JP6663038B2 - 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

本発明の実施形態は、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。

近年、自車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、「自動運転」という）について研究が進められている。これに関連して、走行予定経路に含まれる自動運転区間内において自動運転を実行している場合において、自動運転区間内の分岐路において自動運転から手動運転に切り替え、その後、車両が分岐路を通過した場合に、手動運転から自動運転に切り替える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−５０９０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、乗員の意図により、目的地を変更せずに走行予定経路を変更したい場合において、走行予定経路から外れて車両を走行させた場合、手動運転から自動運転に復帰することができない可能性がある。

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、乗員の操作により車両の走行経路が自動運転を実行している経路から外れた場合に、経路の切り替えを適切に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）：車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、車両乗員による操作を受け付ける受付部と、分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記探索部により前記経路を再計算させる探索制御部と、を備え、前記所定条件とは、前記受付部により受け付けられた前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである車両制御システムである。

（２）：車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、車両乗員による操作を受け付ける受付部と、分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記探索部により前記経路を再計算させる探索制御部と、を備え、前記所定条件とは、前記受付部により受け付けられた前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである車両制御システムである。

（３）：車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、車両乗員による操作を受け付ける受付部と、分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記探索部に前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定する探索制御部とを備える車両制御システムである。

（４）：上記（１）から（３）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記受付部は、前記車両の走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付ける。

（５）：上記（１）から（３）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記受付部は、前記車両の走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付ける。

（６）：上記（１）から（５）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記探索部により再計算された経路に基づいて前記車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに移行させるか否かを判定する判定部を備え、前記自動運転制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、自動運転の実行を継続する、または自動運転を終了させる。

（７）：上記（６）の車両制御システムであって、前記自動運転制御部により自動運転の実行を終了させる場合に、手動運転に移行させる旨を通知する通知部を更に備える。

（８）：上記（３）の車両制御システムであって、前記探索制御部は、前記分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置が相対位置に関する条件を満たす場合、前記探索部に前記経路に戻るための経路を再計算させ、分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置が相対位置に関する条件を満たさない場合、前記探索部に前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる。

（９）：コンピュータが、車両が目的地まで走行する経路を探索し、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算し、前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである車両制御方法である。

（１０）：コンピュータが、車両が目的地まで走行する経路を探索し、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算し、前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである車両制御方法である。

（１１）：コンピュータが、車両が目的地まで走行する経路を探索し、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、分岐路において、車両乗員による操作を受け付ける受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定する車両制御方法である。

（１２）：コンピュータに、車両が目的地まで走行する経路を探索させ、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算させ、前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである車両制御プログラムである。
（１３）：コンピュータに、車両が目的地まで走行する経路を探索させ、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算させ、前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである車両制御プログラムである。
（１４）：コンピュータに、車両が目的地まで走行する経路を探索させ、探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、分岐路において、車両乗員による操作を受け付ける受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定させる車両制御プログラムである。

（１）−（５）、（８）−（１４）によれば、分岐路において、車両乗員により経路から外れる方向に車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、経路を再計算させるので、車両の走行経路が自動運転を実行している経路から車両乗員の意図により外れた場合に経路の切替を適切に行うことができる。

（６）によれば、再計算された経路に基づいて自動運転モードから手動運転モードに移行させるか否かを判定し、判定結果に基づいて、自動運転の実行を継続する、または自動運転を終了させることができる。

（７）によれば、再計算された経路に基づいて自動運転を終了させる場合に、手動運転モードに移行させる旨を通知するので、車両乗員の操作により探索された経路からずれた場合に、車両乗員に手動運転に移行させることを認識させた上で、自動運転から手動運転に移行させることができる。

自動運転制御ユニット１００を含む車両システム１の構成図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す他の図である。 車線変更後に元の車線に戻る制御例を説明する図である。 車線変更後に元の車線に戻る制御例を説明する図である。 車線変更後に元の車線に戻らない制御例を説明する図である。 車線変更後に元の車線に戻らない制御例を説明する図である。 自車両Ｍの経路を再計算した場合において、自動運転から手動運転に切り替えることを説明する図である。 車線変更後に元の車線に戻る他の制御例を説明する図である。 車線変更後に元の車線に戻らない他の制御例を説明する図である。 車両システム１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態の変形例を示す図である。

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。図１は、自動運転制御ユニット１００を含む車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。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、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。

カメラ１０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１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いはＶＩＣＳ（登録商標）などの無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。ＨＭＩ３０におけるタッチパネル、スイッチ、キーなどの操作部が、自車両Ｍの運転モードを、手動運転モードから自動運転モードに切り替える操作を受け付ける。また、ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの走行車線を、自車両Ｍが現在走行している走行車線から、隣接する車線に自動的に切り替える操作を受け付ける。この操作は、（オートレーンチェンジ（Auto Lane Change：ＡＬＣ））を指示する操作とも記載することができる。なお、ＨＭＩ３０は、ＡＬＣを指示する操作を、手動運転モードを実行している最中、または自動運転モードを実行している最中の双方において受け付けることができる。なお、車両システム１は、ＡＬＣを指示する操作として、運転操作子８０に含まれるウインカレバーの操作を受け付けてもよい。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路探索部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ７０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。

ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、乗員の操作に基づいて、目的地などの情報を受け付ける。

経路探索部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。経路決定部５３は、自車両Ｍの現在位置が探索した経路から所定距離以上離れている場合に、経路を再計算する。経路探索部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路探索部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。

第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。

なお、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。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１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）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、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、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、ナビゲーション装置５０における第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２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、第２地図情報６２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。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

車両センサ７０は、自車両Ｍの速度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。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、ウインカレバー、その他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。

自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１４０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１４０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、以下に説明する第１制御部１２０と第２制御部１４０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など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協働によって実現されてもよい。

第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画部１３０とを備える。

外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、隣接車線の有無、隣接車線の位置、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両の位置は、その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、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、または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１２１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。

自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得ら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１０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。

自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２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の相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２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Ｌ１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１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画部１３０に提供される。

行動計画部１３０は、推奨車線決定部６１により決定されて推奨車線を走行するように、且つ、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、自車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。

行動計画部１３０は、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標位置（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点の幅が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。

第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画部１３０によって生成された目標軌道を、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２００、およびブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

走行駆動力出力装置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。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０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、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１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。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれる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２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１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電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０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、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画部１３０は、推奨車線の切り替わり位置の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。行動計画部１３０は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。

図４は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す他の図である。行動計画部１３０は、ナビゲーション装置５０により探索された経路および推奨車線決定部６１により決定された推奨車線に従って、走行車線Ｌ１から左側道路Ｌ３に沿って走行する目標軌道を生成する。自車両Ｍが走行している道路は、分岐点である位置Ｐ２で左側道路Ｌ３と右側道路Ｌ４とに分岐している。走行車線Ｌ１には、車線Ｌ２が隣接している。車線Ｌ２は、右側道路Ｌ４に接続されている。車両システム１は、自車両Ｍの自動運転を実行している場合において、自車両Ｍの車線を変更する操作を受け付けていない場合、目標軌道に沿って、自車両Ｍを走行車線Ｌ１から左側道路Ｌ３に進入させる。自車両Ｍの車線を変更する操作は、自車両Ｍの走行車線を自動的に変更する指示を表すオートレーンチェンジ操作、または運転操作子８０であるステアリングホイールなどを動かして自車両Ｍの舵角を変更する操作のどちらか一方である。

図５および図６は、車線変更後に元の車線に戻る制御例を説明する図である。車両システム１は、図５に示すように、位置Ｐ２から出発地側の位置Ｐ１までの基準距離Ｄｔｈよりも手前において、自車両Ｍを走行車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更させる操作を受け付ける。車両システム１は、車線変更させる操作を受け付けた時の自車両Ｍの位置が位置Ｐ１よりも手前であることを判定し、リルート要求をナビゲーション装置５０に出力しない。この場合、車両システム１は、図６に示すように、自車両Ｍを車線Ｌ２に車線変更させた後、自車両Ｍを走行車線Ｌ２から車線Ｌ１に車線変更させる目標軌道を生成する。なお、図６は、位置Ｐ１よりも手前で車線変更が完了した例を示しているが、位置Ｐ１とＰ２との間で車線変更を完了する目標軌道を生成してよい。

図７および図８は、車線変更後に元の車線に戻らない制御例を説明する図である。車両システム１は、図７に示すように、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間の位置において、自車両Ｍを走行車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更させる操作を受け付ける。車両システム１は、車線変更させる操作を受け付けた時の自車両Ｍの位置が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間の位置であることを判定し、リルート要求をナビゲーション装置５０に出力する。リルート要求は、右側道路Ｌ４を経由することを要求する情報を含む。ナビゲーション装置５０は、自車両Ｍの現在位置から右側道路Ｌ４を経由して、目的地に到着する経路を再計算する。

行動計画部１３０および推奨車線決定部６１は、リルート要求に応じて、ナビゲーション装置５０からリルート結果としての経路を取得する。推奨車線決定部６１は、図８に示すように、リルート結果としての経路に基づいて、推奨車線を、走行車線Ｌ２および右側道路Ｌ４に決定する。行動計画部１３０は、自車両Ｍを走行車線Ｌ２から右側道路Ｌ４に走行させる目標軌道を生成する。

車両システム１は、車線変更させる操作を受け付けた時の自車両Ｍの位置に基づいてリルート要求をナビゲーション装置５０に出力するか否かを判定するが、これに限定されず、車線変更が完了することが想定される位置に基づいてリルート要求をナビゲーション装置５０に出力するか否かを判定してもよい。車両システム１は、図６に示したように、現在位置から車線変更する車線までの目標軌道に基づいて車線変更が完了することが想定される位置が位置Ｐ１よりも手前である場合、リルート要求をナビゲーション装置５０に出力しない。一方、車両システム１は、図８に示したように、現在位置から車線変更する車線までの目標軌道に基づいて車線変更が完了することが想定される位置が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間である場合、リルート要求をナビゲーション装置５０に出力する。

なお、車両システム１は、車線変更させる操作を受け付けた時の自車両Ｍの位置または車線変更が完了することが想定される位置の少なくとも一方に基づいてリルート要求をナビゲーション装置５０に出力するか否かを判定することもできる。

車線変更させる操作を受け付けた時の自車両Ｍの位置または車線変更が完了することが想定される位置から位置Ｐ２までの距離が基準距離Ｄｔｈよりも短い状況は、ナビゲーション装置５０により探索された経路に沿って自車両Ｍを走行させることが困難となる状況に相当する。すなわち、ナビゲーション装置５０により探索された経路に沿って自車両Ｍを走行させることが困難となる状況は、車線変更後の走行車線Ｌ２から、車線変更前の走行車線Ｌ１に再度車線変更して、自車両Ｍを左側道路Ｌ３に走行させることが困難な状況である。

基準距離Ｄｔｈは、自車両Ｍの速度に基づいて演算された距離であってもよい。行動計画部１３０は、自車両Ｍの速度が高いほど、距離を長くするように基準距離Ｄｔｈを演算する。

車両システム１は、車線変更が完了することが想定される時刻から、自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻（位置Ｐ２に到着する時刻）までの時間が、所定の基準時間以内であるか否かを判定してもよい。車線変更が完了することが想定される時刻から自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻までの時間が基準時間以内である状況が、ナビゲーション装置５０により探索された経路に沿って自車両Ｍを走行させることが困難となる状況に相当する。行動計画部１３０は、車線変更が完了することが想定される時刻から自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻までの時間が基準時間以内である場合に、リルート要求をナビゲーション装置５０に送信する。

行動計画部１３０は、基準距離Ｄｔｈまたは基準時間のどちらか一方に基づいて、リルート要求をナビゲーション装置５０に送信してもよい。車両システム１は、基準距離Ｄｔｈおよび基準時間の双方に基づいて、リルート要求をナビゲーション装置５０に送信してもよい。

図９は、自車両Ｍの経路を再計算した場合において、自動運転から手動運転に切り替えることを説明する図である。自動運転制御ユニット１００は、ナビゲーション装置５０により再計算された経路に基づいて自車両Ｍの運転モードを自動運転モードから手動運転モードに移行させるか否かを判定する。自動運転制御ユニット１００は、例えば、再計算された経路に料金所がある場合、運転モードを、自動運転モードから手動運転モードに移行させることを判定する。自動運転制御ユニット１００は、自動運転モードが終了することを通知する。自動運転制御ユニット１００は、例えば、ＨＭＩ３０におけるスピーカやナビゲーション装置５０におけるナビＨＭＩ５２を駆動させることで、自動運転モードが終了することを通知する。なお、通知を行うタイミングは、料金所に到着する直前であってよいが、これに限定されず、自動運転モードから手動運転モードに移行させることを判定した直後であってもよい。

図１０は、車線変更後に元の車線に戻る他の制御例を説明する図である。車両システム１は、位置Ｐ２から出発地側の位置Ｐ１よりも手前において、自車両Ｍを走行車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更させる操作を受け付けた場合、ナビゲーション装置５０にリルート要求を送信しない。車両システム１は、自車両Ｍを車線Ｌ２に車線変更させた後、自車両Ｍを走行車線Ｌ２から車線Ｌ１に車線変更させる目標軌道を生成する。

図１１は、車線変更後に元の車線に戻らない他の制御例を説明する図である。車両システム１は、車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する操作を受け付け、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更が完了した状態で、さらに、車線Ｌ１から分岐車線Ｌ１１に車線変更する操作を受け付けた場合、ナビゲーション装置５０にリルート要求を送信する。これにより、ナビゲーション装置５０は、経路を再計算する。

以下、上述したように、ナビゲーション装置５０により経路を再計算して、自動運転を継続し、または自動運転から手動運転に切り替える処理の流れについて説明する。図１２は、車両システム１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、自動運転制御ユニット１００は、ナビゲーション装置５０により探索された経路に沿って、自動運転モードで自車両Ｍを走行させる（ステップＳ１００）。自動運転制御ユニット１００は、ＨＭＩ３０により、自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けていない場合、自動運転モードを継続する。自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けた場合、車線変更イベントが発生したと判定する（ステップＳ１０４）。自動運転制御ユニット１００は、車線変更イベントにおいて、自車両Ｍの走行車線を変更するように目標軌道を変更する。

自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させる操作に基づいて、車線変更後の車線を判定する（ステップＳ１０６）。自動運転制御ユニット１００は、判定した車線変更後の車線が、ナビゲーション装置５０により探索された経路から外れる車線であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。自動運転制御ユニット１００は、車線変更後の車線がナビゲーション装置５０により探索された経路から外れる車線である場合、自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けた時点の自車両Ｍの位置から位置Ｐ２までの距離が、所定距離以内であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けた時点の自車両Ｍの位置から位置Ｐ２までの距離が所定距離以内である場合、ナビゲーション装置５０に経路を再計算させ（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１４に処理を進める。自動運転制御ユニット１００は、車線変更後の車線が、ナビゲーション装置５０により探索された経路から外れる車線ではない場合、または自車両Ｍを車線変更させる操作を受け付けた時点の自車両Ｍの位置から位置Ｐ２までの距離が所定距離以内ではない場合、ステップＳ１１４に処理を進める。

なお、自動運転制御ユニット１００は、ステップＳ１１０において、上述した処理に代えて、自車両Ｍの走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付けた時点の自車両Ｍの位置と、自車両Ｍが分岐路へ進入する位置との距離が、自車両Ｍの速度に基づいて演算された距離以内である場合に、ステップＳ１１２に処理を進めてよい。また、自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍの走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付けた時刻から、自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または自車両Ｍの速度に基づいて演算された時間以内である場合に、ステップＳ１１２に処理を進めてよい。さらに、自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させることが完了することが想定される位置と、自車両Ｍが分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または自車両Ｍの速度に基づいて演算された距離以内である場合、ステップＳ１１２に処理を進めてよい。さらに、自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍを車線変更させることが完了することが想定される時刻から、自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または自車両Ｍの速度に基づいて演算された時間以内であることであってよい。

次に自動運転制御ユニット１００は、再計算された経路に沿って自車両Ｍを走行させ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か否かを判定する（ステップＳ１１４）。自動運転制御ユニット１００は、例えば、自車両Ｍの位置から再計算された経路における料金所までの距離が所定の距離以下である場合、自動運転モードから手動運転モードに切り替えると判定する。また、自動運転制御ユニット１００は、料金所に限らず、有料道路における出口やジャンクションなどの所定の施設までの距離が所定の距離以下である場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替えると判定してもよい。

自動運転制御ユニット１００は、自動運転モードから手動運転モードに切り替えない場合、処理をステップＳ１００に戻す。これにより、自動運転制御ユニット１００は、自動運転を継続する。自動運転制御ユニット１００は、自動運転モードから手動運転モードに切り替える場合、手動により自車両Ｍを運転する要求を通知する（ステップＳ１１６）。

次に自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍの位置が、自動運転モードの終了位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ１１８）。自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍの位置が、自動運転モードの終了位置に到着していない場合、待機する。自動運転制御ユニット１００は、自車両Ｍの位置が、自動運転モードの終了位置に到着した場合、手動運転モードに移行する（ステップＳ１２０）。

図１３は、実施形態の変形例を示す図である。上述した実施形態において、車両システム１は、経路を探索する機能として経路探索部５３を備えているが、経路を探索する機能は、ネットワークＮＷを介して車両システム１と接続された経路探索サーバ３００に持たせてよい。自動運転制御ユニット１００は、例えば、通信装置２０を用いて、経路探索サーバ３００と通信を行う。経路探索サーバ３００は、車両システム１から目的地を受信した場合、自車両Ｍから目的地まで走行する経路を探索して、探索結果としての経路情報を車両システム１に送信する。また、経路探索サーバ３００は、車両システム１からリルート要求を受信した場合、経路を再計算して、リルート結果を車両システム１に送信する。

以上説明した車両システム１によれば、分岐路において、ＨＭＩ３０に対し車両乗員により経路から外れる方向に自車両Ｍを走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、ナビゲーション装置５０により経路を再計算させるので、自車両Ｍの走行経路が自動運転を実行している経路から乗員の意図により外れた場合に経路の切替を適切に行うことができる。

ナビゲーション装置５０は、自車両Ｍが経路からずれて分岐路を走行しようとする場合に、自車両Ｍの位置に基づいて経路の再計算を行う。一方、車両システム１によれば、自車両Ｍが経路上を走行している場合であっても、推奨車線から車線変更した車線に繋がる道路が経路からずれる場合に、既に探索された経路をキャンセルしたとみなして、ナビゲーション装置５０にリルート要求を送信する。これにより、ナビゲーション装置５０は、自車両Ｍが経路上を走行している場合であっても、乗員の操作に基づいて経路の再計算を適切に行うことができる。

さらに、車両システム１によれば、再計算した経路を走行した場合に自動運転を継続することができるか否かを判定する。これにより、車両システム１によれば、例えば、ナビゲーション装置５０により探索された経路から分岐した道路を走行しても目的地に向かって自動運転を継続することができる。また、車両システム１によれば、例えば、ナビゲーション装置５０により探索された経路から分岐した道路を走行した場合において、有料道路から一般道路に進入する必要がある場合などに、自動運転を終了して手動運転に切り替えることができる。

また、車両システム１によれば、乗員がナビゲーション装置５０により探索された経路から他の経路に切り替えることを意図して車線変更を実行する操作を行った場合において、ナビゲーション装置５０により探索された経路に沿って自車両Ｍを走行させることが困難となった場合（所定条件の一例）、ナビゲーション装置５０により探索された経路に戻るために再度車線変更することを抑制することができる。

また、車両システム１によれば、乗員がナビゲーション装置５０により探索された経路から他の経路に切り替えることを意図して車線変更を実行する操作を行った場合において、自車両Ｍの走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付けた時点の自車両Ｍの位置または車線変更が完了することが想定される位置と、自車両Ｍが分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または自車両Ｍの速度に基づいて演算された距離以内である場合（所定条件の一例）、ナビゲーション装置５０により探索された経路に戻るために再度車線変更することを抑制することができる。

さらに、車両システム１によれば、乗員がナビゲーション装置５０により探索された経路から他の経路に切り替えることを意図して車線変更を実行する操作を行った場合において、自車両Ｍの走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付けた時刻または車線変更が完了することが想定される時刻から、自車両Ｍが分岐路へ進入する時刻までの時間が所定時間以内または自車両Ｍの速度に基づいて演算された時間以内（所定条件の一例）である場合、ナビゲーション装置５０により探索された経路に戻るために再度車線変更することを抑制することができる。

さらに、車両システム１によれば、再計算された経路に基づいて自動運転モードから手動運転モードに移行させるか否かを判定し、判定結果に基づいて、自動運転の実行を継続することができる。これにより、車両システム１によれば、経路を変更しても目的地に到着できる場合に自動運転を継続することができる。また、車両システム１によれば、経路を変更した場合に有料道路から一般道路に下りる必要がある場合などに、自動運転を終了させることができる。

さらに、車両システム１によれば、再計算された経路に基づいて自車両Ｍの運転モードを自動運転モードから手動運転モードに移行させる場合に、その旨を通知するので、例えば、乗員の操作によりナビゲーション装置５０により探索された経路からずれた場合に、手動運転に移行させることを車両乗員に認識させた上で、自動運転から手動運転に移行させることができる。

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。

１‥車両システム、３０‥ＨＭＩ、５０‥ナビゲーション装置、ナビＨＭＩ５２、経路決定部５３、第１地図情報５４、６０‥ＭＰＵ、６１‥推奨車線決定部、７０‥車両センサ、１００‥自動運転制御ユニット、１２０‥第１制御部、１３０‥行動計画部、１４０‥第２制御部

Claims (14)

1. 車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、
   前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、
   車両乗員による操作を受け付ける受付部と、
   分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記探索部により前記経路を再計算させる探索制御部と、を備え、
   前記所定条件とは、前記受付部により受け付けられた前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである、
   車両制御システム。
2. 車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、
   前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、
   車両乗員による操作を受け付ける受付部と、
   分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記探索部により前記経路を再計算させる探索制御部と、を備え、
   前記所定条件とは、前記受付部により受け付けられた前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである、
   車両制御システム。
3. 車両が目的地まで走行する経路を探索する探索部と、
   前記探索部により探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行する自動運転制御部と、
   車両乗員による操作を受け付ける受付部と、
   分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記探索部に前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定する探索制御部と、
   を備える車両制御システム。
4. 前記受付部は、前記車両の走行車線を自動的に変更する指示を表す操作を受け付ける、
   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. 前記受付部は、前記車両の舵角を変更する操作を受け付ける、
   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。
6. 前記探索部により再計算された経路に基づいて前記車両の運転モードを自動運転モードから手動運転モードに移行させるか否かを判定する判定部を備え、
   前記自動運転制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、自動運転の実行を継続する、または自動運転を終了させる、
   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. 前記自動運転制御部により自動運転の実行を終了させる場合に、手動運転に移行させる旨を通知する通知部を更に備える、
   請求項６に記載の車両制御システム。
8. 前記探索制御部は、
   前記分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置が相対位置に関する条件を満たす場合、前記探索部に前記経路に戻るための経路を再計算させ、
   分岐路において、前記受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置が相対位置に関する条件を満たさない場合、前記探索部に前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる、
   請求項３に記載の車両制御システム。
9. コンピュータが、
   車両が目的地まで走行する経路を探索し、
   探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、
   分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算し、
   前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである、
   車両制御方法。
10. コンピュータが、
    車両が目的地まで走行する経路を探索し、
    探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、
    分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算し、
    前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである、
    車両制御方法。
11. コンピュータが、
    車両が目的地まで走行する経路を探索し、
    探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行し、
    分岐路において、車両乗員による操作を受け付ける受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定する、
    車両制御方法。
12. コンピュータに、
    車両が目的地まで走行する経路を探索させ、
    探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、
    分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算させ、
    前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される位置と、前記車両が分岐路へ進入する位置との距離が、所定距離以内または前記車両の速度に基づいて演算された距離以内であることである、
    車両制御プログラム。
13. コンピュータに、
    車両が目的地まで走行する経路を探索させ、
    探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、
    分岐路において、車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、所定条件に基づいて、前記経路を再計算させ、
    前記所定条件とは、前記操作に従って前記車両を車線変更させることが完了することが想定される時刻から、前記車両が分岐路へ進入する時刻までの時間が、所定時間以内または前記車両の速度に基づいて演算された時間以内であることである、
    車両制御プログラム。
14. コンピュータに、
    車両が目的地まで走行する経路を探索させ、
    探索された前記経路に沿って、自動的に前記車両を走行させる自動運転を実行させ、
    分岐路において、車両乗員による操作を受け付ける受付部に対し車両乗員により前記経路から外れる方向に前記車両を走行させる操作が行われた場合に、前記車両と前記分岐路との相対位置に基づいて、前記経路から外れる方向に向かう経路を再計算させる否かを決定させる、
    車両制御プログラム。

Images