JPWO2019106788A1 - 車両制御装置、車両、及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

車両の自動運転の制御を行う車両制御装置は、車両の周囲の状況に関する情報を取得する機能と、その情報に基づいて、その車両の前方を走行する先行車両にその車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な機能と、を有し、追従制御を実行中に、先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測し、その横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、車両の自動運転のレベルを下げることと車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、車両の横方向での追従制御を維持する。

Description

本発明は、自動運転車の制御のための車両制御装置及び方法に関するものであり、具体的には、先行車両への追従制御技術に関する。

車両の自動運転は、車両の周囲の環境を認知し、その認知結果に基づいて車両の進む軌道を決定し、その軌道へ車両を実際に進行させる操舵制御によって実現される。例えば、車両は、先行車両に追従して、その先行車が走行している軌道に沿って走行するような制御を実行することができる。

先行車両に追従する制御では、先行車両が横方向（車両の進行方向に対して交差する左右方向や車幅方向）に移動する場合に、その移動に伴って横方向に移動することとなる。すなわち、例えば先行車両が対向車線側へ移動する場合、車両が、その先行車両に追従して対向車線側へ移動してしまいうる。これに対して、特許文献１には、先行車両が車線境界線を超えて移動する場合には、追従制御を終了する手法が記載されている。

特開２０１６−１６２１９６号公報

先行車両は、車線変更の場合のみならず、例えば障害物を回避する動作を取る場合がありうる。特許文献１に記載の技術では、このような場合であっても追従制御が終了してしまい、場合によっては先行車両が横方向の位置を戻したことに応じて再度追従制御が開始され、車両の使用者（乗員）に違和感を与えてしまいうる。

本発明は、先行車両に追従する制御を行う自動運転車両において、車両の使用者が受ける違和感を軽減することを目的とする。

本発明によれば、車両の自動運転の制御を行う車両制御装置であって、
前記車両の周囲の状況に関する情報を取得する取得手段と、
前記情報に基づいて、前記車両の前方を走行する先行車両に前記車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記追従制御を実行中に、前記先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測し、
前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、横方向での前記追従制御を維持する、
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。

本発明によれば、先行車両に追従する制御を行う自動運転車両において、車両の使用者が受ける違和感を軽減することができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 実施形態に係る追従制御の概要を示す図である。 車両制御装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。 車両制御装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、車両１を制御するための、本実施形態に係る車両制御装置のブロック図を示す。なお、車両制御装置が車両１の内部に備えられているものとして説明を行うが、車両制御装置は、車両１の外部に存在してもよく、車両１との間で通信を行うことによって車両１を制御するようにしてもよい。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。なお、車両１は、二輪車等の四輪以外の車両であってもよい。

図１の車両制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

検知ユニット４２は、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ（ＬＩＤＡＲ：ライダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。

入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

（処理の流れ）
本実施形態の車両制御装置は、ＥＣＵ２０において、カメラ４１とライダ４２とレーダ４３との少なくともいずれかによって得られた周囲の環境の情報に基づいて、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。本実施形態では、車両１は、同じ車線を走行する先行車両に追従して走行する。すなわち、車両１は、先行車両が走行した軌跡に沿って走行するように、加減速及び操舵制御を実行する。そして、車両１は、このような追従制御が行われている間に、先行車両が所定の範囲を越えて横方向（車両の進行方向に対して交差する左右方向や車幅方向）に移動した場合またはそれが予測される場合に、運転者に対して、例えば周辺監視タスクやハンドル把持タスク等の所定のタスクを実行することを要求する。なお、車両１は、このような所定のタスクの実行要求に代えて、自動運転のレベルを下げてもよい。ただし、この場合、先行車両への追従制御を終了することを決定するまでは、少なくとも横方向での追従制御を継続する。これは、先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動が検出または予測される場合は、追従制御が終了する状態へと移行することが想定されるため、事前に運転者に対して一定の行動をとらせるために行われる。これによれば、仮に先行車両がそのまま横移動を継続して車線変更等を行ったとしても、運転者が周辺監視タスクやハンドル把持タスクを実行している状態になっているため、追従制御を終了して運転者にスムーズに制御を移管することができる。また、一方で、先行車両が例えば障害物を回避するために横移動をしていた場合などでは、先行車両は最終的に走行車線に戻ってくることが想定される。この場合、先行車両への追従制御を継続しているため、車両１において、先行車両に追従した横方向制御が実行される。これによれば、運転者が所定のタスクを実行し又は自動運転のレベルは下がっているものの、車両１は自動で運転されるため、運転者には、十分に小さい運転負担のみが課されることとなり、全体としての運転者の運転負担を抑えることが可能となる。また、例えば、追従制御によっては避けられない障害物等が存在する場合であっても、運転者が周辺監視やハンドル把持を行っているため、その障害物を運転者が認識して回避することが可能となる。なお、所定の範囲は、車線境界線によって区画される車線領域であってもよいし、車線境界線から３０ｃｍ等の所定距離だけ離れた境界を有する範囲であってもよい。また、所定の範囲は、車両通行帯のない道路において、道路の中心付近から所定距離の範囲や、走路境界（例えば走路の左端）から所定距離の範囲として定められてもよい。すなわち、所定の範囲は、車両１が走行する道路の種別に応じて定められてもよい。なお、ここでの走路境界は、植栽やガードレールなどによって定まりうる。

本処理の概要を図２Ａ〜図２Ｄに示す。本処理では、車両１は、追従制御のモードを少なくとも２つ用意しておき、これらのモードを切り替えながら先行車両２０１への追従運転を行う。ただし、これは一例であり、モードを事前に規定しておくことは必須ではなく、また、複数のモードに基づく制御が行われなくてもよい。ここで、車両１は、第１のモード（モードＡ）と、第１のモードより自動運転のレベルが高いか運転者に要求されるタスクが少ないかの少なくともいずれかである第２のモード（モードＢ）と、のいずれかに従って追従運転を行うものとする。なお、自動運転のレベルは、例えば、米国のＮＨＴＳＡ（National Highway Traffic Safety Administration）によって定義された自動運転のレベルである。ここでは、モードＡでは、周辺監視タスクやハンドル把持タスク等の所定のタスクの実行が運転者に要求され、その一方で、モードＢでは、このようなタスクの実行が要求されないものとする。

車両１は、例えばモードＢで走行中にのみ、後述の処理を実行するようにしてもよい。すなわち、車両１は、自動運転レベルが高く又は運転者に要求されるタスクが少ない状態においてのみ、状況に応じて、自動運転を継続しながらも、自動運転レベルが相対的に低く又は運転者に要求されるタスクが増えた状態へと遷移可能としてもよい。これによれば、例えば、自動運転レベルがもともと低い状態でこのような処理を実行することにより、自動運転と手動運転との間の切り替えが頻繁に発生することを防ぐことが可能となる。

図２Ａは、車両１が先行車両２０１に追従して自動運転を行っている状態を示している。このとき、車両１は、上述のモードＢで追従制御を実行しているものとする。この状態から、図２Ｂに示すように、先行車両２０１が、例えば車線境界線で規定される、所定の範囲を越えて移動したことを検知した場合、車両１は、追従制御のモードを、モードＢからモードＡに下げて、追従制御を継続する。なお、この場合、車両１は、所定の範囲内（例えば車線内）で追従制御を実行するようにしうる。このとき、例えば先行車両２０１が障害物を避けるために車線を跨ぐ運転をしているなど、所定の範囲内での追従運転ではこの障害物を避けきれないことが想定されうる。しかしながら、図２Ｂの状況に遷移した場合、運転者に周辺監視タスクやハンドル把持タスク等の所定のタスクの実行が要求されているため、運転者はそのような障害物を認知し、回避するための操作を実行することができる。また、運転者が追従運転で障害物を回避することができると判断した場合には、そのまま追従運転を継続させることができるため、運転者の運転負担を軽減することができる。

また、図２Ｂでは、先行車両２０１が、所定の範囲を越えて移動したことを検出した場合に、車両１の追従運転のモードをモードＢからモードＡに移行させる例を示したが、これに限られない。すなわち、先行車両２０１の所定の範囲を越える移動が予測される場合に、車両１の追従運転のモードをモードＢからモードＡに移行させてもよい。

先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動するか否かの予測は、例えば、先行車両２０１の横方向の移動量又は横方向の移動速度に基づいて行われる。一例において、先行車両２０１が所定値を超える量の横移動を行い、例えば隣接車線に接近する方向に偏って走行している場合には、先行車両２０１がその隣接車線へ移動することが想定されうる。このため、先行車両２０１の（例えば車線中心や所定時間前の走行位置からの）横移動量が所定値を超えた場合、先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動すると予測されうる。また、別の例において、先行車両２０１が例えば隣接車線方向へ急速に横方向移動した場合、先行車両２０１がその隣接車線へ移動することが想定されうる。このため、先行車両２０１の横移動速度が所定速度を超えた場合、先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動すると予測されうる。さらに、先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動するか否かの予測は、先行車両２０１の位置の、所定の領域の境界（例えば車線境界線）までの距離に基づいて行われてもよい。すなわち、例えば、先行車両２０１が車線境界線に接近している場合、先行車両２０１がその車線境界線を越えて移動することが想定されうる。このため、先行車両２０１の、所定の範囲の境界までの距離が所定距離以下となった場合、先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動すると予測されうる。

なお、上述の所定値、所定速度及び所定距離などの予測に用いられる閾値は、例えば、先行車両２０１が元々走行していた位置や、先行車両２０１の車幅や所定の範囲の広さ（例えば車線幅）に応じて、設定されうる。すなわち、全ての道に対して同じ所定値等が用いられなくてもよい。例えば、所定の範囲が車線境界線によって定まる場合、車線幅が広い場合の横移動量に関する第１の所定値は、車線幅が狭い場合の第２の所定値より大きい値となりうる。所定の範囲が狭い場合は小さい移動量であっても、その所定の範囲から脱しうる一方で、所定の範囲が広い場合は同じ移動量であっても、その所定の範囲から脱しないと想定されるからである。同様に、所定の範囲が広い場合の横移動速度の第１の所定速度が、所定の範囲が狭い場合の第２の所定速度よりも高い速度に設定されてもよい。また、所定の範囲が広い場合の先行車両２０１の所定の範囲の境界までの第１の所定距離は、所定の範囲が狭い場合の第２の所定距離よりも大きく設定されうる。すなわち、例えば車線幅が狭い場合に所定距離を大きく設定すると、先行車両２０１が少し横移動しただけで、所定の範囲の境界に接近していると判定されてしまうため、その所定距離を小さく設定した方がよい場合があるからである。一方、例えば車線幅が広い場合に所定距離を小さく設定すると、先行車両２０１が所定の範囲の境界に非常に接近しないかぎり、その所定の範囲を越えて移動すると予測されなくなってしまうため、その所定距離を大きく設定しうる。

また、例えば、先行車両２０１が車線の左側によって走行していた状態から右側へ移動した場合の横移動量の第１の所定値は、先行車両２０１が車線の中心線付近を走行していた状態から右側へ移動した場合の第２の所定値より大きく設定されうる。これは、先行車両２０１の横移動量が所定時間前の走行位置を基準として規定される場合に有効である。すなわち、先行車両２０１が車線の左側を走行していた状態から右側に移動する場合は、車線の中心線付近を走行していた状態から右側に移動した場合と比して、同程度の移動量だけ横移動した際に右側車線へと進行する確率が低いと考えられるからである。同様に、先行車両２０１が車線の左側によって走行していた状態から右側へ移動した場合の横移動速度の第１の所定速度が、先行車両２０１が車線の中心線付近を走行していた状態から右側へ移動した場合の第２の所定速度よりも高い速度に設定されてもよい。

また、例えば、先行車両２０１の車幅が広い場合と狭い場合とでは、先行車両２０１と所定の範囲の境界までの残距離が異なりうる。すなわち、先行車両２０１の車幅と所定の領域の広さとの関係により、先行車両２０１が移動可能な範囲の大きさが変動しうる。これに対して、残距離が大きい場合に、例えば横移動量の所定値を小さく設定してしまうと、所定の範囲を越えて移動する可能性が低いにも関わらず、そのような移動があると予測されてしまいうる。また、残距離が小さい場合に横移動量の所定値を大きく設定してしまうと、先行車両２０１が所定の範囲の境界に非常に接近するまで、場合によっては所定の範囲を越えるまで、所定の範囲を越えて移動すると予測されなくなってしまいうる。このため、車幅と所定の範囲の広さとに応じて、残距離が大きいほど横移動量の所定値が大きくなるように、設定が行われうる。また、同様に、この残距離が大きいほど横移動速度の所定速度が高くなるように、また、この残距離が大きいほど所定の範囲の境界までの所定距離が大きくなるように、設定が行われてもよい。

なお、例えば、先行車両２０１の方向指示器（winker又はblinker）が作動している場合に、上述の所定値、所定速度及び所定距離が変更されてもよい。先行車両２０１の方向指示器が作動している場合は、その方向指示器によって指示される方向への先行車両２０１の移動が高い確率で発生すると予測される。すなわち、方向指示器が作動している場合、横移動量が小さくても、横移動速度が低くても、また、所定の範囲の境界までの距離が広くても、所定の範囲を越える先行車両２０１の横移動が発生することが予測される。このため、方向指示器が作動している場合、横移動量の所定値を小さくすることと、横移動速度の所定速度を低くすることと、所定の範囲の境界までの所定距離を大きくすることと、の少なくともいずれかが行われうる。これによれば、先行車両が方向指示器を作動させている場合に、その先行車両が大きく横方向へと移動することを迅速に予見し、先行車両が存在しなくなることに備えて運転者に所定のタスクの実行を促すことができる。

また、先行車両２０１の方向指示器が作動している場合は、上述の各規準による先行車両２０１の移動が予測される前であっても、運転者に所定のタスクの実行を要求することと、自動運転のレベルを下げることとの少なくともいずれかが行われうる。すなわち、方向指示器が作動していることだけで、先行車両２０１が所定の範囲を越えて横移動すると判定されてもよい。これによれば、例えば、車両１は、図２Ａの状態において追従制御で自動運転を行っている間に、図２Ｃに示すように、先行車両２０１の方向指示器が作動した場合にモードをモードＢからモードＡに変更しうる。これによれば、先行車両が方向指示器を作動させている場合、その先行車両が大きく横方向へと移動することが予見できるため、その時点で先行車両が存在しなくなることに備えて運転者に所定のタスクの実行を促すことができる。

車両１は、図２Ｄに示すように、例えば先行車両２０１の全体が隣接車線に移動した場合など、先行車両としての要件を満たさなくなった場合に、追従制御を終了する。ただし、例えば、図３Ａのように先行車両２０１の先にさらなる先行車両（先先行車両２０２）が存在する場合は、その先先行車両２０２に追従するようにしてもよい。さらに、車両１は、先行車両２０１が所定の範囲を越えて移動したことの検出または予測をした場合であっても、先先行車両２０２が存在する場合は、所定のタスクの実行を要求することや自動運転のレベルを下げることなく、先先行車両２０２に追従してもよい。すなわち、図３Ｂに示すように、例えばモードＢで先行車両２０１に追従していた車両１は、先行車両２０１が大きく移動した場合に、モードＢでの動作を維持したまま、先先行車両２０２を追従対象に切り替えてもよい。

上述の処理の流れの一例を、図４に示す。本処理は、例えば、車両１が上述のモードＢでの追従運転を開始したことに応じて、車両制御装置によって実行されうる。なお、これは一例であり、車両制御装置は、例えば、車両１に追従運転を開始させたことに応じて、車両１のモードによらず、本処理を開始してもよい。

本処理では、まず、車両制御装置が、車両１の周囲の状況に関する情報を取得する（Ｓ４０１）。この場合、車両制御装置は、特に、前方を走行する追従制御における追従対象である先行車両の状態情報を取得する。ここでの状態情報は、例えば、先行車両の所定時間前の走行位置から又は車線中心からの横移動量、横移動速度、車幅、方向指示器の作動の有無等を含みうる。また、周囲の状況に関する情報は、例えば、車線の広さや、車線境界線の情報等を含みうる。また、他の一般的な追従運転に必要な情報も取得される。

そして、車両制御装置は、取得した情報に基づいて、先行車両が所定の範囲（例えば走行中の車線で規定される範囲）を越えて移動したことの検出またはそのような移動の予測がされるか否かを判定する（Ｓ４０２）。例えば、車両制御装置は、先行車両が車線境界線等の所定の領域の境界を跨いでいるか否かの判定や、上述のような横移動量、横移動速度、又は先行車両の所定の領域の境界までの距離と、対応する閾値との関係によって、境界を越える移動があるかの予測を行う。そして、車両制御装置は、先行車両の所定の範囲を越える移動を検出せず、予測もしていない場合（Ｓ４０２でＮＯ）、処理をＳ４０１に戻し、追従制御による自動運転を継続する。

一方、車両制御装置は、先行車両の所定の範囲を越える移動を検出し又は予測した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、追従制御を継続可能か否かを判定する（Ｓ４０３）。車両制御装置は、例えば、先行車両の全体が隣接車線に移動し、追従対象の条件を満たさなくなった場合に、追従制御を継続可能でないと判定しうる。車両制御装置は、追従制御を継続可能でない場合（Ｓ４０３でＮＯ）、追従制御を終了し（Ｓ４０８）、処理を終了する。なお、車両制御装置は、本処理によらず、運転者が手動運転を開始した場合に、追従制御及び本処理を終了しうる。車両制御装置は、追従制御を継続可能な場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、運転者に対する所定のタスクの実行を要求することと自動運転レベルを下げることとの少なくともいずれかを実行しながら（Ｓ４０４）、追従制御を継続する（Ｓ４０５）。なお、所定のタスクの実行要求は、例えば、音声出力装置９１による音声ガイダンスや、表示装置９２による視覚的情報表示等によって行われうる。また、所定のタスクは、上述のように、例えば周辺監視タスクやハンドル把持タスクを含みうる。なお、所定のタスクは、これらに限られず、例えば、自動運転から運転者による運転への切り替えがスムーズに進むような任意のタスクが所定のタスクに含まれてもよい。このように運転者へ所定のタスクの実行を要求することや自動運転のレベルを下げることにより、運転者が例えば周辺監視している状況で追従制御を継続することができる。

その後、運転制御装置は、先行車両の横位置が戻ったか否かを判定する（Ｓ４０６）。ここでは、例えば、所定の範囲を跨いでいた先行車両の全体が所定の範囲内に戻ったか否かや、上述の各規準と閾値との関係に基づいて先行車両が所定の範囲を越えて移動すると予測されない状態になったか否かが判定される。運転制御装置は、先行車両の横位置が戻っていないと判定した場合（Ｓ４０６でＮＯ）、処理をＳ４０３に戻す。一方、運転制御装置は、先行車両の横位置が戻ったと判定した場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、所定のタスクの実行要求を解除することと自動運転レベルを上げることとの少なくともいずれかを実行する（Ｓ４０７）。すなわち、Ｓ４０４によって実行要求された所定のタスクの取り下げと、下げた自動運転のレベルをもとに戻すこととの少なくともいずれかが行われる。Ｓ４０７の後には、処理はＳ４０１に戻る。

このように、例えば先行車両が障害物を避けるため等で一時的に横方向に移動した場合、車両１に追従制御を継続させながら、例えば周辺監視タスク等によって運転者に軽度のタスクを与えうる。これによれば、追従運転の継続によって運転者の負担を抑制しながら、運転制御を運転者に移管する場合に、そのような移管をスムーズに行わせることが可能となる。

なお、図５に示すように、車両制御装置は、先行車両の所定の範囲を越える移動を検出し又は予測した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）に、先先行車両が存在するか否かを判定しうる（Ｓ５０１）。この場合、車両制御装置は、例えば、先先行車両が存在する場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、追従対象を先行車両から先先行車両へと変更し（Ｓ５０２）、運転者に対する所定のタスクの実行要求や自動運転レベルの変更を行わないようにする。一方、車両制御装置は、先先行車両が存在しない場合（Ｓ５０１でＮＯ）は、処理をＳ４０３に移行しうる。これによれば、先行車両が所定の範囲から脱して横移動した場合又はそのような移動が行われることが予測される場合であっても、追従可能な先先行車両を検出できたことに応じて、その先先行車両に車両１を追従させることができる。また、このときに、運転者に対する所定のタスクの実行要求や自動運転レベルの変更を行わないことにより、運転者の運転負担を十分に低く抑えることができる。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の車両制御装置は、
車両の自動運転の制御を行う車両制御装置であって、
前記車両の周囲の状況に関する情報を取得する取得手段（例えば４１、４２、４３）と、
前記情報に基づいて、前記車両の前方を走行する先行車両に前記車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な制御手段（例えば２）と、
を有し、
前記制御手段は、
前記追従制御を実行中に、前記先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測し、
前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記車両の自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、前記車両の横方向での前記追従制御を維持する、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両が大きく横方向へ移動した場合に、所定のタスクの要求の発出や自動運転レベルを低下させて追従制御を継続することで、制御を運転者に戻すべき状況で、運転者が即座に制御を実行可能な状態を作り出すことができる。また、このときに、可能な限り長期間にわたって、車両を追従制御に従って走行させることができ、運転者の負担を少なくすることができる。さらに、先行車両がさらに大きく移動して、追従制御において先行車両として扱うべきでない状況となったことに応じて、スムーズかつ迅速に運転者に制御を戻すことが可能となる。

２．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、
第１のモードと、前記第１のモードより自動運転のレベルが高いか前記車両の運転者に要求されるタスクが少ないかの少なくともいずれかである第２のモードと、を切り替えながら前記追従制御を実行可能であり、
前記第２のモードで前記追従制御を実行中に、前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記追従制御のモードを前記第２のモードから前記第１のモードへ切り替える、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、自動運転のレベルが高い又は運転者に要求されるタスクが少ない動作モードで動作している際に上述の制御を実行するため、そのような制御によって運転者に制御を戻す制御が過剰に行われることを防ぐことができる。

３．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、前記追従制御を実行中に、前記横方向への移動の検出または予測がなされた場合、前記車両を、前記所定の範囲内で前記先行車両の横方向への移動に追従させる、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両に追従しながらも、所定の範囲内に移動可能領域を限定することにより、追従によって車線から逸脱する等の事象が生じることを防ぐことが可能となる。また、先行車両が例えば障害物を回避するために横方向へ移動した場合に、車両を追従制御に従って走行させることで、先行車両に追従させて障害物を回避させることが可能となる。

４．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、前記先行車両の横移動量または横移動速度と、前記所定の範囲の境界までの前記先行車両の距離との少なくともいずれかに基づいて、前記横方向への移動を予測する、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両の動きに基づいて、先行車両が所定の範囲から逸脱するほど大きく横方向に移動するかを判定することができる。また、例えば少ない移動量であっても、高速に横方向に移動する場合等に、先行車両が所定の範囲から逸脱することを推定することが可能となる。また、例えば、所定の範囲の境界までの距離が小さい先行車両は、小さく移動しただけで所定の範囲から脱しうるため、このような位置を走行している先行車両を、所定の範囲を越える横方向への移動を行う車両であると予測しておくこともできる。これによれば、所定の範囲の境界近辺を走行している車両が先行車両である場合に、運転者にその先行車両の動きに注意させながら、自動運転を継続することができる。なお、先行車両の横移動量や横移動速度や所定の範囲の境界までの距離を複合的に用いることにより、先行車両が所定の範囲を越えて横方向へ移動するかを高精度に予測することができる。

５．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、前記先行車両において方向指示器が作動していることが検出された場合、前記横方向への移動を予測する際に用いられる、前記横移動量の閾値を小さくすることと、前記横移動速度の閾値を低くすることと、前記距離の閾値を大きくすることとの少なくともいずれかを行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両が方向指示器を作動させながら所定の動きが検出された場合に、その先行車両が大きく横方向へと移動することを迅速に予見し、先行車両が存在しなくなることに備えて運転者に所定のタスクの実行を促すことができる。

６．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、前記先行車両において方向指示器が作動していることが検出された場合、前記横方向への移動の検出または予測がなされる前であっても前記自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両が方向指示器を作動させている場合、その先行車両が大きく横方向へと移動することが予見できるため、その時点で先行車両が存在しなくなることに備えて運転者に所定のタスクの実行を促すことができる。

７．上記実施形態の車両制御装置は、
前記所定のタスクは、運転者に対する周辺監視タスクとハンドル把持タスクとの少なくともいずれかを含む、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、運転者に周辺監視させながら、自動運転を継続し、必要に応じて制御を運転者に戻すことができる。また、運転者にハンドルを把持させながら、自動運転を継続し、必要に応じて運転者に操舵制御を移管することができる。また、これらのような負担の小さいタスクを課しながらも、自動運転（追従制御）を継続することが可能となる。

８．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御手段は、前記横方向への移動があった場合または当該横方向への移動が予測された場合に、前記先行車両の前方を走行する先先行車両が検出された場合、自動運転の前記レベルを下げず、かつ、前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求せずに、当該先先行車両に対する追従制御を実行する、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先先行車両が存在しており、その先先行車両に追従可能な場合には、その先先行車両を追従対象として追従制御を継続することにより、運転者の負担を低減することが可能となる。

９．上記実施形態の車両制御装置は、
前記所定の範囲は、車線境界線に基づいて定まる、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両が他車線方向へ移動する場合に、車両の運転者に所定のタスクを与え又は自動運転のレベルを下げることで、先行車両が車線変更等を行って追従制御が終了する場合に、運転者への車両制御の移管をスムーズに行うことができる。

１０．上記実施形態の車両は、
上述の車両制御装置を有することを特徴とする。

これによれば、車両内部で上述の処理を迅速に実行することにより、リアルタイムに適正な制御を実行することが可能となる。

１１．上記実施形態の方法は、
車両の自動運転の制御を行う車両制御装置によって実行される車両制御方法であって、
前記車両制御装置は、前記車両の周囲の状況に関する情報を取得する取得手段（例えば４１、４２、４３）と、前記情報に基づいて、前記車両の前方を走行する先行車両に前記車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な制御手段（例えば２）と、を有し、
前記車両制御方法は、
前記追従制御を実行中に、前記先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測することと（例えばＳ４０２）、
前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記車両の自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、前記車両の横方向での前記追従制御を維持することと（例えばＳ４０４、Ｓ４０６）、
を含む、ことを特徴とする。

この実施形態によれば、先行車両が大きく横方向へ移動した場合に、所定のタスクの要求の発出や自動運転レベルを低下させて追従制御を継続することで、制御を運転者に戻すべき状況で、運転者が即座に制御を実行可能な状態を作り出すことができる。また、このときに、可能な限り長期間にわたって、車両を追従制御に従って走行させることができ、運転者の負担を少なくすることができる。さらに、先行車両がさらに大きく移動して、追従制御において先行車両として扱うべきでない状況となったことに応じて、スムーズかつ迅速に運転者に制御を戻すことが可能となる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (11)

1. 車両の自動運転の制御を行う車両制御装置であって、
   前記車両の周囲の状況に関する情報を取得する取得手段と、
   前記情報に基づいて、前記車両の前方を走行する先行車両に前記車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記追従制御を実行中に、前記先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測し、
   前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記車両の自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、前記車両の横方向での前記追従制御を維持する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御手段は、
   第１のモードと、前記第１のモードより自動運転のレベルが高いか前記車両の運転者に要求されるタスクが少ないかの少なくともいずれかである第２のモードと、を切り替えながら前記追従制御を実行可能であり、
   前記第２のモードで前記追従制御を実行中に、前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記追従制御のモードを前記第２のモードから前記第１のモードへ切り替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御手段は、前記追従制御を実行中に、前記横方向への移動の検出または予測がなされた場合、前記車両を、前記所定の範囲内で前記先行車両の横方向への移動に追従させる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御手段は、前記先行車両の横移動量または横移動速度と、前記所定の範囲の境界までの前記先行車両の距離との少なくともいずれかに基づいて、前記横方向への移動を予測する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記制御手段は、前記先行車両において方向指示器が作動していることが検出された場合、前記横方向への移動を予測する際に用いられる、前記横移動量の閾値を小さくすることと、前記横移動速度の閾値を低くすることと、前記距離の閾値を大きくすることとの少なくともいずれかを行う、
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記制御手段は、前記先行車両において方向指示器が作動していることが検出された場合、前記横方向への移動の検出または予測がなされる前であっても前記自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行う、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記所定のタスクは、運転者に対する周辺監視タスクとハンドル把持タスクとの少なくともいずれかを含む、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記制御手段は、前記横方向への移動があった場合または当該横方向への移動が予測された場合に、前記先行車両の前方を走行する先先行車両が検出された場合、自動運転の前記レベルを下げず、かつ、前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求せずに、当該先先行車両に対する追従制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記所定の範囲は、車線境界線に基づいて定まる、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の車両制御装置を有することを特徴とする車両。
11. 車両の自動運転の制御を行う車両制御装置によって実行される車両制御方法であって、
    前記車両制御装置は、前記車両の周囲の状況に関する情報を取得する取得手段と、前記情報に基づいて、前記車両の前方を走行する先行車両に前記車両を追従させて自動運転させる追従制御を実行可能な制御手段と、を有し、
    前記車両制御方法は、
    前記追従制御を実行中に、前記先行車両が所定の範囲を越える横方向への移動を検出または予測することと、
    前記横方向への移動の検出または予測がなされたことに応じて、前記車両の自動運転のレベルを下げることと前記車両の運転者に所定のタスクの実行を要求することとの少なくともいずれかを行いながら、前記車両の横方向での前記追従制御を維持することと、
    を含む、ことを特徴とする制御方法。

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