合が生じるのを抑制することができる。
【００９０】
切替制御部１７０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他、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、運転モードを切り替える。例えば、切替制御部１７０は、操作検出センサ７２から入力された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。また、切替制御部１７０は、自動運転の目的地付近において、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える。
【００９１】
切替制御部１７０は、手動運転モードから自動運転モードに切り替える場合、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、これを行う。また、自動運転モードから手動運転モードに切り替わった後、所定時間の間、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が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰するといった制御が行われてもよい。
【００９２】
以上説明した実施形態によれば、所定の場面では目標車線の中心を基準に第２の領域を設定し、所定の場面以外の場面では目標車線の中心を基準に第１の領域を設定し、自車両Ｍがこれら双方の領域内に収まっている場合に、自車両Ｍが目標車線を走行していると判定する。この場合には、車両制御システム１００は、目標車線を自車両Ｍが走行するように制御する。また、車両制御システム１００は、少なくともいずれか一方の領域内に自車両Ｍが収まっていない場合、すなわち自車両Ｍが目標車線を走行していない場合には、目標車線に移動するように制御する。これによって、車両制御システム１００は、車両の挙動を安定させた自動運転を実施することができる。例えば、車両制御システム１００は、分岐イベント時に、車線中央ＣＬを中心に第２の領域を設定することにより、目標車線が不必要に変更されるのを抑制することができる。この結果、ハンチングを抑制することができる。
【００９３】
なお、上述した実施形態では、所定の場面において第２の領域を設定して、不要な逸脱判定を回避するものとして説明したがこれに限られない。例えば、上述した場面ごと切替部１２５は、所定の場面（所定のイベント）である場合、第１の判定部１２６または第２の判定部１２７による逸脱判定の処理を停止させてもよい。すなわち、車両制御システム１００は、所定の場面では、車線変更によって自車両Ｍが目標車線を走行するように制御するのを停止し、例えばレーンキープ等の簡易な制御で自車両Ｍを目標車線に移動させる。これによって、上述した実施形態と同様に、ハンチングを抑制することができる。
【００９４】
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】
【００９５】
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、６２…表示部、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…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１２２…自車位置認識部、１２３…走行車線中央認識部、１２４…相対位置認識部、１２５…場面ごと切替部、１２６…第１の判定部、１２７…第２の判定部、１３０…外界認識部、１４０…行動計画生成部、１５０…軌道生成部、１５１…走行態様決定部、１５２…軌道候補生成部、１５３…評価・選択部、１５４…車線変更制御部、１６０…走行制御部、１７０…切替制御部、１８０…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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【図１４】
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