JP7573172B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、自動車線維持システムの作動中における緊急回避機能およびリスク最小化機能に関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の走行制御システムの実用化や国際規格化が進められている。例えば、既に実用化されている車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）や車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）、それらを組み合わせた「車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）」などの走行制御システムの実用化が進められている。このうち、６０ｋｍ／ｈ以下の速度域かつ対向車線との間に物理的な分離帯のある自動車専用道路等の特定条件下での単一車線内自動走行に関する「自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）」のレギュレーションが国連によって策定されている。

このような走行制御システムは、システムに障害が発生した場合や車両の走行条件がシステム限界を逸脱した場合には、運転者に操作引継要求が通知され、運転者による手動運転に移行するが、運転者の居眠りや注意散漫、疾病等により、運転者への操作引継がなされない場合は、緊急退避などのリスク最小化制御（ミニマルリスクマニューバ、ＭＲＭ：Minimal Risk Maneuver）に移行する。また、他車両との衝突が予測された場合は緊急ブレーキ（ＡＥＢ）などの緊急回避制御（ＥＭ：Emergency Maneuver）が発動するようになっている。

例えば、特許文献１には、自動運転に用いる周辺監視センサの不具合， 精度低下などによる非計画的な運転交代を行う場合に、運転者に運転交代を要求して一定時間経過後に運転交代を行う要求後交代機能と、運転交代を要求せずに直ちに車両の停車を開始させる自動停車機能を、ドライバステータスモニタに検知される運転者の状態に応じて選択的に実行する走行支援装置が開示されている。

特開２０１８－１８０５９４号公報

しかしながら、リスク最小化制御や緊急回避制御の発動中も、運転者の手動操作によりオーバーライド可能であるであるため、即時停車やそのための急減速に慌てた運転者の過度のオーバーライドにより、車両の挙動が不安定になったり、他車両や周囲構造物に急接近したりする虞がある。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、リスク最小化制御や緊急回避制御の発動中における過度のオーバーライドを抑制し、リスク最小化制御や緊急回避制御を円滑に実行できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車線と隣接車線および前記各車線上の他車および周囲環境を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
自車線に先行他車がいない場合は設定車速を維持し、先行他車がいる場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
隣接車線の所定領域に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記車線内自動走行機能または前記自動車線変更機能の作動中にシステム障害が発生した場合またはシステム障害発生時に運転者に操作引継されない場合に車両を路肩に退避させるかまたは車線内停止させることを含むリスク最小化制御を実行するＭＲＭ機能と、
前記目標経路への他車の侵入により該他車との衝突が予想される場合に、緊急ブレーキの作動を含む緊急回避制御を実行するＥＭ機能と、
前記自動車線内自動走行機能、前記自動車線変更機能、前記ＭＲＭ機能、または、前記ＥＭ機能の作動中に、運転者による所定閾値以上の操作介入があった場合に、作動中の機能を停止して運転者への権限移譲を行うオーバーライド機能と、
を有するものにおいて、
前記オーバーライド機能は、前記所定閾値として、前記自動車線内自動走行機能または前記自動車線変更機能の作動中には第１の閾値が設定され、前記ＭＲＭ機能の作動時には第２の閾値が設定され、前記ＥＭ機能の作動時には第３の閾値が設定されるように構成されており、前記第３の閾値は前記第２の閾値と同じかまたはそれよりも大きく、前記第２の閾値は前記第１の閾値よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る車両の走行制御装置は、上記のように、自動走行機能の作動状態に応じてオーバーライド閾値が設定されるので、緊急回避制御やリスク最小化制御の発動に慌てた運転者の過度の操作介入によって、通常時の閾値であれば車両の挙動が不安定になるような大きな操作量が与えられた場合でも、緊急回避制御またはリスク最小化制御が継続され、車両の挙動が不安定になったり、他車両や周囲構造物に急接近したりする事態を回避できる。

車両の走行制御システムを示す概略図である。 車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。 車両の走行制御システムを示すブロック図である。 走行制御システムにおける制御の状態遷移図である。 本発明実施形態の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、車間距離制御のためのＡＣＣコントローラ１４、車線維持制御のためのＬＫＡコントローラ１５、および、それらを統括して車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ）や単一車線内自動走行（ＡＬＫＳ）、および、自動車線変更（ＰＡＬＳ）を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群は、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３を含む。ＥＳＰ（登録商標；エレクトロニックスタビリティプログラム）はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。

外界センサ２１は、自車線および隣接車線を画定する道路上の区分線、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データなどの外界データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向所定範囲内の車両や障害物等の位置と距離、自車線および隣接車線の区分線位置を検知できるようにしている。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、および、ＥＰＳコントローラ３１に入力され、外界センサ２１からの入力とともに演算処理される。

自動運転コントローラ１０は、環境状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含み、以下に記載されるような機能を実施するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

環境状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１に取得される画像データや点群データなどの外界データに基づいて自車線および隣接車線の区分線位置、他車位置および速度を推定する。また、内界センサ２２に計測される内界データより自車の運動状態を取得する。さらに、ドライバステータスモニタ２５により運転者の状態を取得する。

経路生成部１２は、環境状態推定部１１で推定された自車位置から到達目標までの目標経路を生成する。また、環境状態推定部１１で推定された隣接車線の区分線位置、他車位置および速度、自車の運動状態に基づいて、車線変更における自車位置から到達目標地点までの目標経路を生成する。

車両制御部１３は、経路生成部１２で生成された目標経路に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、定速走行または車間距離維持・追従走行のための速度指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵反力が変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角－操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦方向および横方向の運動が制御される。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、車線内部分的自動走行システム（Partially Automated in-lane Driving System：ＰＡＤＳ）の概要を説明する。

車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）は、車間距離制御システム（ＡＣＣＳ：Adaptive Cruise Control System）と車線維持支援システム（ＬＫＡＳ：Lane Keeping Assistance System）を組み合わせたシステムであり、自動運転コントローラ１０とともに車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）を構成するＡＣＣコントローラ１４および車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行可能となる。

車線内部分的自動走行システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、単一車線内目標経路および目標車速を生成する。

自動運転コントローラ１０（車両制御部１３）は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートγと横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）および部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能（ＡＣＣＳ）は、外界センサ２１を構成する前方検知手段２１１としてのミリ波レーダ、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車がいない場合は、ＡＣＣセット速度（設定速度）を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度がＡＣＣセット速度以下の場合）には、先行車の速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離（設定車間距離）を維持しながら先行車に追従走行する。

ＬＫＡ機能（ＬＫＡＳ）は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づき、自動運転コントローラ１０の環境状態推定部１１で車線区分線と自車位置を検知し、車線中央を走行できるように、ＬＫＡコントローラ１５を介してＥＰＳコントローラ３１により操舵制御を行う。

すなわち、ＬＫＡコントローラ１５からの操舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速－操舵角－操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。

車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）は、以上述べたようなＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（操舵制御、車線維持走行制御）を組み合わせることにより実施される。

（システムの状態監視）
車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）の作動中において、環境状態推定部１１は、外界センサ２１を通じて取得される外界情報、内界センサ２２に取得される車両情報、ドライバステータスモニタ２５に取得される運転者の状態などに基づいて、車両の走行状態や周囲環境条件、運転者状態がシステムの運行設計領域（Operational Design Domain：ＯＤＤ）内に維持されているかを常時監視している。

環境状態推定部１１がシステム作動条件の逸脱と判定した場合や、システムの異常や障害を検出した場合など、自動走行を安定的に継続不可能と判定した場合は、運転者に操作引継要求（Transition Demand：ＴＤ）が通知される。

運転者が操作引継要求（ＴＤ）から所定時間（例えば１０秒）以内に運転操作を引継した場合は、車線内部分的自動走行から手動走行に移行する。運転者の操作引継は、ステアリングトルクセンサやステアリングホイールの把持センサにより検出される。一方、所定時間以内に運転操作引継が行われなかった場合は、ミニマルリスクマニューバ（Minimal Risk Maneuver：ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御が実行される。

（操作引継不履行時のリスク最小化制御）
ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）は、外的走行環境の変化やシステムに障害などが発生し、運転者に操作引継要求（ＴＤ）を通知したものの、運転者が操作引継できなかった場合に、自動的に最小リスク条件（minimal risk condition）に移行する機能を指し、具体的には、自動運転コントローラ１０による自動操舵により路肩への退避または車線内にて減速停止する制御（セーフストップ）を含む。

先述したように、外界センサ２１は複数のセンサで構成されており、自動運転コントローラ１０は、何れかのセンサや検知手段に異常が発生した場合には、他のセンサや検知手段によりミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）を実行できるように冗長設計がなされている。

（衝突予測時の緊急回避制御）
一方、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）の作動中に、何らかの理由により他車両との衝突が予測された場合は、エマージェンシーマニューバ（Emergency Maneuver：ＥＭ）が作動し、緊急回避制御が実行される。緊急回避制御（ＥＭ）は、衝突回避または衝突被害軽減のための自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）の作動を含む。

すなわち、環境状態推定部１１は、外界センサ２１に検知される先行車（または障害物）の情報（車間距離、相対速度）と、内界センサ２２に取得される自車の車速に基づいて衝突予測時間（ＴＴＣ）を常時算出しており、衝突予測時間が所定値以下の場合など、衝突可能性が高いと判定される場合にブレーキ４３のアクチュエータにブレーキ要求（油圧指令）を出し、自動ブレーキ（自動緊急ブレーキ）を実行する。

（部分的自動車線変更システムの概要）
次に、中央分離帯のある片側二車線以上の高速道路で車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）している状態からの車線変更を想定して、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の概要を説明する。

部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、システムの判断により、あるいは、運転者の指示または承認によって、システムが自動的に車線変更（レーンチェンジ）を行うものであり、自動運転コントローラ１０による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）と横方向制御（自動操舵による目標経路追従制御）を組み合わせることにより実施される。

部分的自動車線変更システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（自車線および隣接車線の車線区分線、自車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、現在走行中の車線から隣接車線に車線変更するための目標経路を常時生成している。

この自動車線変更目標経路は、現在走行中の車線から車線変更して隣接車線中央を走行する状態に至る経路であり、隣接車線を走行する他車両については、それぞれの未来位置および速度の予測がなされ、自車速度に応じて設定される隣接車線の前方所定領域、後方所定領域、および、側方所定領域内に、他車両が存在しないと判断され状況下で、システムの判断により自動操舵による自動車線変更を実行する。

自動車線変更中も、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報により、自車周囲の監視が継続されており、前方所定領域、後方所定領域、または、側方所定領域への他車の侵入（割込み）が確認された場合、自動運転コントローラ１０は、車線変更中の自車位置に基づき、車線変更継続または中止の判定を行う。

車線変更を継続不可能と判定され、車線変更を中止する場合、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、車線変更開始前に走行していた車線（元車線）の中心線に追従目標を変更して目標経路・車速を再生成し、車両制御部１３は、再生成した目標経路に車両を追従させるべく、舵角指令をＥＰＳコントローラ３１に、速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与え、自動操舵により元車線に戻る（自動車線復帰機能）。

前方所定領域、後方所定領域、または、側方所定領域への他車の侵入（割込み）が確認された場合でも、自車両が殆ど隣接車線に移動しているような場合、例えば４つの車輪のうち、３つ以上が区分線を越えて隣接車線に入っている場合には、車線変更は中止せず、車線変更を継続する。

一方、車線変更の継続が困難と判断された場合には、運転者に操作引継要求（ＴＤ）を通知し、自動車線変更を中止して運転者に権限委譲する。運転者が引継した場合は手動運転に移行するが、運転車が引継できなかった場合には、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、中央分離帯のある高速道路で車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）している状態を想定して、自動車線維持システム（Automatically Lane Keeping System：ＡＬＫＳ）の概要を説明する。

自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）は、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）と同様に車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）と車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を組み合わせたシステムであり、自動運転コントローラ１０とともに車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）を構成するＡＣＣコントローラ１４および車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行されるが、６０ｋｍ／ｈ以下の速度域でのみ実行可能となる。

自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、自動車線変更機能は停止され、単一車線を維持して自動走行が実行される。また、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）は、上記に加えて、運転者が引継要求に応じて運転を引継可能であることがドライバステータスモニタ２５に確認されている場合に実行可能であり、運転者が運転席に着座してシートベルトが装着されていれば、運転状況を注視することは要求されない。

高速道路では最低速度が５０ｋｍ／ｈに規定されているため、実質的に車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）により先行車に追従走行している状態で高速道路が渋滞して車両速度が５０ｋｍ／ｈ以下になるか、渋滞により５０ｋｍ／ｈ以下で走行している先行車に追い付いた場合などに、車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）から自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）に移行する。

図４は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）における制御の状態遷移を示している。自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中においても、環境状態推定部１１は、車両の走行状態や周囲環境条件、運転者状態を常時監視しており、システム起動条件が不成立と判定した場合、または、システムの障害（後述する重大な故障を除く）を検出した場合は、システムから運転者に操作引継要求（ＴＤ）が通知され、運転者が所定時間（例えば１０秒）以内に運転操作を引継した場合は、自動車線維持走行から手動走行に移行する。

一方、所定時間以内に運転操作引継が行われなかった場合は、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御が実行される。なお、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中に、環境状態推定部１１がシステムに重大な故障（事故や火災等の原因となるエンジン油圧低下、エンジン水温上昇、ブレーキシステム異常など）発生と判定した場合は、操作引継要求（ＴＤ）は行わず、直ちにミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御が実行される。

また、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中に、他車両の割り込みなど、何らかの理由により衝突が予測された場合は、エマージェンシーマニューバ（ＥＭ）が作動し、緊急回避制御として自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）が実行される。

（オーバーライド機能）
以上述べたような自動運転システムは、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中や、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）、エマージェンシーマニューバ（ＥＭ）の作動中において、運転者の操作介入によるオーバーライドが可能になっている。

すなわち、縦方向制御システム（ＡＣＣＳ）は、運転者のアクセルペダル操作によるエンジントルク要求、または、ブレーキペダル操作による減速度要求が、それぞれのオーバーライド閾値以上の場合にオーバーライドされる。これらのオーバーライド閾値は、運転者が意図をもって加減速操作を行ったと判断されるアクセル操作量（エンジントルク指令値）またはブレーキ操作量（ＥＳＰ油圧指令値）に設定され、かつ、何れも車両の加減速特性および走行状態に応じて設定される。

また、横方向制御システム（ＬＫＡＳ）は、運転者の手動操舵３４による操舵トルクがオーバーライド閾値以上の場合にオーバーライドされる。この操舵介入によるオーバーライド閾値は、車両の操舵特性、走行状態に応じて設定される。

加減速操作介入によるオーバーライド（操作オーバーライド）、または、操舵介入によるオーバーライド（操舵オーバーライド）が実行された場合、上述した各自動運転機能は停止され、運転者の手動運転に移行する。

ところで、上述したように、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、運転者は運転状況を注視することは要求されず、基本的な運転タスクから解放されているため、このような状況で、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）やエマージェンシーマニューバ（ＥＭ）が作動した場合、緊急退避や急減速に慌てた運転者の過度のオーバーライドにより、車両の挙動が不安定になったり、他車両や周囲構造物に急接近したりする虞がある。

（自動車線維持システムにおける過操作防止機能）
そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中にリスク最小化制御（ＭＲＭ）や緊急回避制御（ＥＭ）に移行した場合に、操作オーバーライド閾値および操舵オーバーライド閾値を、通常時よりも大きな値に変更する過操作防止機能を備えている。

リスク最小化制御（ＭＲＭ）や緊急回避制御（ＥＭ）への移行時に操作オーバーライド閾値および操舵オーバーライド閾値を大きくすることにより、各制御の発動に慌てた運転者の過度のアクセル／ブレーキ操作介入または操舵介入によって、閾値変更前であれば車両の挙動が不安定になるような大きな操作量が与えられた場合でも、自動運転コントローラ１０によるリスク最小化制御（ＭＲＭ）や緊急回避制御（ＥＭ）が継続され、車両の挙動が不安定になったり、他車両や周囲構造物に急接近したりする事態を回避できる。

１．操作オーバーライド閾値
以下、先ず、操作オーバーライド閾値の変更による過操作防止機能について述べる。操舵オーバーライド閾値の変更による過操舵防止機能については後述する。

（通常時のアクセルオーバーライド閾値）
先行車追従走行を維持するためのエンジントルク指令値よりも運転者のアクセル踏込によるエンジントルク指令値が大きい場合、アクセルオーバーライドとなり、運転者のアクセル操作が優先される。閾値は車速・ギア段に応じて設定されたエンジントルクマップにより求められるエンジントルク指令値をアクセルオーバーライド閾値Ｔｄとする。

（通常時のブレーキオーバーライド閾値）
先行車追従速度に対して減速となるＥＳＰ油圧指令が運転者のブレーキ踏込によって与えられた場合、ブレーキオーバーライドとなり、運転者のブレーキ操作が優先される。先行車追従速度に対して、例えば速度２ｋｍ／ｈ相当の減速となるＥＳＰ油圧指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．２ｍ／ｓ^２相当の減速度となるＥＳＰ油圧指令値をブレーキオーバーライド閾値Ｐｄとする。

（ＭＲＭ作動時およびＥＭ作動時のアクセルオーバーライド閾値）
通常時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｄより大きな値、好適には、通常時のアクセルオーバーライド閾値の１２０％～２５０％、さらに好適には１５０％～２２０％の範囲から選定されるエンジントルク指令値がＭＲＭ作動時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｍとして設定され、ＥＭ作動時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｅは、ＭＲＭ作動時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｍよりもさらに大きい値が設定される。

（ＭＲＭ作動時およびＥＭ作動時のブレーキオーバーライド閾値）
通常時のブレーキオーバーライド閾値より大きな値、好適には、通常時のブレーキオーバーライド閾値の１２０％～２５０％、さらに好適には１５０％～２２０％の範囲から選定されるＥＳＰ油圧指令値がＭＲＭ作動時のブレーキオーバーライド閾値Ｐｍとして設定され、ＥＭ作動時のブレーキオーバーライド閾値Ｐｅは、ＭＲＭ作動時のブレーキオーバーライド閾値Ｐｍよりもさらに大きい値が設定される。

２．操舵オーバーライド閾値
次に、操舵オーバーライド閾値の変更による過操舵防止機能について述べる。

（通常時の操舵オーバーライド閾値）
通常時の順操舵オーバーライド閾値は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙ′ｔがｙｔ＋α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角に相当する操舵トルク（車速－操舵角－操舵トルクマップから算出した操舵トルク）が操舵オーバーライド閾値Ｓｄとして設定される。

逆操舵の場合は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙｔがｙｔ十α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角を操舵トルクに換算した値（操舵トルク目標値）に対して、操舵トルクを減少させる方向に印加される、微小でないと判断（操舵角、操舵角速度などで判断）できる値が操舵オーバーライド閾値Ｓｄとして設定される。

（ＭＲＭ作動時およびＥＭ作動時の操舵オーバーライド閾値）
順操舵オーバーライド閾値は、通常時の仮想横変位ｙｔに対して、仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ十β、但しβ＞α）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が設定され、ＥＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｅは、ＭＲＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｍよりもさらに大きい値が設定される。

逆操舵オーバーライド閾値は、通常時の仮想横変位ｙｔに対して、仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ－γ、但しγは操舵トルクＸ′Ｎｍに相当する横変位より大きい）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が設定され、ＥＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｅは、ＭＲＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｍよりもさらに大きい値が設定される。

（自動車線維持システム作動中における制御フロー）
次に、自動車線維持システム作動中における制御フロー（図５）について説明する。

（１）自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）作動
車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）により先行車に追従走行している状態で車両速度が６０ｋｍ／ｈ以下になり起動条件が成立した場合に自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）に移行する（ステップ１００）。

（２）衝突判定
自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中も常時衝突判定が実行されており（ステップ１０１）、他車両の急な割り込みなどにより、衝突可能性ありと判定された場合は、衝突判定フラグが立てられ（ステップ１１１）、緊急回避制御（ＥＭ）に移行する（ステップ１１０）。

（３）緊急回避制御
緊急回避制御（ＥＭ）に移行すると、衝突判定フラグ（ステップ１１１）と同時に緊急回避制御として自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）が作動し（ステップ１１２）、同時に、操舵オーバーライド閾値および操作オーバーライド閾値として、ＥＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｅ、アクセルオーバーライド閾値Ｔｅ、ブレーキオーバーライド閾値Ｐｅ（Ｓｅ＞Ｓｄ、Ｔｅ＞Ｔｄ、Ｐｅ＞Ｐｄ）が設定される（ステップ１１３）。

（４）ＥＭ作動中のオーバーライド有無判定
緊急回避制御（自動緊急ブレーキ）の作動中もオーバーライド有無判定は継続されており（ステップ１１４）、操舵オーバーライド閾値Ｓｅ以上の操舵介入、アクセルオーバーライド閾値Ｔｅ以上のアクセル操作介入、または、ブレーキオーバーライド閾値Ｐｅ以上のブレーキ操作介入が検出された場合には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）が停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。

（５）緊急回避制御完了判定
車両状態および周囲環境に基づいて緊急回避制御（ＥＭ）が完了したか否かが判定される（ステップ１１５）。すなわち、（緊急停止または周囲環境の変化により）差し迫った衝突のおそれがなくなった場合、又は運転者によりシステムが非作動状態になった場合に緊急回避制御完了と判定し、操舵オーバーライド閾値および操作オーバーライド閾値を通常時の閾値（Ｓｄ，Ｔｄ，Ｐｄ）にリセットして、ハザードランプを点滅する（ステップ１４０）。

（６）重大な故障判定
一方、衝突判定ステップ１０１で、衝突可能性なしと判定された場合は、車両の自己診断機能により、重大な故障が発生しているか否かが判定され（ステップ１０２）、重大な故障発生と判定された場合は、重大故障フラグが立てられ（ステップ１３１）、リスク最小化制御（ＭＲＭ）（１３０）に移行する。重大な故障なしと判定された場合は、システム起動条件不成立または故障の有無が判定される（ステップ１０３）。

（７）システム起動条件不成立または故障判定
環境状態推定部１１により車両の走行状態や周囲環境条件がシステムの運行設計領域（ＯＤＤ）内に維持されているか、ドライバステータスモニタ２５により運転者が運転を引継可能な状態にあるか否か、車両の自己診断機能によりその他の故障が発生しているか否かが判定され、ＯＤＤ逸脱、運転者異常（居眠り、体調不良など）、その他の故障や異常が検出された場合は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の停止予告と操作引継要求（ＴＤ）が通知され（ステップ１２０）、所定時間（例えば１０秒）のカウントが開始される（ステップ１２１）。
（８）運転引継判定
ステップ１２２で、所定時間（例えば１０秒）内に、操舵トルクの検出などにより運転操作引継が確認された場合には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）が停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。一方、所定時間内に運転操作引継が確認されなかった場合は、リスク最小化制御（ＭＲＭ）（１３０）に移行する。

（９）リスク最小化制御
リスク最小化制御（ＭＲＭ）に移行すると、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する（ステップ１３２）。同時に、操舵オーバーライド閾値および操作オーバーライド閾値として、ＭＲＭ作動時の操舵オーバーライド閾値Ｓｍ、アクセルオーバーライド閾値Ｔｍ、ブレーキオーバーライド閾値Ｐｍ（Ｓｍ＞Ｓｄ、Ｔｍ＞Ｔｄ、Ｐｍ＞Ｐｄ）が設定される（ステップ１１３）。

ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）の作動時には、ハザードランプを点滅し、自動運転コントローラ１０により、走行中の車線を維持しつつ所定の減速度で減速停止する制御を実行する。

（１０）ＭＲＭ作動中のオーバーライド有無判定
リスク最小化制御（ＭＲＭ）の作動中もオーバーライド有無判定は継続されており（ステップ１３４）、操舵オーバーライド閾値Ｓｍ以上の操舵介入、アクセルオーバーライド閾値Ｔｍ以上のアクセル操作介入、または、ブレーキオーバーライド閾値Ｐｍ以上のブレーキ操作介入が検出された場合（あるいは運転者のスイッチ操作によりシステムが停止された場合）には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）を停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。

（１１）リスク最小化制御完了判定
車両状態に基づいてリスク最小化制御（ＭＲＭ）が完了したか否かが判定される（ステップ１３５）。すなわち、システムが非作動状態となるか、又はシステムが車両を停止させた場合にリスク最小化制御完了と判定し、操舵オーバーライド閾値および操作オーバーライド閾値を通常時の閾値（Ｓｄ，Ｔｄ，Ｐｄ）にリセットして、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）を停止する（ステップ１４０）。ハザードランプは、手動操作で消灯されない限り、点滅状態に維持される。

（作用と効果）
以上詳述したように、本発明に係る車両の走行制御装置は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動状態に応じて、操舵オーバーライド閾値およびアクセル／ブレーキ操作オーバーライド閾値が設定されるので、緊急回避制御（ＥＭ）またはリスク最小化制御（ＭＲＭ）の発動に慌てた運転者の過度の操舵介入またはアクセル／ブレーキ操作介入によって、通常時の閾値であれば車両の挙動が不安定になるような大きな操作量が与えられた場合でも、自動運転コントローラ１０により緊急回避制御（ＥＭ）またはリスク最小化制御（ＭＲＭ）が継続され、車両の挙動が不安定になったり、他車両や周囲構造物に急接近したりする事態を回避できる。

また、制御の緊急度に応じて操舵オーバーライド閾値（Ｓｄ＜Ｓｍ＜Ｓｅ）およびアクセル／ブレーキ操作オーバーライド閾値（Ｔｄ＜Ｔｍ＜Ｔｅ、Ｐｄ＜Ｐｍ＜Ｐｅ）が設定されるので、必要に応じた操作介入の機会を失うこともない。

（その他の実施例）
なお、上記実施形態では、主として自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中における制御の状態遷移について述べたが、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）や部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中において、緊急回避制御（ＥＭ）やリスク最小化制御（ＭＲＭ）が発動した場合にも同様に操舵オーバーライド閾値およびアクセル／ブレーキ操作オーバーライド閾値が設定され、過操作防止制御が実行される。

また、上記実施形態では、緊急回避制御（ＥＭ）の発動時に設定されるオーバーライド閾値がリスク最小化制御（ＭＲＭ）の発動時に設定されるオーバーライド閾値よりも大きい（Ｓｍ＜Ｓｅ、Ｔｍ＜Ｔｅ、Ｐｍ＜Ｐｅ）場合について述べたが、同じ値に設定してもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１０ 自動運転コントローラ
１１ 環境状態推定部
１２ 経路生成部
１３ 車両制御部
１４ ＡＣＣコントローラ
１５ ＬＫＡコントローラ
２１ 外界センサ
２２ 内界センサ
３１ ＥＰＳコントローラ
３２ エンジンコントローラ
３３ ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
３４ 手動操舵（ハンドル）

Claims (1)

1. 自車線と隣接車線および前記各車線上の他車および周囲環境を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
   前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
   前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
   を備えた車両の走行制御装置であって、
   自車線に先行他車がいない場合は設定車速を維持し、先行他車がいる場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
   隣接車線の所定領域に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
   前記車線内自動走行機能または前記自動車線変更機能の作動中にシステム障害が発生した場合またはシステム障害発生時に運転者に操作引継されない場合に車両を路肩に退避させるかまたは車線内停止させることを含むリスク最小化制御を実行するＭＲＭ機能と、
   前記目標経路への他車の侵入により該他車との衝突が予想される場合に、緊急ブレーキの作動を含む緊急回避制御を実行するＥＭ機能と、
   前記自動車線内自動走行機能、前記自動車線変更機能、前記ＭＲＭ機能、または、前記ＥＭ機能の作動中に、運転者による所定閾値以上の操作介入があった場合に、作動中の機能を停止して運転者への権限移譲を行うオーバーライド機能と、
   を有するものにおいて、
   前記オーバーライド機能は、前記所定閾値として、前記自動車線内自動走行機能または前記自動車線変更機能の作動中には第１の閾値が設定され、前記ＭＲＭ機能の作動時には第２の閾値が設定され、前記ＥＭ機能の作動時には第３の閾値が設定されるように構成されており、前記第３の閾値は前記第２の閾値と同じかまたはそれよりも大きく、前記第２の閾値は前記第１の閾値よりも大きいことを特徴とする車両の走行制御装置。