特表-18138769IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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再表2018-138769車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年8月2日
【発行日】2019年11月7日
(54)【発明の名称】車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   B60W 30/10 20060101AFI20191011BHJP
   B60W 40/06 20120101ALI20191011BHJP
【FI】
   B60W30/10
   B60W40/06
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
【出願番号】特願2018-563963(P2018-563963)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2017年1月24日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 太一
(74)【代理人】
【識別番号】100194087
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 伸一
(72)【発明者】
【氏名】水谷 了
(72)【発明者】
【氏名】石岡 淳之
(72)【発明者】
【氏名】大津 明彦
(72)【発明者】
【氏名】加藤 大智
(72)【発明者】
【氏名】高橋 和幸
【テーマコード(参考)】
3D241
【Fターム(参考)】
3D241BA02
3D241BA08
3D241BA11
3D241BA12
3D241BA26
3D241BA33
3D241BB16
3D241BB27
3D241BB45
3D241BB46
3D241CC02
3D241CC03
3D241CC08
3D241CC17
3D241CE02
3D241CE03
3D241CE04
3D241DA13Z
3D241DA23Z
3D241DA39Z
3D241DA52Z
3D241DB01Z
3D241DB02Z
3D241DB05Z
3D241DB07Z
3D241DB12Z
3D241DB20Z
3D241DC26Z
3D241DC31Z
3D241DC33Z
3D241DC36Z
3D241DC37Z
3D241DC39Z
3D241DC42Z
3D241DC43Z
3D241DC44Z
3D241DC45Z
3D241DC50Z
3D241DC57Z
(57)【要約】
車両が走行する推奨車線を決定する推奨車線決定部と、道路の形状を含む道路情報を取得する取得部と、前記推奨車線決定部により決定された前記推奨車線に沿って車両を走行させる自動運転制御部であって、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が、第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、前記取得部により取得された道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する自動運転制御部と、を備える、車両制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両が走行する推奨車線を決定する推奨車線決定部と、
道路の形状を含む道路情報を取得する取得部と、
前記推奨車線決定部により決定された前記推奨車線に沿って車両を走行させる自動運転制御部であって、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が、第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、前記取得部により取得された道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する自動運転制御部と、
を備える、車両制御装置。
【請求項2】
前記自動運転制御部は、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状である場合に、前記制御内容を、前記第1の推奨車線と前記第2の推奨車線とを繋ぐ仮想車線を維持して車両を走行させる車線維持制御に決定する、
請求項1に記載の車両制御装置。
【請求項3】
前記自動運転制御部は、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状でない場合に、前記制御内容を、前記第1の推奨車線から前記第2の推奨車線に車線変更する車線変更制御に決定する、
請求項1または2に記載の車両制御装置。
【請求項4】
前記自動運転制御部は、前記道路形状が、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる前後において車線数が増加している形状である場合に、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状であると判定する、
請求項2または3に記載の車両制御装置。
【請求項5】
前記自動運転制御部は、前記道路形状が、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる地点よりも手前側に延在しない形状である場合に、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状であると判定する、
請求項2または3に記載の車両制御装置。
【請求項6】
コンピュータが、
車両が走行する推奨車線を決定し、
前記推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、道路の形状を含む道路情報を取得し、
取得された前記道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する、
車両制御方法。
【請求項7】
コンピュータに、
車両が走行する推奨車線を決定させ、
前記推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、道路の形状を含む道路情報を取得させ、
取得された前記道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定させる、
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、加減速や操舵を自動的に行う自動運転について研究が進められている。これに関連し、車両前方の情報に含まれる走行路特定対象としての白線に基づいて車両の目標軌跡を求め、車両が目標軌跡に沿って走行するよう走行軌跡制御を行う車両の走行制御装置が開示されている。この走行制御装置は、走行路が複数の走行路に分かれる領域であって白線に基づいて目標軌跡を求めることができない交差点などの領域を車両が走行する場合には、特定の領域に隣接する領域の白線および車両が特定の領域を走行した後に走行すべき走行路に基づいて、暫定の目標軌跡を求め、車両が暫定の目標軌跡に沿って走行するよう暫定の走行軌跡制御を行うことが開示されている(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2014/006759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、特許文献1に記載された技術は、走行路の形状に応じて円滑に車両を走行させることができない可能性があった。
【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、走行路の形状に応じてより円滑に車両を走行させ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、車両が走行する推奨車線を決定する推奨車線決定部と(61)、道路の形状を含む道路情報を取得する取得部(132)と、前記推奨車線決定部により決定された前記推奨車線に沿って車両を走行させる自動運転制御部であって、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が、第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、前記取得部により取得された道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する自動運転制御部(134)と、を備える、車両制御装置(1)である。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の車両制御装置であって、車前記自動運転制御部は、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状である場合に、前記制御内容を、前記第1の推奨車線と前記第2の推奨車線とを繋ぐ仮想車線を維持して車両を走行させる車線維持制御に決定するものである。
【0008】
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状でない場合に、前記制御内容を、前記第1の推奨車線から前記第2の推奨車線に車線変更する車線変更制御に決定するものである。
【0009】
請求項4記載の発明は、請求項2または3に記載の車両制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記道路形状が、前記推奨車線決定部により決定された推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる前後において車線数が増加している形状である場合に、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状であると判定するものである。
【0010】
請求項5記載の発明は、請求項1に記載の車両制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記道路形状が、第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる地点よりも手前側に前記第2の推奨車線が延在しない形状である場合に、前記道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状であると判定するものである。
【0011】
請求項6記載の発明は、コンピュータが、車両が走行する推奨車線を決定し、前記推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、道路の形状を含む道路情報を取得し、取得された前記道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する、車両制御方法、である。
【0012】
請求項7記載の発明は、コンピュータに、車両が走行する推奨車線を決定させ、前記推奨車線が第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、道路の形状を含む道路情報を取得させ、取得された前記道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定させる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【0013】
請求項1、6、または7記載の発明によれば、推奨車線が、第1の推奨車線から第2の推奨車線に切り替わる場合に、前記取得部により取得された道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定するので、道路の形状に合わせて自動運転の制御内容を変更することができる。
【0014】
請求項2記載の発明によれば、道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状である場合に、車線維持制御より円滑に車両を走行させることができる。
【0015】
請求項3記載の発明によれば、道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状でない場合に、車線変更制御により推奨車線を変更することができる。
【0016】
請求項4または5記載の発明によれば、道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状であるか否かを適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】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。
図2】自車位置認識部122により車線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。
図3】車線維持制御の一例を説明するための図である。
図4】車線変更制御の一例を説明するための図である。
図5】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6】本線および分岐路にそれぞれに設定される推奨車線を示す図である。
図7】車線維持制御により自車両Mが本線から分岐路に進入する様子の一例を示す図である。
図8】自車両Mが本線から分岐路に進入する様子の比較例を示す図である。
図9】行動計画生成部130による処理手順の一例を示すフローチャートである。
図10】車線変更制御により自車両Mが車線を切り替えて走行する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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、自動運転モードに切り替える操作を受け付ける受付部として機能する。自動運転モードは、例えば、自車両Mの操舵または加減速の少なくとも一方を制御することで、目的地までの経路に沿って自車両Mを自動的に走行させる運転モードである。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。経路探索部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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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推奨車線を決定する。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。
【0032】
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。さらに、道路情報には、推奨車線が切り替わる地点における道路の形状が含まれる。推奨車線が切り替わる地点は、例えば、本線と分岐路とが接続する位置である。また、推奨車線が切り替わる地点は、本線と、当該本線と並行している道路とが接続している地点を含む。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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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、行動計画生成部130とを備える。
【0037】
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、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。
【0038】
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、並びに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、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(Inertial Navigation System)による処理結果が加味されてもよい。
【0039】
自車位置認識部122は、例えば、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)の車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、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、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、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および行動計画生成部130に提供される。
【0040】
行動計画生成部130は、情報取得部132と、車線切替制御部134と、目標軌道生成部136とを備える。行動計画生成部130は、推奨車線決定部61により決定された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。
【0041】
情報取得部132は、推奨車線が切り替わる地点に対応する道路情報を取得する。車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる際に、道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定する。具体的に、車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる際に、道路情報に基づいて、制御内容を、車線維持制御または車線変更制御に決定する。
【0042】
目標軌道生成部136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、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、所定の走行距離ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
【0043】
自動運転制御ユニット100は、車線維持制御および車線変更制御を含む制御を実行することにより自車両Mの自動運転を実行する。図3は、車線維持制御の一例を説明するための図である。目標軌道生成部136は、推奨車線(L1)に沿って走行している場合において、当該推奨車線の幅方向における中央位置に軌道点を設定する。これにより、目標軌道生成部136は、推奨車線の幅方向における中央位置を基準として目標軌道を生成する。なお、目標軌道生成部136は推奨車線の幅方向における両端位置を基準として目標軌道を生成してよい。自動運転制御ユニット100は、設定された軌道点と自車両Mの所定位置(重心位置または幅方向の中央位置)とを合致させるように自車両Mの走行を制御する。これにより、自動運転制御ユニット100は、自車両Mの位置を推奨車線内に維持しながら自動運転を実行する。このような制御が車線維持制御に相当する。
【0044】
図4は、車線変更制御の一例を説明するための図である。自動運転制御ユニット100は、車線をL1から、L1に隣接する車線のL2に変更する場合に、車線変更制御を実行する。目標軌道生成部136は、車線L1における幅方向の中央位置に軌道点(K1)を設定し、車線変更先のL2における幅方向における中央位置に軌道点(K2)を設定し、さらに、軌道点(K1)と軌道点(K2)とを滑らかに繋ぐ曲線上に軌道点(K3)を設定する。このとき、目標軌道生成部136は、車線L1における自車両Mの前走車、L2における自車両Mに対する前走車および後続車などの周辺車両の有無および位置に基づいて、軌道点K1およびK2の設定地点、および軌道点K1とK2とを繋ぐ曲線の進行方向に対する角度を調整する。目標軌道生成部136は、周辺車両を回避するように、軌道点K1およびK2の設定地点を進行方向において調整し、軌道点K1とK2とを繋ぐ曲線の進行方向に対する角度を調整する。目標軌道生成部136は、例えばスプライン関数を用いて、軌道点(K1)と軌道点(K2)とを滑らかに繋ぐ曲線を演算する。これにより、目標軌道生成部136は、周辺車両の有無および位置、L1の幅方向における中央位置、L2の幅方向における中央位置、およびK1とK2とを滑らかに繋ぐ曲線を基準として目標軌道を生成する。なお、目標軌道生成部136は、周辺車両の有無および位置、L1の幅方向における両端位置、L2の幅方向における両端位置、およびK1とK2とを繋ぐ直線または曲線を基準として目標軌道を生成してよい。自動運転制御ユニット100は、設定された軌道点と自車両Mの所定位置とを合致させるように自車両Mの走行を制御する。これにより、自動運転制御ユニット100は、自車両Mの車線をL1からL2に変更する自動運転を実行する。このような制御が車線変更制御に相当する。
【0045】
図5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。行動計画生成部130は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前(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、料金所通過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。目標軌道生成部136は、例えば、選択された制御内容に対応する基準に基づいて目標軌道を生成する。目標軌道生成部136は、安全性と効率性の観点に基づいて、生成した目標軌道を、その時点での最適な目標軌道に変更しても良い。このように、自動運転モードは、目的地までの経路に沿って、自車両Mを走行させる。
【0046】
第2制御部140は、走行制御部141を備える。走行制御部141は、行動計画生成部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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
以下、推奨車線決定部61により決定される推奨車線が切り替わる場合に、道路情報に基づいて自動運転の制御内容を複数の制御内容から選択する制御例について説明する。図6は、車線L1とL2を含む本線および車線L3を含む分岐路にそれぞれに設定される推奨車線を示す図である。本線とは、一以上の車線を含む走行路をいい、分岐したり合流されたりするものである。分岐路とは、本線から分岐する走行路であり、本線に含まれる車線から進行可能な走行路である。推奨車線決定部61は、自車両Mが車線L1とL2を含む本線から車線L3を含む分岐路へ走行する経路が設定されている場合、例えば、自車両Mの位置から本線と分岐路との接続地点P3までの本線における左側車線L1を、推奨車線として決定する。また、推奨車線決定部61は、本線と分岐路とが接続している位置から先については、分岐路における車線L3を推奨車線として決定する。
【0051】
図7は、車線維持制御により自車両Mが本線から分岐路に進入する様子の一例を示す図である。車線切替制御部134は、道路情報に基づき、道路形状が、接続地点P3において本線から分岐路に分岐する形状であるか否かを判定する。車線切替制御部134は、例えば、推奨車線が切り替わる地点の前後で車線数が増加している形状(すなわち、推奨車線が切り替わる地点の手前側よりも先側の車線数が多い形状)である場合、又は、推奨車線に切り替わった車線が推奨車線の切替地点よりも手前側に延在していない形状である場合に、道路形状が分岐する形状であると判定する。車線切替制御部134は、道路形状が、接続地点P3において本線から分岐路に分岐する形状であると判定した場合、本線から分岐路に繋がる仮想車線L1#を設定し、設定した仮想車線L1#に沿って車線維持制御により自車両Mを走行させる。これにより、車線切替制御部134は、自車両Mを本線上の車線L1から分岐路上の車線L3に進入させる。
【0052】
車線切替制御部134は、例えば、本線上の車線L1に対応して描かれた道路区画線(図7のWL1、WL2)と、分岐路上の車線L3に描かれた道路区画線(WL4、WL5)とを繋ぐ仮想線VLに基づいて、本線から分岐路に繋がる仮想車線L1#を設定する。
【0053】
そして、目標軌道生成部136は、仮想車線L1#の道路幅方向に関する中央位置を連ねたラインに基づいて、目標軌道を生成する。これにより、自動運転制御ユニット100は、自車両Mの位置を、仮想車線L1#内に維持しながら自動運転を実行することができる。また、自動運転制御ユニット100は、自車両Mの舵角制御を、仮想線VLと中央区分線WL1とが交わる地点P3の付近から開始することができる。
【0054】
車線維持制御により自車両Mが本線から分岐路に進入することに対する比較例について説明する。図8は、比較例の車両M1が本線上の車線L1から分岐路上の車線L3に進入する様子を示す図である。比較例の車両M1は、推奨車線が切り替わる際に、仮想車線を設定して車線維持制御を行う機能が無い車両であり、それ以外の機能は実施例の自車両Mと同様の機能を有する車両である。この場合、車両M1の車線切替制御部134は、車線L1と車線L3とを異なる車線として扱い、車線変更を実行する。目標軌道生成部136は、車線L1における幅方向の中央位置に軌道点(K1)を設定し、車線L3における幅方向における中央位置に軌道点(K2)を設定し、さらに、軌道点(K1)と軌道点(K2)とを滑らかに繋ぐ曲線上に軌道点(K3)を設定する。これにより、自動運転制御ユニット100は、車両M1の舵角制御を地点P2から開始することで、車両M1の位置を車線L1から車線L3に変更する自動運転を実行する。この比較例において、車両M1は、本来は必要が無い筈の、分岐路における前後車両(特に後方車両)の確認などを行う必要があり、制御負荷が高くなってしまう。また、車線維持制御を行う場合に比して、舵角制御が細かく行われる可能性があり、車両M1の横方向加速度が一時的に大きくなる可能性がある。
【0055】
以下、図6および図7を参照して説明した制御の流れについて説明する。図9は、行動計画生成部130による処理手順の一例を示すフローチャートである。車線切替制御部134は、自動運転を実行している最中において(ステップS100)、推奨車線が切り替わる地点まで所定距離以内であるか否かを判定する(ステップS102)。車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる地点まで所定距離以内でない場合、本フローチャートの処理を終了する。車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる地点まで所定距離以内である場合、推奨車線が切り替わる地点の道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状であるか否かを判定する(ステップS104)。
【0056】
車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる地点の道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状である場合、車線維持制御により自車両Mを走行させることを決定する(ステップS106)。車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる地点の道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状でない場合、車線変更制御により自車両Mを走行させることを決定する(ステップS108)。次に、目標軌道生成部136は、目標軌道を生成する(ステップS110)。次に、自動運転制御ユニット100は、生成された目標軌道に基づいて車両制御を行う(ステップS112)。
【0057】
以上説明したように、車両システム1は、推奨車線が切り替わる地点における道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状である場合に、本線から分岐路へ進入するための自動運転の制御として、車線維持制御を選択することができる。
【0058】
以下、推奨車線が切り替わる場合であって、道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状でない場合について説明する。図10は、車線変更制御により自車両Mが車線を切り替えて走行する様子を示す図である。車線切替制御部134は、取得した道路情報に基づいて、道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状でないと判定した場合、車線変更制御により自車両Mを走行させる。前述したように、車線切替制御部134は、推奨車線が切り替わる地点の前後で車線数が増加している形状である場合、又は、推奨車線に切り替わった車線が推奨車線の切替地点よりも手前側に延在していない形状である場合に、道路形状が分岐する形状であると判定する。図10に示す道路形状は、推奨車線が切り替わる地点の前後で車線数が増加しておらず、且つ、推奨車線に切り替わった車線が推奨車線切替地点よりも手前側に延在している。従って、車線切替制御部134は、道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状でないと判定し、車線変更制御により自車両Mを走行させる。
【0059】
車線変更制御によって推奨車線の切り替わりに追従する場合、目標軌道生成部136は、本線上の車線L1における道路幅方向に関する中央位置に軌道点(K1)を設定し、本線に接触して離反する走行路上の車線L3における道路幅方向に関する中央位置に軌道点(K2)を設定し、さらに、軌道点(K1)と軌道点(K2)とを繋ぐ曲線上に軌道点(K3)を設定する。また、目標軌道生成部136は、自車両Mの位置と他車両M1の位置との関係に基づき、軌道点の間隔および軌道点の位置を調整しても良い。自動運転制御ユニット100は、目標軌道に沿って自車両Mを走行させることで、自車両Mを、本線上の車線L1から境界線WL10を通過して、車線L3に進入させる。
【0060】
以上説明したように、車両システム1は、道路形状が本線から分岐路に分岐する形状でない場合に、本線から分岐路へ進入するための自動運転の制御として、車線変更制御を選択することができる。これによって、制御負担を軽減したり、不要な横加速度が生じるのを抑制したりすることができる。また、自車両Mが操舵制御開始するタイミングを早くすることができる場合もある。
【0061】
なお、車両システム1は、推奨車線の切り替わり地点において自動運転の制御内容を変更する一例として、車線変更制御または車線維持制御のどちらか一方を選択して実行することを説明したが、これに限定されない。車両システム1は、推奨車線の切り替わり地点において、道路形状が、本線から分岐路が分岐する形状である場合の車速を、そうでない場合の車速に比して、高くするように制御内容を切り替えても良い。これにより、車両システム1は、道路形状に応じて、迅速に推奨車線の切り替わり地点を通過するか、低速で安全に通過するかを切り替えることができる。
【0062】
以上説明したように、車両システム1によれば、自車両Mが走行する推奨車線を決定し、推奨車線が切り替わる場合に、道路の形状を含む道路情報を取得し、取得された道路情報に基づいて、自動運転の制御内容を決定するので、道路形状に応じてより円滑に自車両Mを走行させることができる。
【0063】
さらに、車両システム1によれば、道路形状が、本線から分岐路に分岐する形状でない場合に車線変更制御を実行するので、道路形状に応じて安全性を優先した走行を実現することができる。
【0064】
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】
【0065】
1‥車両システム
30‥HMI
50‥ナビゲーション装置
51‥GNSS受信機
52‥ナビHMI
53‥経路探索部
54‥第1地図情報
60‥MPU
61‥推奨車線決定部
62‥第2地図情報
100‥自動運転制御ユニット
120‥第1制御部
130‥行動計画生成部
132‥情報取得部
134‥車線切替制御部
136‥目標軌道生成部
140‥第2制御部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
【国際調査報告】