JP6544878B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
本願は、２０１６年５月１６日に出願された日本国特願２０１６−０９８０４９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、前走車の走行軌跡に基づいて、自車両の速度制御や操舵制御を行うシステムが知られている。このシステムは、目標とする車間距離と、前走車両との車間距離との差、および所定時間走行した場合の前走車両と自車両との速度差に基づいて、自車両の速度制御を行うものである（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開平１０−１００７３８号公報

しかしながら、従来の技術では、走行軌跡を表現した軌道から車両が逸れてしまった場合、適切に速度制御を行うことができない場合があった。

本発明の態様は、軌道に沿って精度良く車両の速度制御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。

（１）本発明の一態様に係る車両制御システムは、車両の位置を認識する位置認識部と、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成する軌道生成部と、前記軌道において、前記位置認識部により認識された前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定する演算基準位置設定部と、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出し、前記演算基準位置から前記第１の目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出する走行制御部と、を備える。

（２）上記（１）の態様において、前記演算基準位置設定部が、前記車両の速度が閾値以下である低速走行の場合に、前記演算基準位置を設定してもよい。

（３）上記（１）または（２）の態様において、前記演算基準位置設定部が、前記車両の位置が前記軌道から所定距離以上離れている場合に、前記演算基準位置を設定してもよい。

（４）上記（１）から（３）のいずれか一項の態様において、前記走行制御部が、前記演算基準位置と、前記車両の位置との第１の偏差に基づいて、前記導出した目標速度を補正してもよい。

（５）上記（１）から（４）のいずれか一項の態様において、前記走行制御部が、更に、前記認識時刻から、前記第１の所定時間に比して短い第２の所定時間が経過した将来の時刻に対応した第２の目標位置と、前記演算基準位置から走行を開始して前記将来の時刻において前記車両が到達することが予測される予測位置との第２の偏差に基づいて、前記目標速度を補正してもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれか一項の態様において、少なくとも前記車両の速度制御を自動的に行う自動運転モードと、前記車両の速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部を更に備え、前記走行制御部が、前記自動運転制御部により前記自動運転モードが実行される場合、前記目標速度に応じた前記車両の速度制御を行ってもよい。

（７）上記（６）の態様において、前記自動運転モードには、前記車両の周辺監視義務の程度が異なる複数のモードが含まれており、前記自動運転制御部が、前記車両の速度が閾値以下である低速走行の場合、または前記車両の位置が前記軌道から所定距離以上離れている場合に、実行するモードを、より周辺監視義務の程度が低いモードに変更してもよい。

（８）本発明の一態様に係る車両制御方法は、車載コンピュータが、車両の位置を認識し、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成し、前記軌道において、前記認識した前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定し、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出し、前記設定した演算基準位置から前記抽出した目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出する。

（９）本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、車載コンピュータに、車両の位置を認識させ、前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成させ、前記軌道において、前記認識した前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定し、前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出させ、前記演算基準位置から前記第１の目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出させる、車両制御プログラムである。

上記（１）〜（９）の態様によれば、軌道に沿って精度良く車両の速度制御を行うことができる。

各実施形態の車両制御システムが搭載される自車両の構成要素を示す図である。 第１の実施形態に係る車両制御システムを中心とした機能構成図である。 自車位置認識部により走行車線に対する自車両の相対位置が認識される様子を示す図である。 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。 軌道生成部の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部により生成される軌道の候補の一例を示す図である。 軌道候補生成部により生成される軌道の候補を軌道点で表現した図である。 車線変更ターゲット位置を示す図である。 ３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。 制御モードに対応した操作可否情報の一例を示す図である。 操舵制御部および加減速制御部と、その制御対象との関係を示す図である。 第１の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。 第１の実施形態における加減速制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。 現在偏差に対する第１の不感帯の一例を示す図である。 現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。 将来偏差に対する第２の不感帯の一例を示す図である。 将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。 場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。 現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。 現在偏差に対する第１の不感帯の他の例を示す図である。 将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。 将来偏差に対する第２の不感帯の他の例を示す図である。 場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。 不感帯の領域サイズの変更方法を説明するための図である。 不感帯の領域サイズの変更方法を説明するための図である。 第２の実施形態における加減速制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。 自車両の速度に対する出力ゲインの変化の一例を示す図である。 第４の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。 演算基準位置の設定方法を説明するための図である。 演算基準位置の補正の一例を模式的に示す図である。 演算基準位置の補正の他の例を模式的に示す図である。 第４の実施形態における第５演算部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第５の実施形態における加減速制御部の構成の一例を示す図である。

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。

＜共通構成＞
図１は、各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０（経路誘導装置）と、車両制御システム１００とが搭載される。

ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。
ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。

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。

カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

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。

＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。
自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０などを含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、表示装置６２と、スピーカ６４と、コンテンツ再生装置６６と、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、車両制御システム１００と、駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０とが搭載される。
これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。
なお、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」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤなど）を含んでもよい。

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。

通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用した無線通信を行う。

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。車両センサ６０は、「検出部」の一例である。

表示装置６２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。また、表示装置６２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。また、表示装置６２は、タッチパネルである場合にパネルに対するタッチ操作を検出する。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。

コンテンツ再生装置６６は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置などを含む。コンテンツ再生装置６６により再生された各種コンテンツ情報は、表示装置６２やスピーカ６４を介して出力されてよい。

操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。
操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１６０に出力する。
なお、これに代えて、操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に出力されてもよい。

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、走行制御部１６０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、切替制御部１５０に出力する。
自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードである。より具体的には、自動運転モードとは、行動計画に基づいて駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０の一部または全部を制御する運転モードである。
また、切替スイッチ８０は、自動運転モードを切り替える操作の他に、種々の操作を受け付けてもよい。例えば、車両制御システム１００側から出力された情報が表示装置６２を介して車両乗員に提示された場合、切替スイッチ８０は、これに対する応答操作などを受け付けてよい。

車両制御システム１００の説明に先立って、駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。

駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。駆動力出力装置２００は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。また、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、駆動力出力装置２００は、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、駆動力出力装置２００は、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。
駆動力出力装置２００がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。
駆動力出力装置２００が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。
駆動力出力装置２００がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置２１０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。
電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。
ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

ブレーキ装置２２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。
電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。
電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。
なお、ブレーキ装置２２０は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。
また、ブレーキ装置２２０は、駆動力出力装置２００に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。この回生ブレーキは、駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータにより発電された電力を利用する。

［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（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。

図２に戻り、車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、走行制御部１６０と、記憶部１９０とを備える。
自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。

目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

記憶部１９０には、例えば、高精度地図情報１９２、目標車線情報１９４、行動計画情報１９６、制御モードに対応した操作可否情報１９８などの情報が格納される。
記憶部１９０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１９０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１９０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。

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１９２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１９４として記憶部１９０に記憶される。

高精度地図情報１９２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１９２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１９２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。

自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモードの数や種類は任意に決定されてよい。
［モードＡ］
モードＡは、最も自動運転の度合が高いモードである。モードＡが実施されている場合、複雑な合流制御など、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要が無い。すなわち、モードＡでは、車両乗員に周辺監視義務が課されない。
［モードＢ］
モードＢは、モードＡの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＢが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。すなわち、モードＢでは、車両乗員に周辺監視義務が課される。
［モードＣ］
モードＣは、モードＢの次に自動運転の度合が高いモードである。モードＣが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた切替スイッチ８０に対する確認操作を行う必要がある。モードＣでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に通知され、車両乗員が切替スイッチ８０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。すなわち、モードＣでは、車両乗員に周辺監視義務が課される。

自動運転モード制御部１３０は、切替スイッチ８０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様などに基づいて、自動運転のモードを決定する。
自動運転モード制御部１３０により決定された自動運転のモードに関する情報は、出力制御部１５５に通知される。自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、モードＡは実施されないものとしてよい。
いずれのモードにおいても、切替スイッチ８０に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。

自動運転制御部１２０の自車位置認識部１４０は、記憶部１９０に格納された高精度地図情報１９２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。

自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１９２から認識される道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ４０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。
この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

図３は、自車位置認識部１４０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１４０は、例えば、自車両Ｍの基準点Ｇ（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。
なお、これに代えて、自車位置認識部１４０は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。

外界認識部１４２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。
周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。
周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。
また、外界認識部１４２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１４４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４４は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。
行動計画生成部１４４は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。
行動計画生成部１４４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１９６として記憶部１９０に格納される。

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１４４は、目標車線情報１９４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４４は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１９４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。
例えば、行動計画生成部１４４は、車両走行中に外界認識部１４２によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。
例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１４２の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４４は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。

図５は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、軌道候補生成部１４６Ｂと、評価・選択部１４６Ｃとを備える。

走行態様決定部１４６Ａは、例えば、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。
この場合、走行態様決定部１４６Ａは、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、渋滞場面などにおいて、走行態様を低速追従走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
また、走行態様決定部１４６Ａは、車線変更イベント、追い越しイベント、分岐イベント、合流イベント、ハンドオーバイベントなどを実施する場合に、それぞれのイベントに応じた走行態様を決定する。

軌道候補生成部１４６Ｂは、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。図６は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図６は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。

軌道候補生成部１４６Ｂは、図６に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、自車両Ｍの基準位置Ｇ（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点Ｋ）の集まりとして決定する。本実施形態では、一例として、将来の所定時間の間隔を１秒として説明する。

図７は、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｂは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点Ｋの間隔を徐々に狭くする。

このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｂは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定されてよい。

ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。
軌道候補生成部１４６Ｂは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図８は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。
図８において、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。
ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。
自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡの側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍＡに追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、軌道候補生成部１４６Ｂは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉、又は接触しないように目標速度を決定する。

図９は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図９において、ポイントｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｂは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、図７に示すような軌道の候補を複数導出する。
なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図９に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。

評価・選択部１４６Ｃは、軌道候補生成部１４６Ｂにより生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、それぞれの軌道点において、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。

切替制御部１５０は、切替スイッチ８０から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、操作デバイス７０から入力された信号の示す操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える（オーバーライド）。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、操作デバイス７０に対する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰させてもよい。

出力制御部１５５は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、操作可否情報１９８を参照して、自動運転のモードの種別に応じて、ナビゲーション装置５０や表示装置６２、コンテンツ再生装置６６、切替スイッチ８０などのユーザインターフェース装置を制御する。

図１０は、操作可否情報１９８の一例を示す図である。図１０に示す操作可否情報１９８は、運転モードの項目として「手動運転モード」、「自動運転モード」とを有する。また、「自動運転モード」として、上述した「モードＡ」、「モードＢ」、および「モードＣ」等を有する。
また、操作可否情報１９８は、ユーザインターフェース装置の項目として、ナビゲーション装置５０に対する操作である「ナビゲーション操作」、コンテンツ再生装置６６に対する操作である「コンテンツ再生操作」、表示装置６２に対する操作である「インストルメントパネル操作」等を有する。

出力制御部１５５は、自動運転制御部１２０から取得したモードの情報に基づいて操作可否情報１９８を参照することで、使用が許可されるユーザインターフェース装置と、使用が許可されないユーザインターフェース装置とを判定する。また、出力制御部１５５は、判定結果に基づいて、ユーザインターフェース装置に対する車両乗員からの操作の受け付けの可否を制御する。

例えば、車両制御システム１００が実行する運転モードが手動運転モードの場合、車両乗員は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、およびステアリングホイール等の操作デバイス７０を操作する。
また、車両制御システム１００が実行する運転モードが自動運転モードのモードＢ、モードＣ等である場合、車両乗員には、自車両Ｍの周辺監視義務が生じる。
このような場合、車両乗員の運転以外の行動（例えばユーザインターフェース装置の操作等）により注意が散漫になること（ドライバーディストラクション）を防止するため、出力制御部１５５は、ユーザインターフェース装置の一部または全部に対する操作を受け付けないように制御を行う。この際、出力制御部１５５は、自車両Ｍの周辺監視を行わせるために、外界認識部１４２により認識された自車両Ｍの周辺車両の存在やその周辺車両の状態を、表示装置６２に画像などで表示させると共に、自車両Ｍの走行時の場面に応じた確認操作をナビゲーション装置５０や表示装置６２、切替スイッチ８０などに受け付けさせてよい。

また、出力制御部１５５は、運転モードが自動運転のモードＡである場合、ドライバーディストラクションの規制を緩和し、操作を受け付けていなかったユーザインターフェース装置に対する車両乗員の操作を受け付ける制御を行う。
例えば、出力制御部１５５は、表示装置６２に映像を表示させたり、スピーカ６４に音声を出力させたり、コンテンツ再生装置６６にＤＶＤなどからコンテンツを再生させたりする。
なお、コンテンツ再生装置６６が再生するコンテンツには、ＤＶＤなどに格納されたコンテンツの他、例えば、テレビ番組等の娯楽、エンターテイメントに関する各種コンテンツが含まれてよい。
また、上述した図１０に示す「コンテンツ再生操作」は、このような娯楽、エンターテイメントに関するコンテンツ操作を意味するものであってよい。

また、モードＡからモードＢまたはモードＣに遷移される場合、すなわち車両乗員の周辺監視義務が増加する自動運転のモードの変更が行われる場合、出力制御部１５５は、ユーザインターフェース装置に所定の情報を出力させる。
所定の情報とは、周辺監視義務が増加すること示す情報や、ユーザインターフェース装置に対する操作許容度が低くなる（操作が制限される）ことを示す情報である。
なお、所定の情報は、これらに限定されるものではなく、例えばハンドオーバ制御への準備を促すような情報であってもよい。

上述したように、出力制御部１５５は、例えば運転モードが上述したモードＡからモードＢまたはモードＣへ遷移する所定時間前や自車両Ｍが所定速度に至る前に車両乗員に対して警告等を報知することで、自車両Ｍの周辺監視義務が車両乗員に課されることを、適切なタイミングで車両乗員に通知することができる。
この結果、自動運転の切り替わりへの準備期間を車両乗員に与えることができる。

走行制御部１６０は、操舵制御部１６２と、加減速制御部１６４とを含む。走行制御部１６０は、軌道生成部１４６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、駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。

図１１は、操舵制御部１６２および加減速制御部１６４と、その制御対象との関係を示す図である。
操舵制御部１６２は、軌道生成部１４６によって生成された軌道と、自車位置認識部１４０により認識された自車両Ｍの位置（自車位置）とに基づいて、ステアリング装置２１０を制御する。例えば、操舵制御部１６２は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる軌道点Ｋ（ｉ）に対応した転向角φｉや、車両センサ６０から取得した車速（或いは加速度や躍度）、鉛直軸回りの角速度（ヨーレート）などの情報に基づいて、操舵角を決定し、この操舵角分の変位を車輪に与えるようにステアリング装置２１０における電動モータの制御量を決定する。

加減速制御部１６４は、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αと、軌道生成部１４６によって生成された軌道とに基づいて、駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２２０を制御する。

［加減速制御］
図１２は、第１の実施形態における加減速制御部１６４の構成の一例を示す図である。
加減速制御部１６４は、例えば、第１演算部１６５と、第２演算部１６６と、第３演算部１６７と、第４演算部１６８と、減算器１６９および１７０と、比例積分制御部１７１と、比例制御部１７２と、第１出力調整部１７３と、第２出力調整部１７４と、第３出力調整部１７５と、加算器１７６および１７７とを備える。
なお、これらの構成のうち一部または全部は、軌道生成部１４６（特に軌道候補生成部１４６Ｂ）に含まれてもよい。

以下、フローチャートに即して、図１２に示す加減速制御部１６４における各構成の処理内容について説明する。図１３は、第１の実施形態における加減速制御部１６４の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下の説明において、各種位置は、ある時点（例えば現在時刻ｔ_ｉ）での自車両Ｍの位置を基準に、自車両Ｍの進行方向側のものは正値として扱われ、進行方向と反対方向側のものは負値として扱われる。

まず、第１演算部１６５は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる複数の軌道点Ｋ間の距離に基づいて、軌道に沿って自車両Ｍを走行させる際の目標速度を導出する。例えば、第１演算部１６５は、軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間が経過するまで間に自車両Ｍが到達すべき軌道点Ｋ（ｉ）から軌道点Ｋ（ｉ＋ｎ）を抽出して、これらの軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の経路長を、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する（ステップＳ１００）。この平均速度は、軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道上の自車両Ｍの目標速度として扱われる。ｎ秒分の時間は、「第１の所定時間」の一例である。

第２演算部１６６は、軌道生成部１４６によって生成された軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔ_ｉに対応した軌道点Ｋ（ｉ）を抽出する。

第３演算部１６７は、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間に比して短い所定時間（例えば１秒）経過した時刻ｔ_ｉ＋１に対応した軌道点Ｋ（ｉ＋１）を抽出する。現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間に比して短い所定時間は、「第２の所定時間」の一例である。

第４演算部１６８は、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）と、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αに基づいて、現在の時刻ｔ_ｉから１秒経過した時刻ｔ_ｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する（ステップＳ１０２）。例えば、第４演算部１６８は、以下の数式（１）に基づき予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する。式中ｔは、時刻ｔ_ｉと時刻ｔ_ｉ＋１との差分の時間である。すなわち、式中ｔは、軌道点Ｋの時間間隔（サンプリング時間）に相当する。

減算器１６９は、第２演算部１６６により抽出された軌道点Ｋ（ｉ）から、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を差し引いた偏差（以下、現在偏差と称する）を導出する（ステップＳ１０４）。そして、減算器１６９は、導出した現在偏差を比例積分制御部１７１に出力する。
現在偏差は、「第１の偏差」の一例である。

減算器１７０は、第３演算部１６７により抽出された軌道点Ｋ（ｉ＋１）から、第４演算部１６８により導出された予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を差し引いた偏差（以下、将来偏差と称する）を導出する（ステップＳ１０６）。そして、減算器１７０は、導出した将来偏差を比例制御部１７２に出力する。将来偏差は、「第２の偏差」の一例である。

比例積分制御部１７１は、減算器１６９により出力された現在偏差に所定の比例ゲインを乗算すると共に、現在偏差の時間積分値に所定の積分ゲインを乗算する。そして、比例積分制御部１７１は、比例ゲインを乗算した現在偏差と、積分ゲインを乗算した現在偏差の時間積分値とを加算することで、自車両Ｍを自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）から軌道点Ｋ（ｉ）に近づけるような速度の補正量（以下、第１補正量と称する）を、操作量として導出する（ステップＳ１０８）。このように積分項を入れることによって、現在偏差がゼロに近づくように目標速度を補正することができる。この結果、加減速制御部１６４は、現在の時刻ｔ_ｉの自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を、現在の時刻ｔ_ｉに対応した目標位置である軌道点Ｋ（ｉ）により近づけることができる。

比例制御部１７２は、減算器１７０により出力された将来偏差に所定の比例ゲインを乗算して、１秒後の時点で自車両Ｍを予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）から軌道点Ｋ（ｉ＋１）に近づけるような速度の補正量（以下、第２補正量と称する）を、操作量として導出する（ステップＳ１１０）。このように比例制御部１７２は、不確定な要素を含む将来偏差を許容した比例制御を行う。

第１出力調整部１７３は、例えば、比例積分制御部１７１により導出された第１補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第１出力調整部１７３は、第１補正量が示す速度が１５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第１補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１２）。

第２出力調整部１７４は、例えば、比例制御部１７２により導出された第２補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第２出力調整部１７４は、第１出力調整部１７３と同様に、第２補正量が示す速度が１５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第２補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１４）。

なお、第１出力調整部１７３によるフィルタリングの速度制限、および第２出力調整部１７４によるフィルタリングの速度制限の一方または双方において、速度の増加時の制限と減少時の制限とが異なってもよい。

加算器１７６は、第１出力調整部１７３により調整された第１補正量と、第２出力調整部１７４により調整された第２補正量とを加算し、これらの補正量を加算した第３補正量を第３出力調整部１７５に出力する。

第３出力調整部１７５は、例えば、加算器１７６により出力された第３補正量に制限をかけるフィルタ回路である。例えば、第３出力調整部１７５は、第３補正量が示す速度が５ｋｍ／ｈ以上増加または減少しないように第３補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ１１６）。

加算器１７７は、第１演算部１６５により導出された平均速度に、第３出力調整部１７５により調整された第３補正量を加算して、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒間における自車両Ｍの目標速度として出力する（ステップＳ１１８）。これによって加減速制御部１６４は、目標速度に応じて駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２２０の制御量を決定する。

係る制御によって、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。例えば、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）と、複数の軌道点Ｋのうち自車両Ｍの位置認識をおこなった時刻（認識時刻、例えば現在の時刻ｔ_ｉ）に対応した軌道点Ｋ（ｉ）との現在偏差を用いて目標速度を補正しない場合、第２補正量、すなわち１秒後の時点で自車両Ｍを予測位置Ｐｐｒｅ（ｉ＋１）から軌道点Ｋ（ｉ＋１）に近づけるような速度の補正量のみで目標速度を補正することになる。この場合、センサ誤差等により各軌道点Ｋに対して常に追い越すような、或いは常に追いつかないような定常的なオフセット（偏差）が生じる可能性がある。また、不確定な要素を含む将来偏差のみで目標速度を補正することになるため、頻繁な加減速が生じる場合がある。

これに対し、本実施形態では、現在偏差を用いた第１補正量と第２補正量との双方により目標速度を補正するため、軌道点Ｋに対するオフセットを小さくすることができる。より詳細には、比例積分制御部１７１が現在偏差の時間積分を行うことにより第１補正量を導出するため、現在の時刻ｔ_ｉの自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を、現在の時刻ｔ_ｉに対応した目標位置である軌道点Ｋ（ｉ）により近づけることができる。また、比例制御部１７２が比例制御を行うことにより、不確定な要素を含む将来偏差をある程度許容することができる。この結果、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）と、複数の軌道点Ｋのうち自車両Ｍの位置認識をおこなった時刻（認識時刻、例えば現在の時刻ｔ_ｉ）に対応した軌道点Ｋ（ｉ）との現在偏差を用いて目標速度を補正することにより、加減速が頻繁に発生するのを抑制することができる。この結果、乗員の不快感を低減させることができる。

また、上述した第１の実施形態によれば、さらに現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間に比して短い所定時間（例えば１秒）経過した時刻ｔ_ｉ＋１に対応した軌道点Ｋ（ｉ＋１）と、現在の時刻ｔ_ｉから１秒経過した時刻ｔ_ｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）との将来偏差を用いて目標速度を補正することにより、加減速が頻繁に発生するのを更に抑制することができる。

＜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の実施形態では、加減速が頻繁に行われるのを抑制するために、将来偏差および現在偏差のいずれか一方または双方に対してそれぞれ不感帯ＤＺを設定する点で第１の実施形態と相違する。不感帯ＤＺとは、それぞれの偏差に応じた補正量を低下させるために設けられる領域である。以下、係る相違点を中心に説明する。

図１４は、第２の実施形態における加減速制御部１６４Ａの構成の一例を示す図である。加減速制御部１６４Ａは、例えば、上述した第１の実施形態における加減速制御部１６４の構成に加えて、更に比例積分ゲイン調整部１８０と、比例ゲイン調整部１８１とを備える。

比例積分ゲイン調整部１８０は、現在偏差に対して第１の不感帯ＤＺ１を設定し、減算器１６９により導出された現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である場合、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない場合に比して、比例積分制御部１７１における比例ゲインおよび積分ゲインの一方または双方を低下させる。「ゲインの低下」とは、正値のゲインをゼロまたは負値に近づけること、あるいは負値のゲインをゼロまたは正値に近づけることをいう。

図１５および図１６は、現在偏差に対する第１の不感帯ＤＺ１の一例を示す図である。
図１５および図１６に示す例のように、第１の不感帯ＤＺ１は、現在偏差の正側（自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である側）のみ、または正側に偏って設定されてよい。
「正側に偏る」とは、例えば、第１の不感帯ＤＺ１の領域の重心などが現在偏差の正側に存在することをいう。
図１５の例では、現在偏差がゼロから閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
また、図１６の例では、閾値Ｔｈ２（負値）から閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
図１５および図１６に示すように、第１の不感帯ＤＺ１では、比例ゲインや積分ゲインはゼロをとる。従って、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であれば、比例積分制御部１７１により導出される第１補正量は、ゼロまたはゼロ程度になる。

比例ゲイン調整部１８１は、将来偏差に対して第２の不感帯ＤＺ２を設定し、減算器１７０により導出された将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内である場合、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内でない場合に比して、比例制御部１７２における比例ゲインを低下させる。

図１７および図１８は、将来偏差に対する第２の不感帯ＤＺ２の一例を示す図である。
図１７および図１８に示す例のように、第２の不感帯ＤＺ２は、第１の不感帯ＤＺ１と同様に、現在偏差の正側のみ、または正側に偏って設定されてよい。
図１７の例では、現在偏差がゼロから閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
また、図１８の例では、閾値Ｔｈ２（負値）から閾値Ｔｈ１（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
図１７および図１８に示すように、第２の不感帯ＤＺ２では、比例ゲインはゼロをとる。従って、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内であれば、比例制御部１７２により導出される第２補正量は、ゼロまたはゼロ程度になる。
なお、上述した第１の不感帯ＤＺ１と第２の不感帯ＤＺ２とは、その領域の大きさが互いに異なっていてもよいし、いずれか一方が偏差の正側のみに設定され、他方が正側に偏って設定されてもよい。

図１９は、場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。図１９（ａ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない一場面を表している。また、図１９（ｂ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である一場面を表している。
いずれの場面においても、現在の時刻ｔ_０における自車位置Ｐ_ａｃｔ（０）に比して軌道点Ｋ（０）が前方に位置している。すなわち、自車両Ｍが現在の時刻ｔ_０において到達すべき軌道点Ｋ（０）に到達していない。
このため、加減速制御部１６４は、駆動力出力装置２００を制御して、自車両Ｍを加速させる必要がある。

例えば、図１９（ａ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１外であるため、第１補正量が平均速度に加算され、自車両Ｍは現在の平均速度から加速することになる。
一方、図１９（ｂ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるため、第１補正量が減少する。この場合、加速制御が行われずに第１演算部１６５により導出された平均速度が維持されやすくなる。このような処理によって、自車両Ｍが軌道点Ｋ（０）に到達していない場合に頻繁に加速するのを抑制することができる。

また、上述した例では、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である場合に偏差に不感帯ＤＺを設定するものとして説明したがこれに限られず、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である場合に偏差に不感帯ＤＺを設定してもよい。

図２０および図２１は、現在偏差に対する第１の不感帯ＤＺ１の他の例を示す図である。
図２０および図２１に示す例のように、第１の不感帯ＤＺ１は、現在偏差の負側（自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である側）のみ、または負側に偏って設定されてよい。
図２０の例では、現在偏差が閾値Ｔｈ３（負値）からゼロまでの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。
また、図２１の例では、閾値Ｔｈ３（負値）から閾値Ｔｈ４（正値）までの領域が第１の不感帯ＤＺ１として設定されている。

図２２および図２３は、将来偏差に対する第２の不感帯ＤＺ２の他の例を示す図である。
図２２および図２３に示す例のように、第２の不感帯ＤＺ２は、現在偏差の負側のみ、または負側に偏って設定されてよい。
図２２の例では、現在偏差が閾値Ｔｈ３（負値）からゼロまでの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
また、図２３の例では、閾値Ｔｈ３（負値）から閾値Ｔｈ４（正値）までの領域が第２の不感帯ＤＺ２として設定されている。
上述した例においても、第１の不感帯ＤＺ１と第２の不感帯ＤＺ２とは、その領域の大きさが互いに異なっていてもよいし、いずれか一方が偏差の負側のみに設定され、他方が負側に偏って設定されてもよい。

図２４は、場面ごとの加減速制御の一例を示す図である。図２４（ａ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない一場面を表している。また、図２４（ｂ）は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である一場面を表している。
いずれの場面においても、現在の時刻ｔ_０における自車位置Ｐ_ａｃｔ（０）に比して軌道点Ｋ（０）が後方に位置している。すなわち、自車両Ｍが現在の時刻ｔ_０において到達すべき軌道点Ｋ（０）を超えている。このため、加減速制御部１６４は、駆動力出力装置２００を制御して、自車両Ｍを減速させる必要がある。

例えば、図２４（ａ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１外であるため、第１補正量が平均速度に加算され、自車両Ｍは現在の平均速度から減速することになる。
一方、図２４（ｂ）に示す場面では、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるため、第１補正量が減少する。この場合、減速制御が行われずに第１演算部１６５により導出された平均速度が維持されやすくなる。このような処理によって、自車両Ｍが軌道点Ｋ（０）を超えた場合に頻繁に減速するのを抑制することができる。

［不感帯の領域変更処理］
また、上述した比例積分ゲイン調整部１８０は、外界認識部１４２により状態が認識された周辺車両のうち、自車両Ｍの直前を走行する前走車両および自車両Ｍの直後を走行する後続車両の一方または双方と、自車両Ｍとの車間距離に基づいて、現在偏差に対して設定する第１の不感帯ＤＺ１の領域サイズを変更してよい。
また、比例ゲイン調整部１８１は、自車両Ｍの直前を走行する前走車両および自車両Ｍの直後を走行する後続車両の一方または双方と、自車両Ｍとの車間距離に基づいて、将来偏差に対して設定する第２の不感帯ＤＺ２の領域サイズを変更してよい。

図２５および図２６は、不感帯ＤＺの領域サイズの変更方法を説明するための図である。
図２５に示すように、比例積分ゲイン調整部１８０または比例ゲイン調整部１８１は、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が前方である場合、それぞれが設定する不感帯ＤＺの正側の閾値Ｔｈ１を、後続車両との車間距離が広くなるのに応じて正側において大きくし、後続車両との車間距離が狭くなるのに応じて正側において小さくする。これによって、加減速制御部１６４は、後続車両との車間距離が詰まった場合には、安全を考慮して不感帯ＤＺを狭くすることで、加速を頻繁に行わせることができる。また、加減速制御部１６４は、後続車両との車間距離が開いた場合には、不感帯ＤＺを広くすることで、加速の頻度を低下させることができる。

また、図２６に示すように、比例積分ゲイン調整部１８０または比例ゲイン調整部１８１は、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に比して軌道点Ｋ（ｉ）が後方である場合、それぞれが設定する不感帯ＤＺの負側の閾値Ｔｈ３を、前走車両との車間距離が広くなるのに応じて負側において大きし、前走車両との車間距離が狭くなるのに応じて負側において小さくする。これによって、加減速制御部１６４は、前走車両との車間距離が詰まった場合には、安全を考慮して不感帯ＤＺを狭くすることで、減速を頻繁に行わせることができる。また、加減速制御部１６４は、前走車両との車間距離が開いた場合には、不感帯ＤＺを広くすることで、減速の頻度を低下させることができる。

図２７は、第２の実施形態における加減速制御部１６４Ａの処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、第１演算部１６５は、軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間が経過するまで間に自車両Ｍが到達すべき軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を抽出して、これらの軌道点Ｋ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の経路長を、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する（ステップＳ２００）。

次に、第４演算部１６８は、自車位置認識部１４０により認識された自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）と、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αに基づいて、現在の時刻ｔ_ｉから１秒経過した時刻ｔ_ｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する（ステップＳ２０２）。

次に、減算器１６９は、第２演算部１６６により抽出された軌道点Ｋ（ｉ）から、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を差し引いた現在偏差を導出する（ステップＳ２０４）。次に、減算器１７０は、第３演算部１６７により抽出された軌道点Ｋ（ｉ＋１）から、第４演算部１６８により導出された予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を差し引いた将来偏差を導出する（ステップＳ２０６）。

次に、比例積分ゲイン調整部１８０は、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内であるか否かを判定し（ステップＳ２０８）、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内である場合、比例積分制御部１７１における比例ゲインおよび積分ゲインの一方または双方を低下させる（ステップＳ２１０）。一方、現在偏差が第１の不感帯ＤＺ１内でない場合、比例積分ゲイン調整部１８０は、Ｓ２１２に処理を移す。

次に、比例積分制御部１７１は、減算器１６９により出力された現在偏差に所定の比例ゲインを乗算すると共に、現在偏差の時間積分値に所定の積分ゲインを乗算し、これらを加算することで、第１補正量を導出する（ステップＳ２１２）。次に、第１出力調整部１７３は、第１補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２１４）。

次に、比例ゲイン調整部１８１は、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内であるか否かを判定し（ステップＳ２１６）、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内である場合、比例制御部１７２における比例ゲインを低下させる（ステップＳ２１８）。一方、将来偏差が第２の不感帯ＤＺ２内でない場合、比例ゲイン調整部１８１は、Ｓ２２０に処理を移す。

次に、比例制御部１７２は、減算器１７０により出力された将来偏差に所定の比例ゲインを乗算することで、第２補正量を導出する（ステップＳ２２０）。次に、第２出力調整部１７４は、第２補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２２２）。

次に、第３出力調整部１７５は、第１補正量と第２補正量とを加算した第３補正量にフィルタリングを行う（ステップＳ２２４）。次に、加算器１７７は、第１演算部１６５により導出された平均速度に、第３出力調整部１７５により調整された第３補正量を加算して、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒間における自車両Ｍの目標速度として出力する（ステップＳ２２６）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。

以上説明した第２の実施形態によれば、将来偏差および現在偏差のいずれか一方または双方に対して不感帯ＤＺを設定するため、更に頻繁な加減速の発生を抑制できる。この結果、車両の安全を考慮しつつ乗員の不快感を低減させることができる。

また、第２の実施形態によれば、前走車両または後続車両との車間距離に基づいて、不感帯ＤＺの領域を変更するため、頻繁な加減速の発生を効率よく抑制できる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、自車両Ｍの速度が小さい場合に第３補正量の出力ゲインを調整する点で第１および第３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。

図２８は、第３の実施形態における加減速制御部１６４Ｂの構成の一例を示す図である。加減速制御部１６４Ｂは、例えば、第１演算部１６５と、第２演算部１６６と、第３演算部１６７と、第４演算部１６８と、減算器１６９および１７０と、比例積分制御部１７１と、比例制御部１７２と、第１出力調整部１７３と、第２出力調整部１７４と、加算器１７６および１７７と、第３ゲイン調整部１８３と、乗算器１８４とを備える。

第３ゲイン調整部１８３は、自車両Ｍの速度ｖが低下するほど、第１補正量と第２補正量とを加算した第３補正量を調整するための出力ゲインを低下させる。

乗算器１８４は、第３ゲイン調整部１８３により調整された出力ゲインと、加算器１７６により出力された第３補正量とを乗算し、加算器１７７に出力する。

図２９は、自車両Ｍの速度ｖに対する出力ゲインの変化の一例を示す図である。図２９に示すように、自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下では、速度ｖの低下に応じて出力ゲインが１以下に低下する。このため、自車両Ｍが徐々に減速して停車するような場合、第３補正量が減少していくため、加減速の発生がより抑制される。

以上説明した第３の実施形態によれば、自車両Ｍの速度が低下するのに応じて第３補正量を低下させるため、例えば自車両Ｍが停車する際に頻繁な加減速の発生を抑制できる。
これにより、スムーズな停車を行うことができる。また、第３の実施形態によれば、自車両Ｍの速度が増加するのに応じて第３補正量を増加させるため、自車両Ｍを停止状態からスムーズに加速させることできる。この結果、乗員の不快感を低減させることができる。

＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、所定の場合に軌道上に基準となる位置（以下、演算基準位置と称する）を設定し、この演算基準位置に基づいて加減速制御を行う点で第１から第３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。

図３０は、第４の実施形態における加減速制御部１６４Ｃの構成の一例を示す図である。加減速制御部１６４Ｃは、例えば、上述した第１の実施形態における加減速制御部１６４の構成に加えて、更に第５演算部１８５を備える。第５演算部１８５は、例えば、設定要否判定部１８５Ａと、演算基準位置設定部１８５Ｂとを備える。

設定要否判定部１８５Ａは、後述する演算基準位置設定部１８５Ｂが所定の処理を行う必要があるかどうかを判定する。
例えば、設定要否判定部１８５Ａは、自車両Ｍの速度ｖが、上述した図２９において例示した速度閾値Ｖｔｈ以下である場合、低速走行時に現在偏差や将来偏差が大きくなることを見越して、演算基準位置設定部１８５Ｂに所定の処理を行わせる。
また、設定要否判定部１８５Ａは、軌道生成部１４６により生成された軌道、または軌道に含まれる任意の軌道点Ｋから、現在の時刻ｔ_ｉにおける自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）までの距離が所定距離以上離れている場合、自車両Ｍが軌道から逸れていると判断して、演算基準位置設定部１８５Ｂに所定の処理を行わせてもよい。

演算基準位置設定部１８５Ｂは、現在の時刻ｔ_ｉにおける自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に基づいて、軌道生成部１４６により生成された軌道上に、演算基準位置ＶＰ（ｉ）を設定する。

図３１は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）の設定方法を説明するための図である。
図３１に示すように、例えば、演算基準位置設定部１８５Ｂは、現在の時刻ｔ_ｉから１秒経過した時刻ｔ_ｉ＋１に対応する軌道点Ｋ（ｉ＋１）を暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔに設定する。
暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔとは、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）から軌道上に戻る際に一時的に目標位置として参照される位置である。
そして、演算基準位置設定部１８５Ｂは、暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔまでの各軌道点Ｋの間を滑らかな曲線（例えばスプライン曲線など）で繋いだ軌道に対して接する複数の接線のうち、軌道との接点において自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を通る垂線と交わる接線を導出し、この接線上の垂線との交点（接点）に演算基準位置ＶＰ（ｉ）を設定する。

そして、演算基準位置設定部１８５Ｂは、設定した演算基準位置ＶＰ（ｉ）を、第１演算部１６５、第２演算部１６６、および第４演算部１６８に出力する。
これを受けて、第１演算部１６５は、出力された演算基準位置ＶＰ（ｉ）を現在の時刻ｔ_ｉに対応する軌道点Ｋ（ｉ）として扱い、この演算基準位置ＶＰ（ｉ）からＫ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の経路長を、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する。
また、第２演算部１６６は、出力された演算基準位置ＶＰ（ｉ）を抽出した軌道点Ｋ（ｉ）として扱う。
また、第４演算部１６８は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）に基づいて予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する。
これによって、自車両Ｍが軌道から逸脱している場合でも、加減速制御部１６４Ｃは、逸脱した位置を軌道上に射影するため、軌道に対する位置ずれを考慮した平均速度や現在偏差、将来偏差を導出することができる。

また、演算基準位置設定部１８５Ｂは、現在の時刻ｔ_ｉからｊ（ｊ＞１）秒経過した時刻ｔ_ｉ＋ｊに対応する軌道点Ｋ（ｉ＋ｊ）を、暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔに設定してもよい。
この場合、演算基準位置設定部１８５Ｂは、上述した演算基準位置ＶＰ（ｉ）の設定方法に代えて、例えば、軌道に対して接する複数の接線のうち、軌道との接点において自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）を通る垂線と交わる接線を導出し、この接線上の垂線との交点（接点）に最も近い軌道点Ｋを、演算基準位置ＶＰ（ｉ）に設定してもよい。
例えば、上述した図３１の例において、軌道点Ｋ（ｉ＋２）を暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔに設定した場合、演算基準位置設定部１８５Ｂは、軌道点Ｋ（ｉ）および軌道点Ｋ（ｉ＋１）のうち、より交点に近い軌道点Ｋ（ｉ）を演算基準位置ＶＰ（ｉ）に設定する。

［演算基準位置の補正処理］
演算基準位置設定部１８５Ｂは、軌道上に設定した演算基準位置ＶＰ（ｉ）を、現在の時刻ｔ_ｉに対応した軌道点Ｋ（ｉ）との位置関係に基づいて補正してよい。
図３２は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）の補正の一例を模式的に示す図である。例えば、図３２（ａ）に示すように、自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に対応した演算基準位置ＶＰ（ｉ）が、軌道点Ｋ（ｉ）よりも後方に設定された場合、図３２（ｂ）に示すように演算基準位置ＶＰ（ｉ）を、軌道点Ｋ（ｉ）と同じ位置、または軌道点Ｋ（ｉ）よりも前方側の位置に変更してよい。これによって、平均速度や現在偏差が小さくなるため、目標速度が急激に増加するのを抑制し、自車両Ｍの急加速を防ぐことができる。

また、演算基準位置設定部１８５Ｂは、軌道上に設定した演算基準位置ＶＰ（ｉ）を、暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔ（例えば次の時刻の軌道点Ｋ（ｉ＋１））との位置関係に基づいて補正してもよい。
図３３は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）の補正の他の例を模式的に示す図である。例えば、図３３（ａ）に示すように、軌道には、暫定目標位置Ｐ_ｉｎｔを基準に、演算基準位置ＶＰ（ｉ）が設定可能な限界位置ＬＩＭが設定されている。演算基準位置設定部１８５Ｂは、例えば、演算基準位置ＶＰ（ｉ）を限界位置ＬＩＭよりも後方側に設定した場合、図３３（ｂ）に示すように、演算基準位置ＶＰ（ｉ）を限界位置ＬＩＭと同じ位置、または限界位置ＬＩＭよりも前方側の位置に変更してよい。

図３４は、第４の実施形態における第５演算部１８５の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、設定要否判定部１８５Ａは、自車両Ｍが軌道を逸脱しているか否かを判定する（ステップＳ３００）。
自車両Ｍが軌道を逸脱していない場合、設定要否判定部１８５Ａは、自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下でない場合、加減速制御部１６４Ｃは、本フローチャートの処理を終了する。
なお、Ｓ３００の処理およびＳ３０２の処理のいずれか一方は省略されてもよい。

一方、自車両Ｍが軌道を逸脱している場合、または自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下である場合、演算基準位置設定部１８５Ｂは、現在の時刻ｔ_ｉにおける自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に基づいて、軌道生成部１４６により生成された軌道上に、演算基準位置ＶＰ（ｉ）を設定する（ステップＳ３０４）。

次に、演算基準位置設定部１８５Ｂは、設定した演算基準位置ＶＰ（ｉ）が軌道点Ｋ（ｉ）よりも後方に位置するか否かを判定する（ステップＳ３０６）。
演算基準位置ＶＰ（ｉ）が軌道点Ｋ（ｉ）よりも後方に位置する場合、演算基準位置設定部１８５Ｂは、演算基準位置ＶＰ（ｉ）を、軌道点Ｋ（ｉ）と同じ位置、または軌道点Ｋ（ｉ）よりも前方側の位置に補正する（ステップＳ３０８）。
一方、演算基準位置ＶＰ（ｉ）が軌道点Ｋ（ｉ）よりも後方に位置しない場合、演算基準位置設定部１８５Ｂは、本フローチャートの処理を終了する。
これによって、第１演算部１６５や第２演算部１６６、第４演算部１６８は、演算基準位置設定部１８５Ｂにより演算基準位置ＶＰ（ｉ）が設定された場合には、この演算基準位置ＶＰ（ｉ）に基づいて各種演算処理を行い、演算基準位置ＶＰ（ｉ）が設定されない場合には、現在の時刻ｔ_ｉにおける自車位置Ｐ_ａｃｔ（ｉ）に基づいて各種演算処理を行う。

［演算基準位置ＶＰ（ｉ）設定後の処理］
以下、演算基準位置設定部１８５Ｂにより演算基準位置ＶＰ（ｉ）が設定された場合における各演算部の処理について説明する。
第１演算部１６５は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）から軌道点Ｋ（ｉ＋ｎ）を含む軌道の経路長を、ｎ秒分の時間で除算して平均速度を導出する。第２演算部１６６は、抽出した軌道点Ｋ（ｉ）として演算基準位置ＶＰ（ｉ）を扱う。これによって、減算器１６９は、現在の時刻ｔ_ｉに対応した軌道点Ｋ（ｉ）から演算基準位置ＶＰ（ｉ）を差し引いた、車両進行方向に関する偏差を現在偏差として導出する。

第４演算部１６８は、演算基準位置ＶＰ（ｉ）と、車両センサ６０により検出された自車両Ｍの速度ｖおよび加速度αに基づいて、現在の時刻ｔ_ｉから１秒経過した時刻ｔ_ｉ＋１において自車両Ｍが到達することが予測される予測位置Ｐ_ｐｒｅ（ｉ＋１）を導出する。

以上説明した第４の実施形態によれば、第５演算部１８５が、軌道生成部１４６により生成された軌道において、自車位置認識部１４０により認識された自車両Ｍの位置に最も近い位置に演算基準位置ＶＰ（ｉ）を設定し、第１演算部１６５が、軌道に含まれる複数の軌道点Ｋの中から、現在の時刻ｔ_ｉからｎ秒分の時間（第１の所定時間）が経過した将来の時刻に対応する軌道点Ｋ（ｉ＋ｎ）を抽出し、演算基準位置ＶＰ（ｉ）から軌道点Ｋ（ｉ＋ｎ）までの軌道の長さに基づいて、軌道に沿って自車両Ｍを走行させる際の目標速度を導出する。そのため、例えば、軌道から自車両Ｍが逸脱した場合、或いは自車両Ｍの速度が速度閾値Ｖｔｈ以下になり現在偏差や将来偏差が大きくなる場合にも軌道に沿って精度良く車両の速度制御を行うことができる。

＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、演算基準位置ＶＰ（ｉ）の補正処理を行わずに、出力される目標速度に制限を設ける点で第１から第４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。

図３５は、第５の実施形態における加減速制御部１６４Ｄの構成の一例を示す図である。
加減速制御部１６４Ｄは、例えば、上述した第４の実施形態における加減速制御部１６４の構成に加えて、更に第４ゲイン調整部１８６と、乗算器１８７とを備える。

第４ゲイン調整部１８６は、演算基準位置設定部１８５Ｂが演算基準位置ＶＰ（ｉ）の補正を行う代わりに、自車両Ｍの速度ｖが低下するほど、加算器１７７により出力された目標速度を調整するための出力ゲインを低下させる。

乗算器１８７は、第４ゲイン調整部１８６により調整された出力ゲインと、加算器１７７により出力された目標速度とを乗算して出力する。これによって、例えば、演算基準位置ＶＰ（ｉ）が軌道点Ｋ（ｉ）よりも後方に設定され、演算基準位置ＶＰ（ｉ）からｎ秒後の軌道点Ｋ（ｉ＋ｎ）までの距離が実際に走行する距離よりも長くなる場合に、自車両Ｍが必要以上に加速されるのを抑制することができる。

＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、自車両Ｍが軌道から逸脱した場合、あるいは自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下になった場合に、行動計画におけるイベントを変更したり、実行する自動運転モードを他の自動運転モードや手動運転モードに切り替えたりする点で第１から第５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。

第６の実施形態における自動運転モード制御部１３０は、自車両Ｍが軌道から逸脱した場合、あるいは自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下になった場合に、現在実行される自動運転のモードを、より自動運転の度合の低いモードに変更する。
例えば、周辺監視義務のないモードＡが実行されている場合、自動運転モード制御部１３０は、実行させる自動運転モードを、モードＢやモードＣに変更する。
これによって、車両乗員には、周辺監視義務が課されることになるため、車両乗員の注意を自車両Ｍの周辺に向けるよう促すことができる。この結果、車両乗員は、自車両Ｍが軌道から逸脱して走行していることを認識することができ、適宜切替スイッチ８０を操作することで自車両Ｍを手動運転することができる。

また、上記イベントの変更の代わりに、第６の実施形態における行動計画生成部１４４は、自車両Ｍが軌道から逸脱した場合、あるいは自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下になった場合に、現在のイベントを、加減速制御の必要のない（または少ない）イベントに変更してもよい。
例えば、行動計画生成部１４４は、現在のイベントが車線変更イベントである場合、この車線変更イベントをレーンキープイベントなどに変更する。この際、レーンキープイベント中における走行態様は、加速および減速のない定速走行に決定される。これによって、偏差が大きくなるような状況でも自動運転モードが維持されやすくなる。

また、第６の実施形態における切替制御部１５０は、切替スイッチ８０の操作に依らずに、自車両Ｍが軌道から逸脱した場合、あるいは自車両Ｍの速度ｖが速度閾値Ｖｔｈ以下になった場合に、自動運転モードを手動運転モードに切り替えることで、自車両Ｍの操作権を車両乗員に委譲することができる。

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。

２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、５５…通信装置、６０…車両センサ、６２…表示装置、６４…スピーカ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…軌道候補生成部、１４６Ｃ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１６２…操舵制御部、１６４…加減速制御部、１６５…第１演算部、１６６…第２演算部、１６７…第３演算部、１６８…第４演算部、１６９、１７０…減算器、１７１…比例積分制御部、１７２…比例制御部、１７３…第１出力調整部、１７４…第２出力調整部、１７５…第３出力調整部、１７６、１７７…加算器、１８５…第５演算部、１８５Ａ…設定要否判定部、１８５Ｂ…演算基準位置設定部、１９０…記憶部、２００…駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (9)

1. 車両の位置を認識する位置認識部と、
   前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成する軌道生成部と、
   前記軌道において、前記位置認識部により認識された前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定する演算基準位置設定部と、
   前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出し、前記演算基準位置から前記第１の目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出する走行制御部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記演算基準位置設定部は、前記車両の速度が閾値以下である低速走行の場合に、前記演算基準位置を設定する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記演算基準位置設定部は、前記車両の位置が前記軌道から所定距離以上離れている場合に、前記演算基準位置を設定する、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記走行制御部は、前記演算基準位置と、前記車両の位置との第１の偏差に基づいて、前記導出した目標速度を補正する、
   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。
5. 前記走行制御部は、更に、前記認識時刻から、前記第１の所定時間に比して短い第２の所定時間が経過した将来の時刻に対応した第２の目標位置と、前記演算基準位置から走行を開始して前記将来の時刻において前記車両が到達することが予測される予測位置との第２の偏差に基づいて、前記目標速度を補正する、
   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。
6. 少なくとも前記車両の速度制御を自動的に行う自動運転モードと、前記車両の速度制御および操舵制御の双方を前記車両の乗員の操作に基づき行う手動運転モードとを含む複数の運転モードのうちいずれかを実行する自動運転制御部を更に備え、
   前記走行制御部は、前記自動運転制御部により前記自動運転モードが実行される場合、前記目標速度に応じた前記車両の速度制御を行う、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
7. 前記自動運転モードには、前記車両の周辺監視義務の程度が異なる複数のモードが含まれており、
   前記自動運転制御部は、前記車両の速度が閾値以下である低速走行の場合、または前記車両の位置が前記軌道から所定距離以上離れている場合に、実行する自動運転のモードを、より自動運転の度合の低いモードに変更する、
   請求項６に記載の車両制御システム。
8. 車載コンピュータが、
   車両の位置を認識し、
   前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成し、
   前記軌道において、前記認識した前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定し、
   前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出し、
   前記演算基準位置から前記第１の目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出する、
   車両制御方法。
9. 車載コンピュータに、
   車両の位置を認識させ、
   前記車両が到達すべき将来の目標位置が、時系列に連続して複数含まれる軌道を生成させ、
   前記軌道において、前記認識した前記車両の位置に最も近い位置に演算基準位置を設定し、
   前記軌道に含まれる前記複数の目標位置の中から、前記車両の位置認識がおこなわれた認識時刻から第１の所定時間が経過した将来の時刻に対応する第１の目標位置を抽出させ、
   前記演算基準位置から前記第１の目標位置までの前記軌道の長さに基づいて、前記軌道に沿って前記車両を走行させる際の目標速度を導出させる、
   車両制御プログラム。

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