JP7255460B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、自動運転を行う車両を制御する車両制御システムに関する。

特許文献１には、目的地までの経路に沿って車両が走行するように、車両の少なくとも操舵を自動的に制御する車両制御装置に関する技術が開示されている。また、特許文献２には、プリクラッシュセーフティシステム（ＰＣＳ）に関する技術が開示されている。この技術のプリクラッシュセーフティシステムでは、衝突が避けられない車両の状況を事前に判断し、安全装備を早期に作動させることにより衝突被害を軽減する機能が実現される。

国際公開第２０１７／１４１３９６号 特開２００６－１３６９号公報

特許文献２のプリクラッシュセーフティシステムのように、車両の周囲の運転環境を事前に判断して車両走行制御の制御量への介入を行う予防安全制御が、特許文献１のような自動運転制御を行う車両に適用される場合を考える。自動運転制御による自動運転の最中は、生成された目標トラジェクトリに追従するように車両の操舵、加速および減速が制御される。

例えば、商用車両のための人の乗降所では、待合の旅客が路肩の傍に立っている場合がある。このような待合場所の旅客は、横断歩道の傍に立っている人とは異なり、その後道路へと進行する可能性が極めて低い人であるといえる。しかしながら、自動運転制御において、車両がこのような乗降所の路側に車両を寄せるトラジェクトリを走行する場合、予防安全制御において待合の乗客が回避対象として認識されて制御量への介入が行われる可能性がある。このため、実質的な安全が予測される特定のエリアにおいて他のエリアと同じ基準で予防安全制御による介入を許容すると、車両の円滑な走行が妨げられるおそれがある。このように、自動運転中の予防安全制御には、その走行エリアに応じた柔軟な対応を行う余地がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、自動運転中の車両に対する予防安全制御の最適化を図ることができる車両制御システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、自動運転を実行可能な車両を制御する車両制御システムに適用される。車両制御システムは、車両の走行計画に基づいて自動運転のための目標トラジェクトリを生成する第一制御装置と、車両が目標トラジェクトリに追従するように車両の操舵、加速、及び減速を制御する車両走行制御を実行する第二制御装置と、を備える。自動運転の最中、第二制御装置は、車両走行制御の制御量である走行制御量を制御し、車両の周囲の運転環境を示す運転環境情報を取得し、運転環境情報に基づいて、車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように走行制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成される。また、第一制御装置は、予防安全制御による走行制御量への介入を抑制する地理的領域を示す介入抑制エリアの情報が記憶された記憶装置を含む。自動運転の最中、車両が介入抑制エリアを走行する場合、第一制御装置は、第二制御装置に対して予防安全制御に対する抑制指示を出力するように構成される。そして、第二制御装置は、抑制指示を受けた場合、予防安全制御による走行制御量への介入を抑制するように構成される。車両は停留所へ停車する商用車両を含む。目標トラジェクトリは、停留所へ停車するトラジェクトリを含む。介入抑制エリアは、停留所の周囲の特定エリアを含む。

第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を備える。
予防安全制御において、第二制御装置は、抑制指示を受けた場合、予防安全制御の作動を禁止するように構成される。

第３の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を備える。
予防安全制御において、第二制御装置は、抑制指示を受けた場合、抑制指示を受けていない場合に比べて予防安全制御の作動タイミングを遅くするように構成される。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を備える。
目標トラジェクトリは、特定障害物によって形成される死角エリアに面するトラジェクトリを含む。介入抑制エリアは、死角エリアの周囲の特定エリアを含む。

本発明に係る車両制御システムによれば、第一制御装置は、介入抑制エリアの情報を記憶している。そして、車両が介入抑制エリアを走行する場合、第一制御装置は第二制御装置に抑制指示を出力する。これにより、第二制御装置は、予防安全制御における走行制御量への介入を抑制するので、走行エリアに基づく予防安全制御の最適化が可能となる。

実施の形態１の車両制御システムの概要を説明するための構成例を示すブロック図である。 作動条件が成立する領域の一例を模式的に示している。 商用バスとしての車両Ｍ１が停留所に接近して停車する状況を示している。 介入抑制エリアの一例を示す図である。 商用バスとしての車両Ｍ１が停留所に接近して停車する場合の予防安全制御の作動タイミングの一例を示している。 実施の形態１に係る第一ユニットの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る第一ユニットの第一制御装置において実行される目標トラジェクトリ生成処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る第一制御装置において実行される介入抑制判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る第二ユニットの構成例を示すブロック図である。 第二制御装置が実行する衝突回避制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 第二制御装置が実行する介入抑制制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態１の車両制御システムの構成の変形例を示す図である。 介入抑制エリアの一例を示す図である。 介入抑制エリアを含むカーブ路の一例を示す図である。 介入抑制エリアを含む交差点の一例を示す図である。 実施の形態２に係る第一制御装置において実行される介入抑制判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１．
１－１．実施の形態１の車両制御システムの全体構成
先ず、本実施の形態の車両制御システムの概略構成を説明する。図１は、実施の形態１の車両制御システムの概要を説明するための構成例を示すブロック図である。図１に示す車両制御システム１００は、例えば商用車両に搭載される。以下、車両制御システム１００が搭載される車両を「車両Ｍ１」とも表記する。車両Ｍ１としては、貨物の運搬に使用されるトラックやバン、及び旅客の輸送に使用されるバスやタクシー、等が例示される。

車両Ｍ１は、車両制御システム１００による自動運転を実行可能な自動運転機能付きの車両である。ここでの自動運転としては、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）のレベル定義におけるレベル３以上の自動運転を想定している。なお、車両Ｍ１の動力源に限定はない。

車両制御システム１００は、車両Ｍ１を制御する。或いは、車両制御システム１００の少なくとも一部は、車両の外部の外部装置に配置され、リモートで車両を制御してもよい。つまり、車両制御システム１００は、車両Ｍ１と外部装置とに分散して配置されていてもよい。

図１に示すように、車両制御システム１００は、第一ユニット１０と、第二ユニット２０と、を含んで構成されている。第一ユニット１０は、車両Ｍ１の自動運転の管理を行うための自動運転装置である。第二ユニット２０は、車両Ｍ１の車両走行制御を行うための車両走行装置である。第一ユニット１０と第二ユニット２０は、物理的に別々の装置であってもよいし、同じ装置であってもよい。第一ユニット１０と第二ユニット２０が物理的に別々の装置である場合、それらは通信を介して必要な情報をやり取りする。以下、これらの装置の機能について説明する。

第一ユニット１０は、第一情報取得装置１４を備えている。第一情報取得装置１４は、車両Ｍ１に搭載されたセンサ類を用いて各種情報を取得する。車両Ｍ１に搭載されたセンサによって取得される情報は、車両Ｍ１の運転環境を示す情報である。以下の説明では、この情報を「運転環境情報１３０」と表記する。運転環境情報１３０は、車両Ｍ１の位置を示す車両位置情報、車両Ｍ１の状態を示す車両状態情報、車両Ｍ１の周囲の状況を示す周辺状況情報、信号機が示す交通環境情報、等を含む。

第一ユニット１０は、目標トラジェクトリ生成処理を実行するための機能を備えている。目標トラジェクトリ生成処理では、地図情報１３２が利用される。地図情報１３２は、位置と関連付けられた各種情報を含む。なお、地図情報１３２は、一般的な道路地図やナビゲーション地図に限られず、様々な観点の地図情報を含んでいてもよい。例えば、地図情報１３２は、ガードレールや壁等に例示される道路上の静止物、路面、白線やポール又は看板等の特徴物の位置を含んでいてもよい。

第一ユニット１０は、地図情報１３２及び運転環境情報１３０に基づいて、自動運転中の車両Ｍ１の走行計画を生成する。走行計画は、現在の走行車線を維持する、車線変更を行う、障害物を回避する、先行車両を追い越す、路肩に幅寄せして停車する、等を含む。そして、第一ユニット１０は、走行計画に従って車両Ｍ１が走行するために必要な目標トラジェクトリを生成する。

ここで、目標トラジェクトリは、少なくとも車両Ｍ１が走行する道路内における車両Ｍ１の目標位置［Ｘｉ、Ｙｉ］の集合を含む。なお、ここでのＸ方向は車両Ｍ１の前方方向であり、Ｙ方向はＸ方向と直行する平面方向である。なお、目標トラジェクトリは、更に、目標位置［Ｘｉ、Ｙｉ］毎の目標速度［ＶＸｉ、ＶＹｉ］を含んでいてもよい。第一ユニット１０は、生成した目標トラジェクトリを第二ユニット２０へ出力する。

第二ユニット２０は、車両Ｍ１の車両走行制御を行う運動制御機能部３０を含む。車両走行制御では、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１の操舵、加速、及び減速に関わる制御量を制御する。それらの制御量は、以下、「走行制御量」と呼ばれる。車両Ｍ１の自動運転の最中、第二ユニット２０の運動制御機能部３０は、第一ユニット１０から目標トラジェクトリを受け取る。基本的に、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｍ１の走行制御量を制御する。典型的には、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１の各種状態量と目標トラジェクトリとの偏差（例えば、横偏差、ヨー角偏差、速度偏差、等）を算出し、その偏差が減少するように走行制御量を算出する。

算出された走行制御量は、走行装置２６へと出力される。走行装置２６は、車両Ｍ１の駆動、制動、及び転舵を行うための装置を含んでいる。走行装置２６は、入力された走行制御量に基づいて車両Ｍ１の走行を制御する。

第二ユニット２０は、更に、車両Ｍ１の予防安全制御を行う予防安全機能部４０を含む。予防安全制御では、予防安全機能部４０は、車両Ｍ１と障害物との衝突を予防、回避、あるいは軽減することを目的として、車両Ｍ１の車両制御量への介入を行う。そのような予防安全制御としては、例えば衝突回避制御（ＰＣＳ）、車線逸脱抑制制御、車両安定制御、等が例示される。衝突回避制御は、車両Ｍ１と周囲の回避対象の物体との衝突の回避を支援する。車線逸脱抑制制御は、車両Ｍ１が走行車線から逸脱することを抑制する。車両安定制御は、車両スピン等の不安定挙動を抑制する。また、予防安全制御は、将来起こり得るリスクに備えて衝突回避制御（ＰＣＳ）よりも速いタイミングで車両Ｍ１の車両制御量を制御するリスク回避制御も含む。

衝突回避制御では、予防安全機能部４０は、車両Ｍ１の運転環境を示す運転環境情報に基づいて、衝突回避制御の作動条件が成立するか否かを判定する。ここでは、例えば、「車両Ｍ１から回避対象までの衝突余裕時間（TTC；Time To Collision）が所定のしきい値よりも小さいこと」が作動条件とされる。図２では、作動条件が成立する領域の一例を模式的に示している。この図に示す例では、車両Ｍ１が位置Ｐ１において作動条件成立領域に突入すると、予防安全機能部４０は、回避対象への衝突を回避するための走行制御量を算出する。予防安全機能部４０によって算出される走行制御量は、以下、「介入走行制御量」と呼ばれる。算出された介入走行制御量は、運動制御機能部３０へと出力される。

基本的に、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｍ１の走行制御量を演算している。但し、予防安全機能部４０から介入走行制御量が入力された場合、運動制御機能部３０は、入力された介入走行制御量を走行装置２６へと出力する。

１－２．実施の形態１の車両制御システムの特徴
次に、本実施の形態の車両制御システムの特徴について説明する。一例として、図３は、商用バスとしての車両Ｍ１が停留所に接近して停車する状況を示している。停留所に並んでいる旅客は、道路を横断しようとしている人とは異なり、道路へと進行する可能性が極めて低い。しかしながら、図３のように、車両Ｍ１が停留所に並んでいる乗客に接近しながら停留所に停車する目標トラジェクトリが生成されている場合、停留所に並んでいる旅客が回避対象と判断されて、位置Ｐ２において予防安全制御の作動条件が成立してしまう可能性がある。このように、車両Ｍ１の走行エリアには、本来予防安全制御の介入の必要性が低いにも関わらず当該予防安全制御の作動条件が成立し易いエリアが存在する。

そこで、本実施の形態の車両制御システム１００では、車両Ｍ１の走行エリアを指標として、予防安全制御の最適化を図る。より詳しくは、第一ユニット１０は、予防安全制御の介入を抑制する必要があるかを判定する介入抑制判定処理を実行するための機能を備えている。介入抑制判定処理では、介入抑制エリア情報１３４が利用される。介入抑制エリア情報１３４は、予防安全制御の介入を抑制すべき地理的領域（以下、「介入抑制エリア」と称する）を地図情報（位置情報）に関連付けた情報である。典型的には、介入抑制エリアは、旅客輸送車両用の停留所や乗降所、貨物用車両の荷下ろしエリア、路肩の退避エリア、等、実質的な安全が予測される特定のエリアが該当する。

図４は、介入抑制エリアの一例を示す図である。第一ユニット１０は、このような介入抑制エリアを予め特定し、地図情報に関連付けた介入抑制エリア情報１３４として記憶（保有）している。介入抑制判定処理では、目標トラジェクトリに追従して走行している車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入するか否かを判定する。この判定が成立する場合、第一ユニット１０は、抑制指示を第二ユニット２０へ出力する。

第二ユニット２０の予防安全機能部４０は、第一ユニット１０から受信した抑制指示に基づいて、予防安全制御の介入度を低くする方向（すなわち介入を抑制する方向）に変更する。以下の説明では、この制御を「介入抑制制御」と呼ぶ。ここでの介入度は、目標トラジェクトリに基づいて算出された走行制御量に対する予防安全制御の介入の度合を示している。介入度の変更は、予防安全制御の作動条件（例えば、作動しきい値、作動タイミング）や作動量を変更することにより制御することができる。

図５は、商用バスとしての車両Ｍ１が停留所に接近して停車する場合の予防安全制御の作動タイミングの一例を示している。例えば、図５に示すように、停留所の周辺が介入抑制エリアに設定されている場合、第二ユニット２０は、抑制指示に従い回避対象（ここでは人）に対する作動条件成立領域を、抑制指示を受けていない場合よりも小さくする方向に変更する。

このように、予防安全機能部４０は、介入抑制エリア内においては当該介入抑制エリア外に比べて予防安全制御の作動タイミングが遅くなるように作動条件を変更する。これにより、実質的に安全が担保されているエリアでは予防安全制御の作動を抑制するとともに、その他のエリアでは予防安全制御の作動によって安全性を担保することができる。

以下、本実施の形態に係る車両制御システム１００の詳細な構成及びその動作について更に詳しく説明する。

１－３．第一ユニット１０の具体的な構成例
図６は、本実施の形態に係る第一ユニットの構成例を示すブロック図である。この図に示すように、第一ユニット１０は、車両Ｍ１の自動運転を管理するための第一制御装置１２を備えている。また、第一ユニット１０は、第一制御装置１２の入力側に接続された第一情報取得装置１４を備えている。

第一情報取得装置１４は、周辺状況センサ１４１、車両状態センサ１４２、車両位置センサ１４３、及び通信装置１４４を含んで構成されている。

周辺状況センサ１４１は、車両Ｍ１の周辺情報を認識する。例えば、周辺状況センサ１４１は、カメラ（撮像装置）、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、及びレーダ等が例示される。周辺情報は、周辺状況センサ１４１によって認識された物標情報を含んでいる。物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、障害物、白線、信号、等が例示される。物標情報は、車両Ｍ１に対する物標の相対位置及び相対速度を含んでいる。周辺状況センサ１４１において認識された周辺情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

車両状態センサ１４２は、車両Ｍ１の状態示す車両情報を検出する。車両状態センサ１４２としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態センサ１４２で検出された車両情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

車両位置センサ１４３は、車両Ｍ１の位置及び方位を検出する。例えば、車両位置センサ１４３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサを含む。ＧＰＳセンサは、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両Ｍ１の位置及び方位を算出する。車両位置センサ１４３は、周知の自己位置推定処理（localization）を行い、車両Ｍ１の現在位置の制度を高めてもよい。車両位置センサ１４３で検出された車両情報は、第一制御装置１２に随時送信される。

通信装置１４４は、車両と外部と通信を行う。例えば、通信装置１４４は、車両Ｍ１の外部装置と、通信ネットワークを介して通信を行う。ここでの外部装置は、路側機、周辺車両、周囲のインフラ、等が例示される。路側機は、例えば渋滞情報、車線別の交通情報、一時停止等の規制情報、死角位置の交通状況の情報等を送信するビーコン装置である。また、外部装置が周辺車両である場合、通信装置１４４は、周辺車両との間で車車間通信（Ｖ２Ｖ通信）を行う。さらに、外部装置が周辺のインフラである場合、通信装置１４４は、周囲のインフラとの間で路車間通信（Ｖ２Ｉ通信）を行う。

第一制御装置１２は、車両制御システム１００における各種処理を行う情報処理装置である。典型的に、第一制御装置１２は、第一プロセッサ１２２、第一記憶装置１２４、および、第一入出力インターフェース１２６を備えるマイクロコンピュータである。第一制御装置１２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

第一記憶装置１２４には、各種情報が格納される。例えば、第一記憶装置１２４には、第一情報取得装置１４によって取得された運転環境情報１３０が格納される。第一記憶装置１２４としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、が例示される。

第一記憶装置１２４には、詳細な道路情報を含んだ地図情報１３２が格納されている。この地図情報１３２には、例えば道路の形状、レーン数、車線幅の情報等が含まれている。或いは、地図情報１３２は、外部の管理サーバに格納されていてもよい。この場合、第一制御装置１２は、管理サーバと通信を行い、必要な地図情報１３２を取得する。取得された地図情報１３２は、第一記憶装置１２４に記録される。

また、第一記憶装置１２４には、介入抑制エリア情報１３４が格納されている。この介入抑制エリア情報１３４には、介入抑制エリアの位置情報（地図情報）が含まれている。介入抑制エリア情報１３４には、エリア内の物標に関する情報が含まれていてもよい。なお、介入抑制エリア情報１３４は、外部の管理サーバに格納されていてもよい。この場合、第一制御装置１２は、管理サーバと通信を行い、必要な介入抑制エリア情報１３４を取得する。取得された介入抑制エリア情報１３４は、第一記憶装置１２４に記録される。

第一プロセッサ１２２は、コンピュータプログラムである自動運転ソフトウェアを実行する。自動運転ソフトウェアは、第一記憶装置１２４に格納されている。或いは、自動運転ソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている。第一プロセッサ１２２が自動運転ソフトウェアを実行することにより、第一制御装置１２の機能が実現される。

第一制御装置１２は、車両Ｍ１の自動運転の管理を行う。典型的には、第一制御装置１２は、車両Ｍ１の自動運転のための目標トラジェクトリを生成する目標トラジェクトリ生成処理を行う。

第一入出力インターフェース１２６は、第二ユニット２０との間で情報をやり取りするためのインターフェースである。第一制御装置１２において生成された目標トラジェクトリや自動運転情報は、第一入出力インターフェース１２６を介して第二ユニット２０へと出力される。

１－４．目標トラジェクトリ生成処理
図７は、本実施の形態に係る第一ユニットの第一制御装置において実行される目標トラジェクトリ生成処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図７に示す制御ルーチンは、車両Ｍ１の自動運転中に所定の制御周期で繰り返し実行される。

図７に示す制御ルーチンでは、まず、第一制御装置１２は、第一情報取得装置１４から運転環境情報１３０を取得する（ステップＳ１００）。運転環境情報１３０は、第一記憶装置１２４に格納される。

次に、第一制御装置１２は、地図情報１３２と運転環境情報１３０に基づいて、車両Ｍ１の自動運転のための目標トラジェクトリを生成する（ステップＳ１０２）。より詳細には、第一制御装置１２は、地図情報１３２と運転環境情報１３０に基づいて、自動運転中の車両Ｍ１の走行計画を生成する。第一制御装置１２は、生成された走行計画に従って車両Ｍ１が走行するために必要な目標トラジェクトリを、運転環境情報１３０に基づいて生成する。生成された目標トラジェクトリは、第一記憶装置１２４に格納される。

例えば、第一制御装置１２は、車両Ｍ１を停留所に停車させるための目標トラジェクトリを生成する。より詳細には、第一制御装置１２は、地図情報１３２、車両位置情報及び周辺状況情報に基づいて、目的地である停留所及びその周囲の人や構造物を認識する。そして、第一制御装置１２は、これらの情報に基づいて、車両Ｍ１が周囲の人や構造物を回避して停留所に停車するための目標トラジェクトリを生成する。

第一制御装置１２は、生成した目標トラジェクトリを第一入出力インターフェース１２６を介して第二ユニット２０に出力する（ステップＳ１０４）。目標トラジェクトリが更新される度に最新の目標トラジェクトリが第二ユニット２０に出力される。

１－５．介入抑制判定処理
図８は、本実施の形態に係る第一制御装置において実行される介入抑制判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示す制御ルーチンは、車両Ｍ１の自動運転中に所定の制御周期で繰り返し実行される。

図８に示す制御ルーチンでは、まず、第一制御装置１２は、第一情報取得装置１４から運転環境情報１３０を取得する（ステップＳ１２０）。運転環境情報１３０は、第一記憶装置１２４に格納される。

次に、第一制御装置１２は、運転環境情報１３０に含まれる車両位置情報、及び第一記憶装置１２４に記憶されている介入抑制エリア情報に基づいて、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入するか否かを判定する（ステップＳ１２２）。その結果、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入しない場合、本ルーチンは終了される。一方、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入する場合、第一制御装置１２は、抑制指示を第一入出力インターフェース１２６を介して第二ユニット２０に出力する（ステップＳ１２４）。

１－６．第二ユニット２０の具体的な構成例
図９は、本実施の形態に係る第二ユニットの構成例を示すブロック図である。図９に示すように、第二ユニット２０は、第二制御装置２２、第二情報取得装置２４、及び走行装置２６を備えている。

第二情報取得装置２４は、周辺状況センサ２４１、及び車両状態センサ２４２を含んで構成されている。

周辺状況センサ２４１は、車両Ｍ１の周辺情報を認識する。例えば、周辺状況センサ２４１は、カメラ（撮像装置）、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、及びレーダ等が例示される。周辺情報は、周辺状況センサ２４１によって認識された物標情報を含んでいる。物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、障害物、白線、信号、等が例示される。物標情報は、車両Ｍ１に対する物標の相対位置及び相対速度を含んでいる。周辺状況センサ２４１において認識された周辺情報は、第二制御装置２２に随時送信される。

車両状態センサ２４２は、車両Ｍ１の状態示す車両情報を検出する。車両状態センサ２４２としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態センサ２４２で検出された車両情報は、第二制御装置２２に随時送信される。以下の説明では、第二情報取得装置２４が取得する周辺情報及び車両情報を、「運転環境情報２４０」と表記する。

なお、第一情報取得装置１４と第二情報取得装置２４は、部分的に共通化されていてもよい。例えば、周辺状況センサ１４１と周辺状況センサ２４１は、同じであってもよい。車両状態センサ１４２と車両状態センサ２４２は、同じであってもよい。つまり、第一ユニット１０と第二ユニット２０が、第一情報取得装置１４あるいは第二情報取得装置２４の一部を共用してもよい。その場合、第一ユニット１０と第二ユニット２０は、必要な情報を互いにやり取りする。

また、第二情報取得装置２４は、周辺状況センサ２４１、及び車両状態センサ２４２に加えて、更に車両位置センサ１４３、或いは通信装置１４４と同じ装置を備えていてもよい。

走行装置２６は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含む。操舵装置は、車両Ｍ１の車輪を転舵する。駆動装置は、車両Ｍ１の駆動力を発生させる駆動源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、車両Ｍ１に制動力を発生させる。

第二制御装置２２は、車両制御システム１００における各種処理を行う情報処理装置である。典型的に、第二制御装置２２は、第二プロセッサ２２２、第二記憶装置２２４、および、第二入出力インターフェース２２６を備えるマイクロコンピュータである。第二制御装置２２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

第二記憶装置２２４には、各種情報が格納される。例えば、第二記憶装置２２４には、第二情報取得装置２４によって取得された周辺情報及び車両情報（運転環境情報２４０）が格納される。第二記憶装置２２４としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、が例示される。

第二プロセッサ２２２は、コンピュータプログラムである車両走行制御ソフトウェアを実行する。車両走行制御ソフトウェアは、第二記憶装置２２４に格納されている。或いは、車両走行制御ソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている。第二プロセッサ２２２が車両走行制御ソフトウェアを実行することにより、第二制御装置２２の機能が実現される。

具体的には、第二プロセッサ２２２が、車両走行制御に関する車両走行制御ソフトウェアを実行することにより、運動制御機能部３０の機能が実現される。また、第二プロセッサ２２２が、予防安全制御に関する車両走行制御ソフトウェアを実行することにより、予防安全機能部４０の機能が実現される。つまり、運動制御機能部３０及び予防安全機能部４０は、車両走行制御及び予防安全制御を行う機能として第二制御装置２２に組み込まれている。

なお、運動制御機能部３０と予防安全機能部４０は、物理的に異なる制御装置に組み込まれていてもよい。この場合、第二ユニット２０が、車両走行制御を行う運動制御機能部３０のための制御装置と予防安全制御を行う予防安全機能部４０のための制御装置を別個に備えていればよい。

第二入出力インターフェース２２６は、第一ユニット１０との間で情報をやり取りするためのインターフェースである。第一制御装置１２から出力された目標トラジェクトリや自動運転情報は、第二入出力インターフェース２２６を介して第二ユニット２０へと入力される。

１－７．車両走行制御
第二制御装置２２は、車両Ｍ１の操舵、加速、及び減速を制御する車両走行制御を実行する。典型的には、第二制御装置２２は、走行装置２６の動作を制御することによって車両走行制御を行う。具体的には、第二制御装置２２は、操舵装置を制御することによって車両Ｍ１の転舵を制御する。また、第二制御装置２２は、駆動装置を制御することによって車両Ｍ１の加速を制御する。第二制御装置２２は、制動装置を制御することによって車両Ｍ１の減速を制御する。

車両走行制御では、第二制御装置２２は、車両Ｍ１の自動運転の最中、第一ユニット１０から目標トラジェクトリを受け取る。基本的に、第二制御装置２２は、車両Ｍ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｍ１の走行制御量を制御する。典型的には、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１の各種状態量と目標トラジェクトリとの偏差（例えば、横偏差、ヨー角偏差、速度偏差、等）を算出し、その偏差が減少するように車両走行制御を行う。

１－８．予防安全制御
第二制御装置２２は、車両Ｍ１の安全性の向上を目的として、車両走行制御の走行制御量に対して介入を行う予防安全制御を行う。典型的には、第二制御装置２２は、車両Ｍ１の自動運転中に、車両Ｍ１の衝突対象への衝突を回避する衝突回避制御を行う。図１０は、第二制御装置２２が実行する衝突回避制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。第二制御装置２２は、車両Ｍ１の自動運転中に、図１０に示すルーチンを所定の制御周期で繰り返し実行する。

図１０に示すルーチンが開始されると、第二制御装置２２は、第二情報取得装置２４から運転環境情報２４０を取得する（ステップＳ１４０）。取得されたそれらの情報は、第二記憶装置２２４に格納される。

次に、第二制御装置２２は、運転環境情報２４０に基づいて、回避対象となる物体を検知する（ステップＳ１４２）。次に、第二制御装置２２は、回避対象に対する予防安全制御の作動条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ１４４）。ここでは、例えば、「車両Ｍ１から回避対象までの衝突余裕時間（TTC；Time To Collision）が所定のしきい値よりも小さいこと」が作動条件とされる。その結果、作動条件が成立しない場合、本ルーチンの処理は終了される。一方、作動条件が成立する場合、第二制御装置２２は、回避対象への衝突を回避するための介入走行制御量を算出する（ステップＳ１４６）。算出された介入走行制御量は、運動制御機能部３０へと出力される。

基本的に、運動制御機能部３０は、車両Ｍ１が目標トラジェクトリに追従するように、車両Ｍ１の走行制御量を演算している。但し、予防安全機能部４０から介入走行制御量が入力された場合、運動制御機能部３０は、予防安全機能部４０から入力された介入走行制御量に基づき走行制御量を修正する。典型的には、運動制御機能部３０は、予防安全機能部４０から介入走行制御量が入力された場合、介入走行制御量を最終的な走行制御量として出力する。

１－８．介入抑制制御
本実施の形態の第二制御装置２２は、自動運転中の予防安全制御において、抑制指示に基づいて介入度を変更する。

図１１は、第二制御装置２２が実行する介入抑制制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。第二制御装置２２は、車両Ｍ１の自動運転中に、図１１に示すルーチンを所定の制御周期で繰り返し実行する。

図１１に示すルーチンが開始されると、第二制御装置２２は、第二情報取得装置２４から運転環境情報２４０（車両情報及び周辺情報）を取得する（ステップＳ１６０）。取得されたそれらの情報は、第二記憶装置２２４に記憶される。

次に、第二制御装置２２は、第一ユニット１０から第二入出力インターフェース２２６を介して抑制指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ１６２）。その結果、抑制指示を受信していない場合、本ルーチンは終了される。

一方、上記ステップＳ１６２において、抑制指示を受信した場合、第二制御装置２２は、抑制指示に基づいて予防安全制御の作動条件を変更する（ステップＳ１６４）。ここでは、運転環境情報２４０に基づいて認識された回避対象に対する予防安全制御の作動条件を抑制方向に変更する。典型的には、第二制御装置２２は、予防安全制御の作動タイミングが遅くなるように回避対象に対する衝突予測時間（TTC）のしきい値を変更する。或いは、第二制御装置２２は、回避対象に対する予防安全制御の作動を禁止する。

このように、実施の形態１の車両制御システム１００によれば、予め定められた介入抑制エリア内において、予防安全制御の介入を抑制することができる。これにより、介入抑制エリア内における車両Ｍ１の円滑な走行を実現するとともに、その他のエリアでは予防安全制御によって安全性を担保することができる。

１－１０．変形例
実施の形態１の車両制御システム１００は、以下のように変形した態様を採用してもよい。

介入抑制判定処理は、目標トラジェクトリに基づいて車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入するか否かを判定する構成でもよい。この場合、第一制御装置１２は、図７に示す目標トラジェクトリ生成処理によって目標トラジェクトリを取得する。そして、第一制御装置１２は、目標トラジェクトリが介入抑制エリアに進入する経路であるか否かを判定する。そして、目標トラジェクトリが介入抑制エリアに進入する経路である場合、第一制御装置１２は、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入するタイミングを含む抑制指示を第一入出力インターフェース１２６を介して第二ユニット２０に出力するようにすればよい。

予防安全機能部４０は、介入走行制御量を算出する機能に替えて、目標トラジェクトリを算出する機能を備えていてもよい。予防安全機能部４０が算出した目標トラジェクトリは、以下、「介入目標トラジェクトリ」と呼ばれる。この場合、算出された介入目標トラジェクトリは、運動制御機能部３０に出力される。運動制御機能部３０は、予防安全機能部４０から介入目標トラジェクトリが入力された場合、この介入目標トラジェクトリに基づいて走行制御量を算出すればよい。なお、この変形例は、後述する他の実施の形態の車両制御システム１００に対しても適用することができる。

第一制御装置１２と第二制御装置２２は、共通化された１つの制御装置として構成されていてもよい。図１２は、本実施の形態の車両制御システムの構成の変形例を示す図である。車両制御システム１００は、制御装置３００、情報取得装置３１０、及び走行装置３２０を備えている。情報取得装置３１０は、第一情報取得装置１４及び第二情報取得装置２４と同様の機能を備えている。走行装置３２０は、走行装置２６と同様の機能を備えている。

制御装置３００は、第一ユニット１０の第一制御装置１２としての機能と、第二ユニット２０の第二制御装置２２としての機能の両方の機能を備えている。制御装置３００は、プロセッサ３０２と記憶装置３０４とを備えている。プロセッサ３０２は、コンピュータプログラムである自動運転制御ソフトウェア及び車両走行制御ソフトウェアを実行する。これらのソフトウェアは、記憶装置３０４に格納されている。或いは、これらのソフトウェアは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている。つまり、図１０に示す車両制御システム１００の変形例では、プロセッサ３０２がこれらのソフトウェアを実行することにより、第一制御装置１２及び第二制御装置２２の機能が実現される。なお、この変形例は、後述する他の実施の形態の車両制御システム１００に対しても適用することができる。

介入抑制制御における予防安全制御の抑制方法に限定はない。すなわち、第二制御装置２２は、予防安全制御の作動しきい値の変更や作動タイミングの変更に限らず、予防安全制御による作動量を変更することによって介入度を変更する構成でもよい。また、その変更形態に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜採用し得る。

第一ユニット１０と第二ユニット２０は、別々に設計、開発されてもよい。例えば、車両走行制御を担う第二ユニット２０は、メカや車両運動特性に精通している開発者（典型的には自動車メーカー）によって設計、開発される。この場合、第二ユニット２０の予防安全機能部４０の信頼度は極めて高い。そのような高信頼度の予防安全機能部４０を利用することを前提として、自動運転サービス提供者は、第一ユニット１０用のソフトウェアを設計、開発することができる。その意味で、第二ユニット２０は、自動運転サービスのためのプラットフォームであるといえる。

介入抑制エリアは、死角エリアの周囲の特定エリアを含むこととしてもよい。図１３は、介入抑制エリアの一例を示す図である。この図に示すように、例えば路肩の特定障害物によって車両Ｍ１からの死角エリアが形成される場合がある。このような死角エリアに面する目標トラジェクトリが生成された場合、第二制御装置２２は、死角エリアからの人や自転車等の飛び出しによる衝突を未然に防ぐことを想定して、予防安全制御を実行する可能性がある。しかしながら、例えば、この死角エリアが環境条件や過去の実績等から実質的な安全が予測されるエリアである場合、過剰な予防安全制御ともなりかねない。そこで、実質的な安全が予測される特定の条件が揃った死角エリアであれば、当該死角エリアの周囲の特定エリアを介入抑制エリアとすることにより、実質的な安全を担保しつつ交通流の妨げを防ぐことができる。

また、介入抑制エリアは、特定のカーブ路の周囲の特定エリアを含むこととしてもよい。図１４は、介入抑制エリアを含むカーブ路の一例を示す図である。第一制御装置１２が目標トラジェクトリ生成処理によって生成するカーブ路の目標トラジェクトリには、人による手動運転の軌跡のように、車線幅を有効に利用した滑らかな軌跡を生成する場合がある。このような場合、第二制御装置２２は、車両Ｍ１の道路端への接近に応答して予防安全制御を実行する可能性がある。このような予防安全制御の介入は、過剰な支援ともなりかねない。そこで、実質的な安全が予測されるカーブ路であれば、そのカーブ路の周囲の特定エリアを介入抑制エリアとすることにより、実質的な安全を担保しつつ滑らかな軌跡を走行することができる。

２．実施の形態２．
次に、実施の形態２の車両制御システムについて説明する。

２－１．実施の形態２に係る車両制御システムの構成
実施の形態２に係る車両制御システムの構成は、図１に示す実施の形態１の車両制御システム１００と同一である。よって、実施の形態２に係る車両制御システムの詳細の説明については省略する。

２－２．実施の形態２に係る車両制御システムの特徴的機能
実施の形態２の車両制御システム１００は、交通環境を考慮した介入抑制判定処理に特徴を有している。図１５は、介入抑制エリアを含む交差点の一例を示す図である。図１５に示す交差点は、車線Ｌ１と車線Ｌ２が交差する信号機付きの交差点であり、車線Ｌ１の側から車線Ｌ２の一部が障害物の死角エリアに重なる環境である場合を例示している。

信号機付きの交差点において車両Ｍ１が走行している車線Ｌ１の信号が優先走行を示す青信号表示であり、他車両Ｍ２が走行している車線Ｌ２の信号が非優先走行（停止）を示す赤信号表示である場合、車線Ｌ１が車線Ｌ２よりも優先される交通環境であるといえる。しかしながら、第二制御装置２２が信号機を認識する機能を有していない場合、第二制御装置２２は信号機による交通環境を把握することができない。このため、第二制御装置２２は、車線Ｌ２の死角エリアからの車両の飛び出しを想定して予防安全制御を実行する可能性がある。このような予防安全制御の介入は、車線Ｌ１の走行が優先される青信号表示時には過剰な支援ともなりかねない。

そこで、本実施の形態では、図１５に示すような信号機付きの交差点を通過する場合において、第一制御装置１２は、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入し、且つ車両Ｍ１が走行する車線Ｌ１の優先走行時（青信号時）に抑制指示を出力する。車線Ｌ２から車両が赤信号を無視して交差点へ進入する可能性は極めて低いといえる。このため、本実施の形態の介入抑制判定処理によれば、交通環境を考慮した実質的な安全を担保しつつ円滑な交通を実現することが可能となる。

２－３．介入抑制判定処理の具体的処理
図１６は、実施の形態２に係る第一制御装置において実行される介入抑制判定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図１６に示す制御ルーチンは、車両Ｍ１の自動運転中に所定の制御周期で繰り返し実行される。

図８に示す制御ルーチンでは、まず、第一制御装置１２は、第一情報取得装置１４から運転環境情報１３０を取得する（ステップＳ２００）。運転環境情報１３０は、第一記憶装置１２４に格納される。

次に、第一制御装置１２は、運転環境情報１３０に含まれる車両位置情報、及び第一記憶装置１２４に記憶されている介入抑制エリア情報に基づいて、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。その結果、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入しない場合、本ルーチンは終了される。

一方、車両Ｍ１が介入抑制エリアに進入する場合、第一制御装置１２は、交差点の信号機が青信号であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここでは、第一制御装置１２は、運転環境情報１３０に含まれる交通環境情報から、信号機の表示状態を判定する。その結果、信号機が青信号表示ではない場合或いは信号機がない場合、本ルーチンは終了される。一方、信号機が青信号表示である場合、第一制御装置１２は、抑制指示を第一入出力インターフェース１２６を介して第二ユニット２０に出力する（ステップＳ２０６）。

このように、本実施の形態の車両制御システムによれば、以上のような介入抑制判定処理を実行することにより、交通環境の変化を考慮した介入抑制判定処理が可能となる。

１０ 第一ユニット
１２ 第一制御装置
１４ 第一情報取得装置
２０ 第二ユニット
２２ 第二制御装置
２４ 第二情報取得装置
２６ 走行装置
３０ 運動制御機能部
４０ 予防安全機能部
１００ 車両制御システム
１２２ 第一プロセッサ
１２４ 第一記憶装置
１２６ 第一入出力インターフェース
１３０ 運転環境情報
１３２ 地図情報
１３４ 介入抑制エリア情報
１４０ 運転環境情報
１４１ 周辺状況センサ
１４２ 車両状態センサ
１４３ 車両位置センサ
１４４ 通信装置
２２２ 第二プロセッサ
２２４ 第二記憶装置
２２６ 第二入出力インターフェース
２４０ 運転環境情報
２４１ 周辺状況センサ
２４２ 車両状態センサ
３００ 制御装置
３０２ プロセッサ
３０４ 記憶装置
３１０ 情報取得装置
３２０ 走行装置

Claims (4)

1. 自動運転を実行可能な車両を制御する車両制御システムであって、
   前記車両制御システムは、
   車両の走行計画に基づいて前記自動運転のための目標トラジェクトリを生成する第一制御装置と、
   前記車両が前記目標トラジェクトリに追従するように前記車両の操舵、加速、及び減速を制御する車両走行制御を実行する第二制御装置と、を備え、
   前記自動運転の最中、前記第二制御装置は、
   前記車両走行制御の制御量である走行制御量を制御し、
   前記車両の周囲の運転環境を示す運転環境情報を取得し、
   前記運転環境情報に基づいて、前記車両と障害物との衝突を予防或いは回避するように前記走行制御量への介入を行う予防安全制御を実行するように構成され、
   前記第一制御装置は、
   前記予防安全制御による前記走行制御量への介入を抑制する地理的領域を示す介入抑制エリアの情報が記憶された記憶装置を含み、前記自動運転の最中、前記車両が前記介入抑制エリアを走行する場合、前記第一制御装置は、前記第二制御装置に対して前記予防安全制御に対する抑制指示を出力するように構成され、
   前記第二制御装置は、
   前記抑制指示を受けた場合、前記予防安全制御による前記走行制御量への介入を抑制するように構成され、
   前記車両は停留所へ停車する商用車両を含み、
   前記目標トラジェクトリは、前記停留所へ停車するトラジェクトリを含み、
   前記介入抑制エリアは、前記停留所の周囲の特定エリアを含むことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記予防安全制御において、前記第二制御装置は、
   前記抑制指示を受けた場合、前記予防安全制御の作動を禁止するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記予防安全制御において、前記第二制御装置は、
   前記抑制指示を受けた場合、前記抑制指示を受けていない場合に比べて前記予防安全制御の作動タイミングを遅くするように構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記目標トラジェクトリは、特定障害物によって形成される死角エリアに面するトラジェクトリを含み、
   前記介入抑制エリアは、前記死角エリアの周囲の特定エリアを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御システム。

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