JP6350631B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、運転者による車両の運転を支援する車両制御装置に関するものである。

従来、運転者による車両の運転支援として、先行車両の追い越し制御を中止するか否かを判断する車両の運転支援装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、追越車線を走行する後方の後続車両と自車両との車速差及び距離、先行する対象車両の車速等に応じて、追い越し制御を中止するか否かを判断している。

特開２０１６−９２００号公報

先行する対象車両の追い越し制御を中止しなかった場合には、追越車線で対象車両を追い越した後に、走行車線に戻ることにより対象車両の前方に割り込むことになる。その場合、追い越された対象車両の運転者に不安を感じさせないようにすることが望まれる。しかし、上記特許文献１に記載の装置では、この点について十分に検討されていない。

ここに開示された技術は、先行する対象車両を追い越す際に、追い越される対象車両の運転者に不安を感じさせないように車両を制御することを目的とする。

上述の課題を解決するために、ここに開示された技術の一態様は、
自車両の走行を制御する車両制御装置であって、
前記自車両が走行している走行車線に隣接する隣接車線を前記自車両と同一方向に走行している対象車両を検出し、かつ、前記対象車両と前記自車両との間の自車距離を検出する車両検出部と、
前記自車距離の変化に基づき、前記対象車両に対する前記自車両の相対速度を算出する演算部と、
前記対象車両として、前記自車両の前方において前記隣接車線を走行する第１対象車両と前記第１対象車両の後方において前記隣接車線を走行する第２対象車両とが検出されると、前記第１対象車両からの第１距離に対応して定められた上限の相対速度を表す第１曲線を前記第１対象車両の後方に仮想的に設定し、前記第２対象車両からの第２距離に対応して定められた下限の相対速度を表す第２曲線を前記第２対象車両の前方に仮想的に設定する曲線設定部と、
前記第１対象車両と前記自車両との間の第１自車距離に対応する前記第１曲線で決まる前記上限の相対速度以下の相対速度で前記自車両が走行可能であり、かつ、前記第２対象車両と前記自車両との間の第２自車距離に対応する前記第２曲線で決まる前記下限の相対速度以上の相対速度で前記自車両が走行可能である場合にのみ、前記第１対象車両と前記第２対象車両との間に向けて前記走行車線から前記隣接車線に前記自車両が移動することを許可する車両制御部と、
を備え、
前記車両制御部は、前記第１自車距離が短くなるにつれて、前記上限の相対速度を低く設定し、前記第２自車距離が長くなるにつれて、前記下限の相対速度を低く設定するものである。

この態様では、自車両の前方において隣接車線を走行する第１対象車両と第１対象車両の後方において隣接車線を走行する第２対象車両とが検出されると、第１対象車両からの第１距離に対応して定められた上限の相対速度を表す第１曲線が第１対象車両の後方に仮想的に設定される。また、第２対象車両からの第２距離に対応して定められた下限の相対速度を表す第２曲線が第２対象車両の前方に仮想的に設定される。

第１対象車両と自車両との間の第１自車距離に対応する第１曲線で決まる上限の相対速度以下の相対速度で自車両が走行可能であり、かつ、第２対象車両と自車両との間の第２自車距離に対応する第２曲線で決まる下限の相対速度以上の相対速度で自車両が走行可能である場合にのみ、第１対象車両と第２対象車両との間に向けて走行車線から隣接車線に自車両が移動することが許可される。

第１対象車両と自車両との間の第１自車距離に対応する第１曲線で決まる上限の相対速度以下の相対速度で自車両が走行すれば、自車両が第１対象車両に追突することを避けることができる。第２対象車両と自車両との間の第２自車距離に対応する第２曲線で決まる下限の相対速度以上の相対速度で自車両が走行すれば、追い越される第２対象車両の運転者に不安を感じさせないようにすることができる。したがって、この態様によれば、第１対象車両と第２対象車両との間に良好に割り込むことができる場合にのみ、走行車線から隣接車線への自車両の移動が許可されることとなる。

上記態様において、例えば、前記車両制御部は、前記第１対象車両の速度が、前記第２対象車両の速度より低いときは、前記第１対象車両と前記第２対象車両との間に向けて前記走行車線から前記隣接車線に前記自車両が移動することを禁止してもよい。

第１対象車両の速度が、第２対象車両の速度より低いときは、第１対象車両と第２対象車両との間の距離が徐々に短くなる。したがって、この態様によれば、第１対象車両と第２対象車両との間に向けて走行車線から隣接車線に自車両が移動することを禁止することによって、無理な割り込みを避けることができる。

この車両制御装置によれば、追い越される第２対象車両の運転者に不安を感じさせないように自車両を制御することができる。

本実施形態の車両制御装置を備える車両の構成を概略的に示すブロック図である。 図１の車両が備えるレーダ等の検出範囲を概略的に示す図である。 許容相対速度の計算式を説明するための図である。 車両の周囲に設定された許容相対速度曲線の一例を概略的に示す図である。 対象車両の前方に設定された許容相対速度の一例を概略的に示す、対象車両を上から見た平面図である。 対象車両の前方及び後方に設定された許容相対速度を概略的に示す、走行する対象車両を横方向から見た図である。 車両より前方を走行する対象車両と、その対象車両の後方を走行する対象車両との間への車両の割り込みの制御を説明する図である。 車両より前方を走行する対象車両と、その対象車両の後方を走行する対象車両との間への車両の割り込みの制御を説明する図である。 車両より前方を走行する対象車両と、その対象車両の後方を走行する対象車両との間への車両の割り込みの制御を説明する図である。 車両の許容相対速度曲線の設定動作の一例を概略的に示すフローチャートである。 車両の割込制御の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

図１は、本実施形態の車両制御装置を備える車両の構成を概略的に示すブロック図である。図２は、図１の車両が備えるレーダ等の検出範囲を概略的に示す図である。車両１０は、例えば４輪自動車である。車両１０は、図１に示されるように、前方レーダ１０１、右前側方レーダ１０２、左前側方レーダ１０３、右後側方レーダ１０４、左後側方レーダ１０５、カメラ１０６、車速センサ１０７、速度装置２０１、方向装置２０２、警報音発生器２０３、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３００を備える。

各レーダ１０１〜１０５は、例えばミリ波又はマイクロ波の電波を送信し、送信波が物体で反射された反射波を受信して、車両１０の周囲の物体を検出する。各レーダ１０１〜１０５は、ミリ波又はマイクロ波に限られず、車両１０の周囲の物体を検出可能な周波数帯を用いることができる。各レーダ１０１〜１０５は、それぞれ、反射波の受信データをＥＣＵ３００に出力する。

前方レーダ１０１は、送信波を車両１０の前方に向けて送信する。前方レーダ１０１は、車両１０（以下、「自車両ＣＳ」とも称される）の前方の検出範囲ＡＲ１（図２）に位置する対象物体、例えば車両１０と同じ方向に先行して走行する対象車両を検出する。

右前側方レーダ１０２は、送信波を車両１０の右前側方に向けて送信する。右前側方レーダ１０２は、車両１０（自車両ＣＳ）の右前側方の検出範囲ＡＲ２（図２）に位置する対象物体、例えば車両１０の走行車線の右側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に先行して走行する対象車両、車両１０の走行車線の右側に隣接する対向車線を車両１０と反対方向に走行する対向車両等を検出する。

左前側方レーダ１０３は、送信波を車両１０の左前側方に向けて送信する。左前側方レーダ１０３は、車両１０（自車両ＣＳ）の左前側方の検出範囲ＡＲ３（図２）に位置する対象物体、例えば車両１０の走行車線の左側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に先行して走行する対象車両、路肩に停止している対象車両、走行車線の左方を歩行する歩行者等を検出する。

右後側方レーダ１０４は、送信波を車両１０の右後側方に向けて送信する。右後側方レーダ１０４は、車両１０（自車両ＣＳ）の右後側方の検出範囲ＡＲ４（図２）に位置する対象物体、例えば車両１０の右側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に後続して走行する対象車両、車両１０の右側に隣接する隣接車線を反対方向に走行してすれ違った後の対象車両等を検出する。

左後側方レーダ１０５は、送信波を車両１０の左後側方に向けて送信する。左後側方レーダ１０５は、車両１０（自車両ＣＳ）の左後側方の検出範囲ＡＲ５（図２）に位置する対象物体、例えば車両１０の左側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に後続して走行する対象車両、路肩に停止している対象車両等を検出する。

前方レーダ１０１は、車両１０の例えば１００〜２００ｍ程度までの対象物体が検出可能に構成されている。右前側方レーダ１０２、左前側方レーダ１０３、右後側方レーダ１０４、左後側方レーダ１０５は、車両１０からの距離が例えば５０ｍ程度までの対象物体を検出可能に構成されている。

カメラ１０６は、例えば、車両１０の室内上部のルームミラーの近傍に、カメラ１０６の光軸が車両１０の前方を向くように取り付けられる。カメラ１０６は、例えば車両１０（自車両ＣＳ）の前方の扇形の撮像範囲ＡＲ６（図２）の画像を所定時間（例えば１／６０秒）毎に撮像する。カメラ１０６は、撮像した画像データを所定時間（例えば１／６０秒）毎にＥＣＵ３００に出力する。カメラ１０６から出力される画像データに基づき、例えばテンプレートマッチングによって、撮像範囲ＡＲ６（図２）に存在する車両、走行車線の近傍を歩行する歩行者、道路に描かれた車線の境界を表す境界線（例えば断続的に描かれた白線）などが検出される。

車速センサ１０７は、車両１０の走行速度を検出する。車速センサ１０７は、検出した車両１０の走行速度をＥＣＵ３００に出力する。

速度装置２０１は、燃料噴射装置、ブレーキ装置などを含み、車両１０を加速、減速、停止する。方向装置２０２は、ステアリング装置などを含み、車両１０の進行方向を操作する。本実施形態では、速度装置２０１、方向装置２０２は、車両１０の運転者によって操作され、又はＥＣＵ３００によって制御される。警報音発生器２０３は、例えば電子ブザーを含み、運転者への警報音を発生する。

ＥＣＵ３００は、車両１０の全体の動作を制御する。ＥＣＵ３００は、メモリ３１０、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３２０、その他の周辺回路を含む。メモリ３１０は、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、ハードディスク、又は他の記憶素子で構成される。メモリ３１０は、カメラ１０６から出力された画像データを一時的に保存するフレームメモリ、プログラムを保存するメモリ、データを一時的に保存するメモリ等を含む。なお、メモリ３１０は、カメラ１０６から出力された画像データを一時的に保存する領域、プログラムを保存する領域、データを一時的に保存する領域を備えた単一のメモリで構成されていてもよい。

ＣＰＵ３２０は、メモリ３１０に保存されているプログラムに従って動作することにより、物体検出部３２１、演算部３２２、曲線設定部３２３、車両制御部３２４、車線検出部３２５として機能する。

物体検出部３２１は、各レーダ１０１〜１０５から出力される反射波の受信データを用いて、対象物体（例えば車両）を検出し、車両１０と検出した対象物体との間の距離を検出する。具体的には例えば、物体検出部３２１は、前方レーダ１０１から出力される反射波の受信データを用いて、検出範囲ＡＲ１（図２）に位置する、例えば車両１０と同じ方向に走行する対象車両の有無を検出する。物体検出部３２１は、検出範囲ＡＲ１（図２）に対象車両が検出された場合に、前方レーダ１０１から出力される反射波の受信データを用いて、車両１０と対象車両との距離（自車距離）を検出する。

物体検出部３２１は、右前側方レーダ１０２から出力される反射波の受信データを用いて、検出範囲ＡＲ２（図２）に位置する、例えば車両１０の走行車線の右側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に走行する先行車両の有無を検出する。物体検出部３２１は、検出範囲ＡＲ２（図２）に先行車両が検出された場合に、右前側方レーダ１０２から出力される反射波の受信データを用いて、車両１０と先行車両との距離を検出する。

物体検出部３２１は、左前側方レーダ１０３から出力される反射波の受信データを用いて、検出範囲ＡＲ３（図２）に位置する、例えば車両１０の走行車線の左側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に走行する先行車両の有無を検出する。物体検出部３２１は、検出範囲ＡＲ３（図２）に先行車両が検出された場合に、左前側方レーダ１０２から出力される反射波の受信データを用いて、車両１０と先行車両との距離を検出する。

物体検出部３２１は、右後側方レーダ１０４から出力される反射波の受信データを用いて、検出範囲ＡＲ４（図２）に位置する、例えば車両１０の走行車線の左側に隣接する隣接車線を車両１０と同一方向に後続して走行する対象車両の有無を検出する。物体検出部３２１は、検出範囲ＡＲ４（図２）に対象車両が検出された場合に、右後側方レーダ１０４から出力される反射波の受信データを用いて、車両１０と対象車両との距離（自車距離）を検出する。

物体検出部３２１は、左後側方レーダ１０５から出力される反射波の受信データを用いて、検出範囲ＡＲ５（図２）に位置する、例えば車両１０の走行車線の左側に隣接する車線を車両１０と同一方向に後続して走行する対象車両の有無を検出する。物体検出部３２１は、検出範囲ＡＲ４（図２）に対象車両が検出された場合に、右後側方レーダ１０４から出力される反射波の受信データを用いて、車両１０と対象車両との距離（自車距離）を検出する。

車線検出部３２５は、カメラ１０６から出力される画像データに基づき、例えばテンプレートマッチングによって、道路に描かれた車線の境界を表す境界線（例えば断続的に描かれた白線）を検出する。

演算部３２２は、物体検出部３２１により所定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎に検出された車両１０と対象車両との距離の変化に基づき、対象車両に対する車両１０の相対速度を算出する。

曲線設定部３２３は、物体検出部３２１により検出された対象物体（例えば車両）の周囲に許容相対速度曲線を設定する。曲線設定部３２３によって対象物体の周囲に設定される許容相対速度曲線が、図３、図４を用いて説明される。

図３は、許容相対速度の計算式を説明するための図である。図４は、車両の周囲に設定された許容相対速度曲線の一例を概略的に示す図である。

図３には、自車両ＣＳと、物体検出部３２１によって検出された対象物体の一例としての対象車両ＣＴとが示されている。対象車両ＣＴは、自車両ＣＳと同じ方向に先行して走行している。横方向距離ＤＬは、対象車両ＣＴと自車両ＣＳとの間の横方向における距離である。対象車両ＣＴの周囲には、相対速度ゼロ領域ＰＺが設定されている。相対速度ゼロ領域ＰＺの設定距離ＤＰは、本実施形態では例えば、０．５ｍである。

許容相対速度は、自車両ＣＳが対象車両ＣＴの近くを走行する場合に、自車両ＣＳと対象車両ＣＴとの横方向距離ＤＬに応じて予め定められている、自車両ＣＳに許容される相対速度の上限値である。対象車両ＣＴが停止している場合には、許容相対速度は、自車両ＣＳに許容される自車両ＣＳの速度の上限値である。対象車両ＣＴの近くを走行する自車両ＣＳに許容される上限の相対速度Ｖｓｏｐは、設定距離ＤＰ及び横方向距離ＤＬを用いて、本実施形態では例えば、以下の式（１）で算出される。

Ｖｓｏｐ＝Ｋ（ＤＬ^２−ＤＰ^２） （１）
式（１）において、Ｋは、予め定められた係数である。係数Ｋは、実験的に定めてもよく、試行錯誤的に定めてもよい。式（１）から分かるように、横方向距離ＤＬが設定距離ＤＰに等しいときは、許容される上限の相対速度Ｖｓｏｐは０（ゼロ）である。すなわち、自車両ＣＳは、対象車両ＣＴから設定距離ＤＰの位置を走行（通過）することはできない。

図４のセクション（Ａ）は、対象車両ＣＴの周囲に設定された許容相対速度を概略的に示す、対象車両ＣＴを上から見た平面図である。図４のセクション（Ｂ）は、セクション（Ａ）のＡ断面における許容相対速度曲線を概略的に示す図である。

図４のセクション（Ａ）では、許容される上限の相対速度を分かり易く示すために、許容される上限の相対速度が、平面的に、かつ段階的に示されている。しかし、実際には、上記式（１）及び図４のセクション（Ｂ）に示されるように、許容される上限の相対速度ＶＳは、対象車両ＣＴからの横方向距離ＤＬの２次関数の曲線として設定されている。

すなわち、対象車両ＣＴに対して設定された、許容される上限の相対速度ＶＳは、対象車両ＣＴを中心とする相対速度ゼロ領域ＰＺに対応する平坦な頂上を有し、２次関数の斜面を有する３次元的な山の形状に形成されている。相対速度ゼロ領域ＰＺに対応する平坦な頂上において許容される上限の相対速度ＶＳは、０（ゼロ）である。許容される上限の相対速度ＶＳを表す山の等高線は、相対速度ＶＳが等速であることを表す。許容される上限の相対速度ＶＳを表す山の等高線が低くなるほど（つまり対象車両ＣＴから離れるほど）、許容される上限の相対速度ＶＳは、高くなる。

図４のセクション（Ａ）の楕円は、図４のセクション（Ｂ）の山の等高線を表す。具体的には、等高線ＣＬ１は、相対速度１０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ２は、相対速度２０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ３は、相対速度３０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ４は、相対速度４０［ｋｍ／ｈ］を表す。

図１に戻って、曲線設定部３２３は、２台の対象車両ＣＴ１，ＣＴ２が物体検出部３２１により検出されると、各対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方に設定されている許容相対速度曲線において、許容される上限の相対速度に代えて、許容される下限の相対速度を設定する。

具体的には、物体検出部３２１は、例えば前方レーダ１０１、左前側方レーダ１０３から出力される反射波の受信データに基づき、自車両ＣＳの前方において自車両ＣＳが走行する走行車線に隣接する隣接車線を自車両ＣＳに先行して走行する対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ１の後方を走行する対象車両ＣＴ２とを検出する。物体検出部３２１は、２台の対象車両ＣＴ１，ＣＴ２を検出したことを曲線設定部３２３に通知する。物体検出部３２１から２台の対象車両ＣＴ１，ＣＴ２を検出したことが通知されると、曲線設定部３２３は、各対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方に設定されている許容相対速度曲線において、許容される下限の相対速度を設定する。

曲線設定部３２３によって各対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方に設定される、許容される下限の相対速度が、図５、図６を用いて説明される。なお、図５、図６では、簡単のために、１台の対象車両ＣＴについて説明される。

図５は、対象車両ＣＴの前方に設定された許容相対速度の一例を概略的に示す、対象車両ＣＴを上から見た平面図である。図６は、対象車両ＣＴの前方及び後方に設定された許容相対速度を概略的に示す、走行する対象車両ＣＴを横方向から見た図である。

先行する対象車両ＣＴの前方に自車両ＣＳが割り込もうとする場合において、対象車両ＣＴと自車両ＣＳとの距離が短い場合には、対象車両ＣＴに対する自車両ＣＳの相対速度が高くないと、対象車両ＣＴの運転者に不安感を与えることになる。そこで、本実施形態では、曲線設定部３２３は、図５に示されるように、対象車両ＣＴと自車両ＣＳとの距離が短くなるほど、許容される対象車両ＣＴに対する自車両ＣＳの相対速度が高くなるような許容相対速度を、対象車両ＣＴの前方に設定する。

図６において、対象車両ＣＴの後方（図６中、対象車両ＣＴの左方）に設定されている許容相対速度ＶＳは、すなわち、図３、図４を用いて説明されたように、許容される上限の相対速度である。一方、図６において、対象車両ＣＴの前方（図６中、対象車両ＣＴの右方）に設定されている許容相対速度ＶＳは、許容される下限の相対速度である。

図６において、対象車両ＣＴの直前に設定されている割込禁止距離ＣＰ（本実施形態では、例えば２ｍ）では、割込みが禁止されている。この割込禁止距離ＣＰの範囲内で対象車両ＣＴの前方に割り込むと、対象車両ＣＴとの距離が近すぎるため、たとえ対象車両ＣＴに対する自車両ＣＳの相対速度が高くても、対象車両ＣＴの運転者に不安感を与えると考えられる。このため、割込禁止距離ＣＰの範囲内では、対象車両ＣＴに対する自車両ＣＳの相対速度に関係なく、対象車両ＣＴの前方への割り込みが禁止されている。

図１に戻って、車両制御部３２４は、運転者による車両１０の運転を支援する。具体的には、車両制御部３２４は、車両１０が走行する走行車線に隣接する隣接車線において、車両１０より前方を走行する対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ１の後方を走行する対象車両ＣＴ２との間への車両１０の割り込みを制御する。車両制御部３２４による、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との間への車両１０の割り込みの制御が、図７〜図９を用いて説明される。

図７〜図９は、それぞれ、車両１０より前方を走行する対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ１の後方を走行する対象車両ＣＴ２との間への車両１０の割り込みの制御を説明する図である。図７〜図９のセクション（Ａ）は、対象車両ＣＴ１，ＣＴ２に設定されている許容相対速度曲線を概略的に示す図である。図７〜図９のセクション（Ａ）は、追越車線２３を走行する自車両ＣＳが、走行車線２２を走行する対象車両ＣＴ２に追い付きつつある状態を示している。

図７〜図９のセクション（Ｂ）は、セクション（Ａ）のＡ断面における許容相対速度を概略的に示す図である。図７〜図９のセクション（Ｂ）において、横軸は、相対速度［ｋｍ／ｈ］を表し、縦軸は、対象車両ＣＴ２の前端からの距離［ｍ］を表す。

図７〜図９では、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離が互いに異なる。具体的には、図７における対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離ＤＢ１と、図８における対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離ＤＢ２と、図９における対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離ＤＢ３との大小関係は、ＤＢ１＞ＤＢ２＞ＤＢ３になっている。

なお、図７〜図９では、説明を簡単にするために、対象車両ＣＴ１の車速と対象車両ＣＴ２の車速とは等しいものとしている。

また、図７〜図９のセクション（Ａ）では、許容される相対速度を分かり易く示すために、許容される相対速度が、平面的に、かつ段階的に、Δ１０ｋｍ／ｈからΔ４０ｋｍ／ｈまでのみ示されている。しかし、実際には、上記式（１）及び図４のセクション（Ｂ）を用いて説明されたように、許容される上限の相対速度は、２次関数として、Δ４０ｋｍ／ｈを超える値まで設定されている。また、図６を用いて説明されたように、許容される下限の相対速度は、Δ１０ｋｍ／ｈから０（ゼロ）まで設定されている。

例えば図７のセクション（Ａ）において、対象車両ＣＴ１の後方の半分の楕円は、図４のセクション（Ａ）と同様の等高線を表す。具体的には、等高線ＣＬ１１は、相対速度１０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ１２は、相対速度２０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ１３は、相対速度３０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ１４は、相対速度４０［ｋｍ／ｈ］を表す。等高線ＣＬ１１〜ＣＬ１４は、それぞれ、第１曲線の一例である。

例えば図７のセクション（Ａ）において、対象車両ＣＴ２の前方の半分の楕円は、形状は異なっているが、図４と同様に、等しい相対速度を表す等高線である。具体的には、等高線ＣＬ２１は、相対速度１０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ２２は、相対速度２０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ２３は、相対速度３０［ｋｍ／ｈ］を表し、等高線ＣＬ２４は、相対速度４０［ｋｍ／ｈ］を表す。等高線ＣＬ２１〜ＣＬ２４は、それぞれ、第２曲線の一例である。

自車両ＣＳは、現在走行している車線（図７〜図９では追越車線２３）を走行している間は、隣接する車線（図７〜図９では走行車線２２）を走行している対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方及び後方に設定されている許容相対速度曲線による速度制限を受けない。すなわち、車両制御部３２４は、対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方及び後方に設定されている許容相対速度を遵守する必要が無い。

一方、自車両ＣＳは、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との間に向けて追越車線２３から走行車線２２に移動する場合には、対象車両ＣＴ１の後方及び対象車両ＣＴ２の前方に設定されている許容相対速度曲線による速度制限を受ける。すなわち、車両制御部３２４は、対象車両ＣＴ１の後方及び対象車両ＣＴ２の前方に設定されている許容相対速度を遵守する必要がある。

例えば図７のセクション（Ｂ）において、対象車両ＣＴ１の後方に設定されている許容相対速度ＬＵ１は、自車両ＣＳと対象車両ＣＴ１との距離が短くなるにつれて、低くなっている。図３、図４を用いて説明されたように、この許容相対速度ＬＵ１は、対象車両ＣＴ１に対する自車両ＣＳの相対速度の上限を表す。

一方、対象車両ＣＴ２の前方に設定されている許容相対速度ＬＬ２は、自車両ＣＳと対象車両ＣＴ２との距離が長くなるにつれて、低くなっている。図５、図６を用いて説明されたように、この許容相対速度ＬＬ２は、対象車両ＣＴ２に対する自車両ＣＳの相対速度の下限を表す。

また、図６を用いて説明されたように、対象車両ＣＴ２の前端から割込禁止距離ＣＰの範囲内では、対象車両ＣＴ２に対する自車両ＣＳの相対速度に関係なく、対象車両ＣＴ２の前方への割り込みが禁止されている。

したがって、車両制御部３２４は、自車両ＣＳの車速が、許容相対速度ＬＬ２以上で許容相対速度ＬＵ１以下であって、かつ、対象車両ＣＴ２の前端から割込禁止距離ＣＰ以上離れた位置で、自車両ＣＳの相対速度に対応する位置に対する割り込みを許可する。すなわち、自車両ＣＳは、図７のセクション（Ｂ）に示される、許容相対速度ＬＵ１と許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとで囲まれた割込み可能領域ＣＩにおいて、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との間への割り込みが可能となる。

例えば図８のセクション（Ｂ）では、上述のように、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離ＤＢ２が、図７のセクション（Ｂ）における距離ＤＢ１に比べて短くなっている。このため、図８のセクション（Ｂ）では、自車両ＣＳと対象車両ＣＴ１との距離によって決まる許容相対速度ＬＵ１の位置が、図７のセクション（Ｂ）に比べて、下がっている。一方、自車両ＣＳと対象車両ＣＴ２との距離によって決まる許容相対速度ＬＬ２の位置は、図８のセクション（Ｂ）と図７のセクション（Ｂ）とで変わっていない。その結果、図８のセクション（Ｂ）では、許容相対速度ＬＵ１と許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとで囲まれた割込み可能領域ＣＩが、図７のセクション（Ｂ）に比べて、小さくなっている。言い換えると、図８のセクション（Ｂ）では、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との間への割り込みが可能な領域は、図７のセクション（Ｂ）に比べて、狭くなっている。

例えば図９のセクション（Ｂ）では、上述のように、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との距離ＤＢ３が、図７、図８のセクション（Ｂ）における距離ＤＢ１，ＤＢ２に比べて、さらに短くなっている。このため、図９のセクション（Ｂ）では、自車両ＣＳと対象車両ＣＴ１との距離ＤＢ３によって決まる許容相対速度ＬＵ１の位置が、図７、図８のセクション（Ｂ）に比べて、さらに下がっている。その結果、図９のセクション（Ｂ）では、許容相対速度ＬＵ１と許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとで囲まれた割込み可能領域ＣＩが、図７、図８のセクション（Ｂ）に比べて、さらに小さくなっている。言い換えると、図９のセクション（Ｂ）では、対象車両ＣＴ１と対象車両ＣＴ２との間への割り込みが可能な領域は、図７、図８のセクション（Ｂ）に比べて、さらに狭くなっている。

図１０は、車両１０の許容相対速度曲線の設定動作の一例を概略的に示すフローチャートである。図１０の動作は、一定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

ステップＳ１０００において、物体検出部３２１は、自車両ＶＳに先行して走行する対象車両（以下、単に「先行車両」と称される）を２台以上検出したか否かを判断する。具体的には、物体検出部３２１は、例えば前方レーダ１０１、右前側方レーダ１０２、左前側方レーダ１０３から出力される反射波の受信データに基づき、自車両ＣＳの前方において自車両ＣＳが走行する走行車線に隣接する隣接車線を走行する第１先行車両と、この第１先行車両の前方又は後方において隣接車線を走行する第２先行車両と、を含む２台以上の先行車両を検出したか否かを判断する。２台以上の先行車両を検出していなければ（ステップＳ１０００でＮＯ）、図１０の処理は終了する。一方、２台以上の先行車両を検出していれば（ステップＳ１０００でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１０１０において、曲線設定部３２３は、各先行車両の前方に許容相対速度曲線を設定する。この許容相対速度曲線は、図５、図６を用いて説明されたように、許容される下限の相対速度を表す。

ステップＳ１０２０において、曲線設定部３２３は、各先行車両の後方に許容相対速度曲線を設定する。この許容相対速度曲線は、図３、図４を用いて説明されたように、許容される上限の相対速度を表す。その後、図１０の処理は終了する。

図１１は、車両１０の割込制御の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。図１１の動作は、一定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

ステップＳ１１００において、物体検出部３２１は、各レーダ１０１〜１０５から出力される反射波の受信データを用いて、図１０のステップＳ１０００で検出された２台以上の先行車両のうち、車両１０（自車両ＣＳ）に最も近い２台の先行車両と車両１０（自車両ＣＳ）との距離をそれぞれ検出する。

ステップＳ１１１０において、演算部３２２は、ステップＳ１１００で検出された距離の変化に基づき、車両１０（自車両ＣＳ）に最も近い２台の先行車両に対する車両１０（自車両ＣＳ）の相対速度をそれぞれ算出する。

ステップＳ１１２０において、車両制御部３２４は、速度装置２０１、方向装置２０２などを制御して、図１０のステップＳ１０１０，Ｓ１０２０で設定された許容相対速度曲線により表される許容相対速度を遵守するように車両１０（自車両ＣＳ）を制御する。

ステップＳ１１３０において、車両制御部３２４は、上限の許容相対速度ＬＵ１と下限の許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとで囲まれた割込み可能領域ＣＩがあるか否かを判定する。割込み可能領域ＣＩが無ければ（ステップＳ１１３０でＮＯ）、処理はステップＳ１１４０に進む。一方、割込み可能領域ＣＩがあれば（ステップＳ１１３０でＹＥＳ）、処理はステップＳ１１５０に進む。

ステップＳ１１４０において、車両制御部３２４は、各先行車両の間への車両１０（自車両ＣＳ）の割り込みを禁止する。その後、図１１の処理は終了する。ステップＳ１１５０において、車両制御部３２４は、各先行車両の間の割込み可能領域ＣＩにおける割り込みを許可する。その後、図１１の処理は終了する。

以上説明されたように、本実施形態では、自車両ＣＳに先行して走行する対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ１の後方を走行する対象車両ＣＴ２と、の２台の対象車両が検出されると、曲線設定部３２３は、対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の後方に、許容される上限の相対速度を表す許容相対速度曲線を設定する。また、曲線設定部３２３は、対象車両ＣＴ１，ＣＴ２の前方に、許容される下限の相対速度を表す許容相対速度曲線を設定する。そして、車両制御部３２４は、上限の許容相対速度ＬＵ１と下限の許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとで囲まれた割込み可能領域ＣＩがあれば、車両制御部３２４は、対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ２との間への割り込みを許可する。したがって、本実施形態によれば、自車両ＣＳが対象車両ＣＴ２の前方に割り込んでも、対象車両ＣＴ２の運転者に不安を与えることを避けることができる。

（変形された実施形態）
（１）対象車両ＣＴ１の速度より、対象車両ＣＴ２の速度の方が高い場合には、車両制御部３２４は、ステップＳ１１３０の判断結果に関係なく、対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ２との間への割り込みを禁止してもよい。対象車両ＣＴ１の速度より、対象車両ＣＴ２の速度の方が高い場合には、対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ２との間の距離が徐々に短くなる。したがって、対象車両ＣＴ１と、対象車両ＣＴ２との間への割り込みを禁止することにより、無理な割り込みを未然に防止することができる。

（２）上記実施形態では、図７〜図９において、対象車両ＣＴ１の速度と、対象車両ＣＴ２の速度とが等しいとしているが、これに限られない。対象車両ＣＴ１の速度と、対象車両ＣＴ２の速度とが異なる場合には、上限の許容相対速度ＬＵ１と下限の許容相対速度ＬＬ２と割り込み禁止ラインＬＣＰとの関係を３次元座標系で考えることにより、上記実施形態と同様に、割込み可能領域の有無を判断することができる。

（３）メモリ３１０に保存されているプログラムは、対象車両ＣＴの前方への割り込みの許可又は禁止を表す割込みフラグを備えてもよい。この場合、ステップＳ９４０において、車両制御部３２４は、割込みフラグをリセットしてもよい。また、ステップＳ９５０において、車両制御部３２４は、割込みフラグをセットしてもよい。

また、ステップ９２０において、車両制御部３２４は、割込みフラグがセットされている場合には、速度装置２０１、方向装置２０２を制御して、図８のステップＳ８１０，Ｓ８３０で設定された許容相対速度を遵守しつつ、車両１０（自車両ＣＳ）を対象車両ＣＴの前方へ割り込ませてもよい。

また、ステップ９２０において、車両制御部３２４は、割込みフラグがリセットされている場合には、運転者が車両１０（自車両ＣＳ）を対象車両ＣＴの前方へ割り込ませようとしても、方向装置２０２を制御して、車両１０（自車両ＣＳ）を対象車両ＣＴの前方へ割り込ませないようにしてもよい。或いは、車両制御部３２４は、割込みフラグがリセットされている場合には、運転者が車両１０（自車両ＣＳ）を対象車両ＣＴの前方へ割り込ませようとすると、警報音発生器２０３を動作させて、運転者への警報音を発生させてもよい。

１０ 車両
１０６ カメラ
３２１ 車両検出部
３２２ 演算部
３２３ 曲線設定部
３２４ 車両制御部
３２５ 車線検出部

Claims (2)

1. 自車両の走行を制御する車両制御装置であって、
   前記自車両が走行している走行車線に隣接する隣接車線を前記自車両と同一方向に走行している対象車両を検出し、かつ、前記対象車両と前記自車両との間の自車距離を検出する車両検出部と、
   前記自車距離の変化に基づき、前記対象車両に対する前記自車両の相対速度を算出する演算部と、
   前記対象車両として、前記自車両の前方において前記隣接車線を走行する第１対象車両と前記第１対象車両の後方において前記隣接車線を走行する第２対象車両とが検出されると、前記第１対象車両からの第１距離に対応して定められた上限の相対速度を表す第１曲線を前記第１対象車両の後方に仮想的に設定し、前記第２対象車両からの第２距離に対応して定められた下限の相対速度を表す第２曲線を前記第２対象車両の前方に仮想的に設定する曲線設定部と、
   前記第１対象車両と前記自車両との間の第１自車距離に対応する前記第１曲線で決まる前記上限の相対速度以下の相対速度で前記自車両が走行可能であり、かつ、前記第２対象車両と前記自車両との間の第２自車距離に対応する前記第２曲線で決まる前記下限の相対速度以上の相対速度で前記自車両が走行可能である場合にのみ、前記第１対象車両と前記第２対象車両との間に向けて前記走行車線から前記隣接車線に前記自車両が移動することを許可する車両制御部と、
   を備え、
   前記車両制御部は、前記第１自車距離が短くなるにつれて、前記上限の相対速度を低く設定し、前記第２自車距離が長くなるにつれて、前記下限の相対速度を低く設定する、
   車両制御装置。
2. 前記車両制御部は、前記第１対象車両の速度が、前記第２対象車両の速度より低いときは、前記第１対象車両と前記第２対象車両との間に向けて前記走行車線から前記隣接車線に前記自車両が移動することを禁止する、
   請求項１に記載の車両制御装置。

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