CN112061121B - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车辆的行驶控制装置，具备：环境状态估计部，对本车车道、相邻车道及各车道上的其它车辆的周围的环境状态进行识别以及获取本车辆运动状态；路径生成部，根据获取的信息生成目标路径；以及车辆控制部，进行速度和转向控制以使本车辆跟随目标路径，在相邻车道的规定范围内不存在其它车辆的情况下，进行自动车道变更，将车道变更为相邻车道；在实施自动车道变更的过程中，在本车辆周围的规定区域内识别出其它车辆的情况下，判定能否继续车道变更；在本车辆位于特定区间的情况下，将作为判定能否继续车道变更的基准的规定区域变更为比本车辆位于特定区间以外的一般区间的情况下的规定区域窄的第二规定区域。

Description

车辆的行驶控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的行驶控制装置，更详细地说，涉及一种构成自动车道变更系统的行驶控制装置。
背景技术
以减轻驾驶员的负担、辅助安全驾驶为目的的各种技术、例如车间距离控制系统(Adaptive Cruise Control System(自适应巡航控制系统)：ACCS)、车道维持辅助系统(Lane Keeping Assistance System：LKAS)等正在被实用化。并且，以这些技术为基础的“车道内部分自动行驶系统(Partially Automated in-lane Driving System：PADS)”、“部分自动车道变更系统(Partially Automated Lane Change System：PALS)”的实用化、国际标准化正在被推进。
例如，在专利文献1中公开了一种车辆的行驶控制装置，具备以下功能：在实施自动车道变更的过程中识别出侵入到本车辆周围的规定区域的其它车辆的情况下，根据本车辆相对于与相邻车道之间的分界线的位置来判定能否继续进行车道变更；以及在判定为不应继续进行车道变更的情况下，返回到原车道。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-158684号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，如上所述的自动车道变更功能还能够利用于高速公路出入口(interchange)、高速公路连接口(junction)处的从主干道向分流车道分流时的车道变更、从合流车道向主干道合流时的车道变更。但是，例如存在以下问题：在自动向分流车道变更的自动车道变更过程中识别出侵入到本车辆周围的规定区域的其它车辆的情况下，如果车道变更中止(原车道返回)功能工作，则违反驾驶员的意思，从而不能向分流车道转移等。
本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于抑制具有分流及合流等目的性的自动车道变更中的非目的的车道变更中止、原车道返回。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明是一种车辆的行驶控制装置，具备：环境状态估计部，其对本车车道、相邻车道及各所述车道上的其它车辆的周围的环境状态进行识别以及获取本车辆运动状态；路径生成部，其根据所述环境状态估计部获取的信息生成目标路径；以及车辆控制部，其进行速度控制和转向控制以使本车辆跟随所述目标路径，所述车辆控制部在相邻车道的规定范围内不存在其它车辆的情况下，进行自动车道变更，间车道变更为相邻车道；以及在实施所述自动车道变更的过程中，在本车辆周围的规定区域内识别出其它车辆的情况下，判定能否继续进行车道变更，所述车辆的行驶控制装置的特征在于，所述车辆控制部在实施所述自动车道变更的过程中，在本车辆位于特定区间的情况下，将作为判定能否继续进行所述车道变更的基准的所述规定区域变更为第二规定区域，所述第二规定区域比在本车辆位于所述特定区间以外的一般区间的情况下的所述规定区域窄。
发明的效果
根据本发明所涉及的车辆的行驶控制装置，在实施自动车道变更的过程中，在本车辆位于特定区间的情况下，作为判定能否继续进行车道变更的基准的规定区域被变更为比在本车辆位于一般区间的情况下的规定区域窄的第二规定区域，由此即使在车道变更过程中识别出侵入到本车辆周围的规定区域的其它车辆的情况下，如果该其它车辆处于第二规定区域外，则继续进行自动车道变更，并避免车道变更中止(原车道返回)功能工作，因此能够抑制违反驾驶员的意思从而不能向分流车道转移这样的情形，在针对车道变更中的其它车辆插入等问题提供考虑到车道变更的目的性的实用解决方面是有利的。
附图说明
图1是示出车辆的行驶控制系统的概要图。
图2是示出车辆的外部传感器组的概要俯视图。
图3是示出车辆的行驶控制系统的框图。
图4是示出分流区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止控制的流程图。
图5的(a)是例示分流区间内的自动车道变更的概要俯视图，图5的(b)是例示分流区间内的自动车道变更过程中的状况变化的概要俯视图，图5的(c)是例示分流区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止控制的概要俯视图。
图6的(a)是例示合流区间内的自动车道变更的概要俯视图，图6的(b)是例示合流区间内的自动车道变更过程中的状况变化的概要俯视图，图6的(c)是例示合流区间内的自动车道变更过程中的非目的原车道返回防止控制的概要俯视图。
图7是示出分流区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止控制的其它实施例的流程图。
附图标记说明
10：自动驾驶控制器；11：环境状态估计部；12：路径生成部；13：车辆控制部；14：ACC控制器；15：LKA控制器；21：外部传感器；22：内部传感器；31：EPS控制器；32：发动机控制器；33：ESP/ABS控制器；34：手动转向器(方向盘)；41：转向机构；42：发动机；43：制动器。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。
在图1中，具备本发明所涉及的行驶控制系统的车辆1除了具备发动机、车体等汽车的一般构成要素以外，为了在车辆侧进行驾驶员以往所进行的识别、判断、操作，还具备：外部传感器21，其探测车辆周围环境；内部传感器22，其探测车辆信息；用于速度控制和转向控制的控制器/致动器组；用于车间距离控制的ACC控制器14；用于车道维持辅助控制的LKA控制器15；以及自动驾驶控制器10，其用于对这些部件进行综合管理来进行路径跟随控制，并实施车道内部分自动行驶(PADS)、自动车道变更(PALS)。
用于速度控制和转向控制的控制器/致动器组包括用于转向控制的EPS(电动助力转向)控制器31、用于加减速度控制的发动机控制器32、ESP/ABS控制器33。ESP(注册商标；电子稳定程序)包括ABS(制动防抱死系统)来构成稳定控制系统(车辆行为稳定化控制系统)。
外部传感器21由多个探测单元构成，多个探测单元用于将道路上的用于划定本车车道和相邻车道的分界线、处于本车辆周边的其它车辆、障碍物、人物等的存在以及相对距离作为图像数据、点群数据输入到自动驾驶控制器10。
例如，如图2所示，车辆1具备作为前方探测单元211、212的毫米波雷达(211)和摄像机(212)、作为前侧方探测单元213和后侧方探测单元214的LIDAR(激光图像检测/测距)、作为后方探测单元215的摄像机(后置摄像机)，能够对本车辆周围进行360度覆盖，来分别探测本车辆前后左右方向上的规定距离内的车辆、障碍物等的位置和距离、分界线位置。
内部传感器22由车速传感器、偏航率传感器、加速度传感器等对表示车辆的运动状态的物理量进行测量的多个探测单元构成，如图3所示，各自的测定值被输入到自动驾驶控制器10、ACC控制器14、LKA控制器15以及EPS控制器31。
自动驾驶控制器10包括环境状态估计部11、路径生成部12以及车辆控制部13，由用于实施如以下记载的那样的功能的计算机、即存储有程序和数据的ROM、进行运算处理的CPU、读出所述程序和数据并存储动态数据、运算处理结果的RAM、以及输入输出接口等构成。
环境状态估计部11通过由GPS等定位单元24获得的本车辆位置信息与地图信息的匹配，来获取本车辆的绝对位置，基于由外部传感器21获取到的图像数据、点群数据等外部数据，来估计本车车道与相邻车道的分界线位置、其它车辆位置及速度。另外，从由内部传感器22测量出的内部数据获取本车辆的运动状态。
路径生成部12生成从由环境状态估计部11估计出的本车辆位置起直至到达目标为止的目标路径。另外，参照地图信息23，基于由环境状态估计部11估计出的相邻车道的分界线位置、其它车辆位置及速度、本车辆的运动状态，来生成车道变更中的从本车辆位置起直至到达目标地点为止的目标路径。
车辆控制部13基于由路径生成部12生成的目标路径来计算目标车速和目标转角，将用于定速行驶、或车间距离维持及跟随行驶的速度指令发送到ACC控制器14，将用于路径跟随的转向角指令经由LKA控制器15发送到EPS控制器31。
此外，还对EPS控制器31和ACC控制器14输入车速。转向反作用力根据车速而变化，因此EPS控制器31参照各车速时的转向角-转向扭矩对应关系，来向转向机构41发送扭矩指令。通过由发动机控制器32、ESP/ABS控制器33、EPS控制器31对发动机42、制动器43、转向机构41进行控制，来控制车辆1的纵向和横向上的运动。
(车道内部分自动行驶系统的概要)
接着，基于车道内部分自动行驶系统(PADS)的车道内部分自动行驶(PADS行驶)能够在构成ACCS的ACC控制器14及构成LKAS的LKA控制器15与自动驾驶控制器10一起工作的状态下执行。
在车道内部分自动行驶系统工作的同时，自动驾驶控制器10(路径生成部12)基于通过外部传感器21来由环境状态估计部11获取到的外部信息(车道、本车辆位置、在本车辆行驶车道和相邻车道上行驶着的其它车辆的位置、速度)以及由内部传感器22获取到的内部信息(车速、偏航率、加速度)，来生成单一车道内目标路径和目标车速。
自动驾驶控制器10(车辆控制部13)根据本车辆位置和本车辆的运动特性、即在以车速V行驶的过程中对转向机构41施加转向扭矩T时产生的前轮转角δ，根据通过车辆运动产生的偏航率γ与横向加速度(d2y/dt2)之间的关系，来估计Δt秒后的车辆的速度、姿势、横向位移，将使得在Δt秒后横向位移为yt那样的转向角指令经由LKA控制器15提供给EPS控制器31，将使得在Δt秒后速度为Vt那样的速度指令提供给ACC控制器14。
ACC控制器14、LKA控制器15、EPS控制器31、发动机控制器32以及ESP/ABS控制器33与自动转向无关地独立地工作，但是在车道内部分自动行驶功能(PADS)和部分自动车道变更系统(PALS)工作的过程中，通过来自自动驾驶控制器10的指令输入，这些控制器也能够工作。
接收到来自ACC控制器14的减速指令的ESP/ABS控制器33向致动器发出液压指令，通过对制动器43的制动力进行控制来控制车速。另外，接收到来自ACC控制器14的加减速指令的发动机控制器32通过控制致动器输出(节气门开度)，来对发动机42提供扭矩指令，并控制驱动力，由此来控制车速。
关于ACC功能(ACCS)，通过构成外部传感器21的作为前方探测单元211的毫米波雷达、ACC控制器14、发动机控制器32、ESP/ABS控制器33等硬件与软件的组合来发挥功能。
即，在不存在前车的情况下，以巡航控制设置速度为目标车速进行定速行驶，在追上前车的情况下(在前车速度为巡航控制设置速度以下的情况下)，一边根据前车速度维持与所设定的时间间隙(车间时距＝车间距离/本车车速)相应的车间距离，一边跟随前车行驶。
关于LKA功能(LKAS)，由自动驾驶控制器10的环境状态估计部11基于由外部传感器21(摄像机212、215)获取到的图像数据，来探测车道分界线和本车辆位置，由LKA控制器15和EPS控制器31进行转向控制以能够在车道中央行驶。
即，接收到来自LKA控制器15的转向角指令的EPS控制器31参照车速-转向角-转向扭矩的对应关系，来向致动器(EPS电动机)发出扭矩指令，转向机构41提供设为目标的前轮转角。
通过将如上所述的由ACC控制器14进行的纵向控制(速度控制、车间距离控制)与由LKA控制器15进行的横向控制(转向控制、车道维持行驶控制)组合，来实施车道内部分自动行驶功能(PADS)。
(部分自动车道变更系统的概要)
接着，假设从在中央分离带的某单侧二车道以上的高速公路上正在进行车道内部分自动行驶(PADS行驶)的状态进行车道变更，来说明部分自动车道变更系统(PALS)的概要。
部分自动车道变更系统(PALS)是通过系统的判断、或者通过驾驶员的指示或许可来由系统自动进行车道变更(lane change)的系统，与部分自动行驶(PADS行驶)同样地，通过将由ACC控制器14进行的纵向控制(速度控制、车间距离控制)与由LKA控制器15进行的横向控制(基于自动转向的目标路径跟随控制)组合来实施部分自动车道变更系统(PALS)。
在部分自动车道变更系统工作的同时，自动驾驶控制器10(路径生成部12)基于通过外部传感器21来由环境状态估计部11获取到的外部信息(本车车道与相邻车道之间的车道分界线、在本车车道和相邻车道上行驶着的其它车辆的位置、速度)、以及由内部传感器22获取到的内部信息(车速、偏航率、加速度)，来始终生成用于从当前正在行驶的车道向相邻车道进行车道变更的目标路径。
该自动车道变更目标路径是达到从当前正在行驶的车道进行车道变更后在相邻车道中央行驶的状态的路径，针对在相邻车道上行驶的其它车辆，分别预测未来位置和速度，在判断为在根据本车速度设定的相邻车道的前方规定区域ZF、后方规定区域ZR以及侧方规定区域ZL内不存在其它车辆的状况下，通过系统的判断来执行自动车道变更，将车道变更为该相邻车道，或者在驾驶员通过转向灯操作等来指示或认可车道变更的情况下，通过自动转向来执行自动车道变更，将车道变更为该相邻车道。
前方规定区域ZF、后方规定区域ZR对应于在本车辆前方和后方应与其它车辆之间确保的车间距离、即前方规定距离XF、后方规定距离XR，分别如下式那样求出。
前方规定距离(XF)＝车间距离(S)+车头时距(TH)×本车车速(V)
其中，车间距离(S)＝本车车速(V)×车间时距(TG)，
车头时距(TH)＝车头距离/V＝TTC×ΔV/V，
TTC＝ΔV/本车最大减速度(Dmax)，
ΔV＝V-Vf，Vf为前车车速。
后方规定距离(XR)＝车头时距(TH)×后车车速(Vr)
其中，车头时距(TH)＝车头距离/V＝TTC×ΔV/V，
TTC＝ΔV/后车减速度(Dr)，
ΔV＝Vr-V，Vr为后车车速。
如根据上述显而易见的那样，前方规定距离(XF)、后方规定距离(XR)根据本车辆、前方车辆、后方车辆各自的车速V、VF、Vr而变动，针对各个前方规定距离(XF)、后方规定距离(XR)，准备保存有每个本车车速(V)·相对速度(ΔV)的计算值的查询表，通过参照处理来应用对应的值。
前方规定区域ZF为通过纵向距离(前方规定距离XF)×横向宽度(正在行驶的车道宽度+相邻车道宽度)(相当于侧方规定距离)确定的区域，后方规定区域ZR为通过纵向距离(后方规定距离XR)×横向宽度(正在行驶的车道宽度+相邻车道宽度)(相当于侧方规定距离)确定的区域。另外，侧方规定区域ZL为通过纵向距离(车长)×横向宽度(相邻车道宽度)(相当于侧方规定距离)确定的区域。
(自动车道变更过程中的能否继续车道变更的判定)
如上所述，在确认了本车辆周围环境和目标路径且设置了能够进行自动车道变更的标志的状态下，通过驾驶员的车道变更指示或系统的判断来执行自动车道变更，但是在转向灯闪烁后开始进行车道变更直至移动到相邻车道为止的期间内，也有可能周围环境因其它车辆的行为而发生变化。
因此，在自动车道变更过程中，也根据通过外部传感器21来由环境状态估计部11获取到的外部信息继续监视本车辆周围，在确认出其它车辆侵入(插入)到前方规定区域ZF、后方规定区域ZR或侧方规定区域ZL的情况下，自动驾驶控制器10基于车道变更过程中的本车辆位置来进行继续或中止车道变更的判定。
在判定为不能继续进行车道变更并中止车道变更的情况下，自动驾驶控制器10(路径生成部12)将跟随目标变更为车道变更开始前行驶的车道(原车道)的中心线并重新生成目标路径、车速，车辆控制部13为了使车辆跟随重新生成的目标路径，对EPS控制器31提供转角指令，对ACC控制器14提供速度指令，来通过自动转向返回到原车道(自动原车道返回功能)。
即使是确认出其它车辆侵入(插入)到前方规定区域ZF、后方规定区域ZR或侧方规定区域ZL的情况，但在本车辆几乎已经移动到相邻车道那样的情况下，例如在4个车轮中的3个以上的车轮已经越过分界线并进入到相邻车道的情况下，不中止车道变更，并继续进行车道变更。此外，在判断为难以继续进行车道变更的情况下，通知操作接管请求，中止自动车道变更，并将权限移交给驾驶员。在驾驶员无法接管的情况下，最小风险策略(MRM：Minimal risk Maneuver)工作。
(特定区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回)
另外，如已经记述的那样，部分自动车道变更系统(PALS)除了能够利用于单侧二车道以上的高速公路主干道区间等一般区间内的车道变更以外，还能够利用于高速公路出入口(IC)、高速公路连接口(JCT)、服务区(SA)、停车区(PA)等处的从主干道向分流车道分流时的车道变更、这些高速公路出入口(IC)、高速公路连接口(JCT)、服务区(SA)、停车区(PA)等处的从合流车道向主干道合流时的车道变更。
这些分流区间、合流区间(相对于上述的一般区间而言，统称为特定区间)内的车道变更是具有去向目的地的路径选择、设施利用等目的性的车道变更(目的地车道变更)，因此为了实现该目的，必然不可避免地执行该车道变更。
但是，例如图5的(a)所示，在高速公路出入口、高速公路连接口等处的从主干道(车道51)向匝道(ramp way)54分流的分流区间，在虽然在车辆1的前方存在先行其它车辆2但该先行其它车辆2处于前方区域ZF之外且在前方区域ZF内的左侧的相邻车道(匝道54)不存在其它车辆的状况中，在车辆1通过自动车道变更功能LC来从车道51(主干道)向相邻车道54(匝道)分流时，如图5的(b)所示那样先行其它车辆2一边减速一边进行左车道变更并向前方插入，在侵入到前方区域ZF的情况下，判定为不能继续进行自动车道变更，如果中止自动车道变更从而原车道返回功能LB工作，则违反驾驶员的意思，不能转移到分流车道54，从而错失去向目的地的路径选择、设施利用的机会。
另外，例如图6的(a)所示，在高速公路出入口、高速公路连接口等处的从匝道50向主干道(车道51)合流的合流区间，在虽然在车辆1的前方存在先行其它车辆2并在相邻车道51(主干道)的前方存在先行其它车辆3且在后方存在后续其它车辆4、但先行其它车辆2、先行其它车辆3以及后续其它车辆4均处于前方区域ZF及后方区域ZR之外且在相邻车道51的前方区域ZF、后方区域ZR、侧方区域ZL内不存在其它车辆的状况中，在车辆1通过自动车道变更功能LC从车道50(匝道)向相邻车道51(主干道)合流时，如图6的(b)所示那样在由于先行其它车辆2向相邻车道51(主干道)合流从而相邻车道51的先行其它车辆3紧急制动并侵入到了前方区域ZF的情况下，判定为不能继续进行自动车道变更，如果中止自动车道变更从而原车道返回功能LB工作，则违反驾驶员的意思并错失向主干道51合流的机会。
并且，在上述的高速公路出入口、高速公路连接口等的分流区间前的主干道(一般区间)中的除分流侧车道(图5中的左侧车道51)以外的车道(中央车道52等)上行驶的情况下，需要在到达分流区间之前事先将车道变更到分流侧车道(左侧车道51)，在这种分流区间前的一般区间内的预备车道变更中，也是如果原车道返回功能LB工作则不能转移到分流车道54，从而错失去向目的地的路径选择、设施利用的机会。
(特定区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止功能)
在此，本发明所涉及的自动驾驶控制器10具备如下的非目的原车道返回防止功能：通过由GPS等定位单元24获得的本车位置信息与地图信息23之间的匹配，来检测出本车辆相对于高速公路出入口、高速公路连接口等的特定区间(分流区间Zd、合流区间Zc)的位置，在本车辆位于特定区间或特定区间附近的情况下，将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的特定区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)。
例如下面那样，相对于一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)，来设定应用于判定能否继续进行分流区间Zd、合流区间Zc内的自动车道变更的、特定区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)。
前方规定距离(XF')＝最小车间距离(S0)+车头时距(TH)×本车车速(V)
其中，最小车间距离(S0)＝本车车速(V)×车间时距(TG')，
车间时距(TG')＝最小车间时距(TGmin)、或TG>TG'>TGmin。
后方规定距离(XR')＝车头时距(TH')×后车车速(Vr)
其中，车头时距(TH')＝车头距离/V＝TTC'×ΔV/V，
TTC'＝ΔV/后车最大减速度(Drmax)，
或者TTC'＝ΔV/后车减速度(Dr')，Dr<Dr'<Drmax。
即，从分别小于一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)且与最小的规定区域(最小前方规定距离、最小后方规定距离)相同或大于最小的规定区域的值中选定特定区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)。
此外，用于确定特定区间用的规定区域的前方规定距离XF’、后方规定距离XR’也根据本车辆、前方车辆、后方车辆各自的车速V、VF、Vr而变动，因此针对各个前方规定距离XF’、后方规定距离XR’准备保存有各本车车速(V)·相对速度(ΔV)的计算值的特定区间用的查询表，通过参照处理来应用对应的值。
此外，部分自动车道变更系统(PALS)与基于由GPS等定位单元24获得的本车辆位置信息和地图信息23进行路径引导的导航装置连动，在经过由导航装置设定的路径上的特定区间(分流区间、合流区间)时，与由导航装置进行的路径引导一致的车道变更(分流、合流)被判定为具有去向目的地的路径选择、设施利用等目的性的车道变更(目的地车道变更)。基于系统判断的自动车道变更以这种导航装置的判断为前提。
因而，在不是基于系统判断来执行而是通过驾驶员的转向灯操作认可系统判断后执行自动车道变更的情况、以驾驶员的转向灯操作为触发来执行自动车道变更的情况中，在驾驶员通过与导航装置的判断相反方向的转向灯操作来执行了车道变更的情况下，认定为一般区间的车道变更，不应用上述那样的能否继续车道变更的判定中的规定区域。
(特定区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止流程；实施例1)
接着，参照图4来说明高速公路的分流区间内的自动车道变更过程中的非目的原车道返回防止流程。
(1)车道内部分自动行驶(PADS行驶)
在基于车道内部分自动行驶系统的PADS(ACCS·LKAS)行驶过程中部分自动车道变更系统(PALS)工作的情况下，自动车道变更中的判定能否进行车道变更的基准(自动车道变更开始条件)被设定为一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)，在PADS行驶过程中，通过环境状态估计部11(外部传感器21)来监视在相邻车道的规定区域(前方区域ZF、后方区域ZR以及侧方区域ZL)内是否存在其它车辆(步骤100)。
(2)分流区间判定
在部分自动车道变更系统(PALS)工作的过程中，始终根据由GPS等定位单元24获得的本车位置信息与地图信息23的匹配，来判定本车辆行驶位置是处于高速公路主干道等一般区间，还是处于向高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等分流的分流区间Zd(或者从这些高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等合流的合流区间Zc、包括分流区间等近前侧的假定进行预备车道变更的区间的特定区间)(步骤102)。
(3)分流区间内的规定区域设定
在本车辆行驶位置处于分流区间Zd(或者从这些高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等合流的合流区间Zc、包括分流区间Zd近前侧的假定进行预备车道变更的区间的特定区间)的情况下，作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域被变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的分流区间(特定区间)用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)(步骤103)。
在本车辆行驶位置处于高速公路主干道等一般区间(除分流区间Zd近前侧的假定进行预备车道变更的区间以外)的情况下，维持一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)。
(4)车道变更执行判定
在本车辆行驶位置处于分流区间Zd(或者从这些高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等合流的合流区间Zc、包括分流区间Zd前的假定进行预备车道变更的区间的特定区间)的情况下，判断为在分流车道(相邻车道)的规定区域(前方规定距离XF’)内(在合流区间的情况下为前方规定距离XF’、后方规定距离XR’以及侧方区域ZL内)不存在其它车辆，在设置了能够进行自动车道变更的标志的状况下(步骤104)，通过系统判断、或者由驾驶员进行的该相邻车道方向的转向灯操作，来以该相邻车道中央为目标位置执行自动车道变更(步骤105)。
(5)车道变更执行显示、转向灯闪烁
在决定执行自动车道变更的同时，通过平视显示器(head-up display)、仪表板内的显示、声音来通知驾驶员执行车道变更，分流车道侧的转向灯开始闪烁(步骤106)。
(6)LKA关闭、自动车道变更开始
当在转向灯闪烁开始后经过规定时间(例如3秒)时，LKA功能(车道维持功能)关闭，以相邻车道中央为目标位置开始进行自动车道变更(步骤107)。
(7)能否继续车道变更的判定
在自动车道变更过程中，也是通过环境状态估计部11(外部传感器21)来监视在相邻车道的规定区域(分流区间用规定区域、前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内是否存在其它车辆(步骤108)，在分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内不存在其它车辆的情况下，继续进行车道变更。
另外，即使是在分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内确认出其它车辆的情况，但在本车辆几乎已经移动到相邻车道那样的情况下，例如在4个车轮中的3个以上的车轮已经越过分界线进入到相邻车道的情况下，不中止车道变更，并继续进行车道变更。
像这样，在分流区间，通过预先将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)，由此即使在发生了前车的插入、突然减速等的情况下，也不容易侵入到规定区域，从而除特殊情况外，能够继续向分流车道进行车道变更。
(8)车道变更结束判定
在继续进行车道变更的情况下，基于本车辆相对于分界线的位置来进行车道变更结束判定。根据本车辆相对于车道变更的目标横向位置(例如分流目标车道中央)的偏差为规定值(例如分流车道中央±0.5m)内，判定为车道变更结束(步骤109)。
(9)LKA开启、PADS行驶
在判定为车道变更结束的情况下，LKA功能(车道维持功能)开启，再次开始进行基于车道内部分自动行驶系统的PADS(ACCS·LKAS)行驶(步骤110)。
(10)分流区间结束判定
判定车道变更结束时的本车辆行驶位置是否处于车道分流区间外(步骤111)，在本车辆行驶位置处于车道分流区间外的情况下，变更为一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)(步骤112)。
(11)车道变更中止显示、转向灯熄灭
另一方面，在根据决定执行自动车道变更、转向灯开始闪烁以后的其它车辆的突然的车道变更、紧急制动等周围环境的变化来在步骤108中确认出其它车辆侵入到分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内的情况下，通过平视显示器、仪表板内的显示、声音来通知驾驶员中止车道变更，与此同时将分流车道侧的转向灯熄灭(步骤115)。
(12)能否进行原车道返回的判定
与此同时，判定是否能够进行利用自动原车道返回功能的原车道返回(步骤116)，在判定为能够进行原车道返回的情况下，设置能够进行原车道返回的标志(步骤117)，使原车道侧的转向灯闪烁(步骤118)，开始进行基于自动原车道返回功能的原车道返回(步骤119)。根据本车辆相对于原车道中央的偏差为规定值内，判定为原车道返回结束(步骤120)。
(13)权限移交、接管请求显示、警报
此外，在步骤116中，在根据与原车道上的前车或后车的接近等来在原车道侧的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内确认出其它车辆的情况下，不使自动原车道返回功能工作，通过平视显示器、仪表板内的显示、声音来向驾驶员通知操作接管请求(步骤121)，中止自动车道变更，并将权限移交给驾驶员。
(14)接管判定
接收权限移交、接管请求显示、警报，并判定驾驶员是否接管了转向(步骤122)。关于该接管判定，在由驾驶员进行的转向扭矩超过规定值的情况下判定为接管了操作。在经过规定时间后(例如4秒后)驾驶员没能接管操作的情况下，最小风险策略(MRM)工作(步骤124)。MRM是通过自动转向、制动来实现的紧急情况时的自动驾驶方式，通过MRM以退避到路肩等处并停止。
(15)PADS停止、手动驾驶
在驾驶员接管了驾驶操作的情况下，使PADS功能停止，并转变为由驾驶员进行的手动驾驶(步骤123)。
(特定区间内的车道变更过程中的非目的原车道返回防止流程；实施例2)
在上述实施例中，针对在高速公路的分流区间等预先将作为自动车道变更的开始条件以及作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)的情况进行了记述，但是也能够不变更作为自动车道变更的开始条件的规定区域，仅预先将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)。下面，参照图7来说明仅变更作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域的非目的原车道返回防止流程。
(1)车道内部分自动行驶(PADS行驶)
在基于车道内部分自动行驶系统的PADS(ACCS·LKAS)行驶过程中部分自动车道变更系统(PALS)工作的情况下，作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域被设定为一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)(步骤200)。
关于上述的一般区间用的规定区域，与基于部分自动车道变更系统(PALS)进行的自动车道变更中的判定能否进行车道变更的基准(自动车道变更开始条件)相同，在基于车道内部分自动行驶系统的PADS(ACCS·LKAS)行驶过程中，通过环境状态估计部11(外部传感器21)来监视在相邻车道的规定区域(前方区域ZF、后方区域ZR以及侧方区域ZL)内是否存在其它车辆(步骤201)。
(2)车道变更执行判定
在判断为相邻车道的前方区域ZF、后方区域ZR以及侧方区域ZL内不存在其它车辆且设置了能够进行自动车道变更的标志的状况下(步骤202)，通过系统判断或者由驾驶员进行的该相邻车道方向的转向灯操作，来以该相邻车道中央为目标位置执行自动车道变更(步骤203)。
(3)分流区间判定
在部分自动车道变更系统(PALS)工作的过程中，始终根据由GPS等定位单元24获得的本车辆位置信息与地图信息23的匹配来判定本车辆行驶位置是处于高速公路主干道等一般区间，还是处于向高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等分流的分流区间Zd(或者从这些高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等合流的合流区间Zc、包括分流区间等近前侧的假定进行预备车道变更的区间的特定区间)(步骤204)。
(4)分流区间内的规定区域设定
在本车辆行驶位置处于分流区间Zd(或者从这些高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等合流的合流区间Zc、包括分流区间Zd前的假定进行预备车道变更的区间的特定区间)的情况下，作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域被变更为比一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)窄的分流区间(特定区间)用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)(步骤205)。
在本车辆行驶位置处于高速公路主干道等一般区间(除分流区间Zd前的假定进行预备车道变更的区间以外)的情况下，维持一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)。
(5)车道变更执行显示、转向灯闪烁
在决定执行自动车道变更的同时，通过平视显示器、仪表板内的显示、声音来通知驾驶员执行车道变更，分流车道侧的转向灯开始闪烁(步骤206)。
(6)LKA关闭、自动车道变更开始
当在转向灯闪烁开始后经过规定时间(例如3秒)时，LKA功能(车道维持功能)关闭，以相邻车道中央为目标位置开始进行自动车道变更(步骤207)。
(7)能否继续车道变更的判定
在自动车道变更过程中，也是通过环境状态估计部11(外部传感器21)来监视在相邻车道的规定区域(分流区间用规定区域、前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内是否存在其它车辆(步骤208)，在分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内不存在其它车辆的情况下，继续进行车道变更。
另外，即使是在分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内确认出其它车辆的情况，但在本车辆几乎已经移动到相邻车道那样的情况下，例如在4个车轮中的3个以上的车轮已经越过分界线进入到相邻车道的情况下，不中止车道变更，并继续进行车道变更。
(8)车道变更结束判定
在继续进行车道变更的情况下，基于本车辆相对于分界线的位置来进行车道变更结束判定。根据本车辆相对于车道变更的目标横向位置(例如分流目标车道中央)的偏差为规定值(例如分流车道中央±0.5m)内，判定为车道变更结束(步骤209)。
(9)LKA开启、PADS行驶
在判定为车道变更结束的情况下，LKA功能(车道维持功能)开启，再次开始基于车道内部分自动行驶系统的PADS(ACCS·LKAS)行驶(步骤210)。
(10)分流区间结束判定
判定车道变更结束时的本车辆行驶位置是否处于车道分流区间外(步骤211)，在本车辆行驶位置处于车道分流区间外的情况下，变更为一般区间用的规定区域(前方规定距离XF、后方规定距离XR)(步骤212)。
此外，关于在步骤208中在分流区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)内确认出其它车辆并中止车道变更的情况下的流程(步骤215～224)，与上述的实施例1的步骤115～124相同。
在以上的实施例中，记述了高速公路的分流区间内的非目的原车道返回防止流程，但是在合流区间、分流区间前的一般区间内的预备车道变更的情况下也能够应用同样的流程，各情况下的特定区间用规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)也同样地根据车速等动态地设定。
(作用和效果)
如以上详细记述的那样，本发明所涉及的车辆的行驶控制装置在实施自动车道变更的过程中，在本车辆位于车道分流区间、车道合流区间等特定区间的情况下，将作为判定能否继续进行车道变更的基准的规定区域变更为比本车辆位于一般区间的情况下的规定区域窄的第二规定区域，因此能够期待抑制下面所例示的各情况下的非目的原车道返回的效果。
(例1：车道分流区间内的其它车辆的插入)
如图5的(a)所示，在高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区的近前侧从主干道向匝道分流的车道分流区间，在虽然在车辆1的本车车道51(主干道)的前方存在先行其它车辆2但该先行其它车辆2处于前方区域ZF之外且在前方区域ZF内的左侧的相邻车道54(匝道)不存在其它车辆的状况中，在车辆1通过自动车道变更LC从本车车道51(主干道)向相邻车道54(匝道)分流时，在如图5的(b)所示那样先行其它车辆2一边减速一边进行左车道变更并插入到了前方的情况下，也通过预先将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)，从而不被识别为侵入到规定区域(前方规定距离XF’)，并如图5的(c)所示那样通过继续进行自动车道变更，能够完成向分流车道54进行的车道变更，并能够避免由自动车道变更中止、原车道返回功能工作导致的分流机会丧失。
(例2：车道合流区间内的其它车辆的紧急制动)
如图6的(a)所示，在高速公路出入口、高速公路连接口等的从匝道向主干道合流的合流区间，在虽然在车辆1的本车车道50(匝道)的前方存在先行其它车辆2、在右侧的相邻车道51(主干道)的前方存在先行其它车辆3且在后方存在后续其它车辆4、但这些先行其它车辆2、先行其它车辆3、后续其它车辆4均处于前方区域ZF及后方区域ZR之外且在相邻车道51的前方区域ZF、后方区域ZR、侧方区域ZL内不存在其它车辆的状况中，在车辆1通过自动车道变更LC来从本车车道50(匝道)向右侧的相邻车道51(主干道)合流时，在如图6的(b)所示那样由于先行其它车辆2合流到相邻车道51(主干道)从而相邻车道51的先行其它车辆3进行了紧急制动的情况下，也通过预先将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为合流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)，从而不被识别为侵入到规定区域(前方规定距离XF’)，或者在后续其它车辆4接近的情况下，也不被识别为侵入到规定区域(后方规定距离XR’)，能够如图6的(c)所示那样完成向相邻车道51(主干道)的合流，并能够避免由自动车道变更中止、原车道返回功能工作导致的合流机会丧失。
(例3：一般区间内的预备车道变更过程中的其它车辆的插入)
在图5所示的向高速公路出入口、高速公路连接口、服务区、停车区等分流的车道分流区间前的主干道区间(一般区间)内的除分流侧车道(图5中的左侧车道51)以外的车道(中央车道52等)行驶的情况下，需要在到达分流区间之前事先将车道变更到分流侧车道(左侧车道51)，在这种分流区间前的一般区间内的预备车道变更过程中，在先行其它车辆、后续其它车辆接近的情况下，也通过预先将作为判定能否继续进行自动车道变更的基准的规定区域变更为分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)，从而不被识别为侵入到规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)，并通过继续进行自动车道变更，能够完成向分流侧车道(左侧车道51)进行的预备车道变更，并能够避免由自动车道变更中止、原车道返回功能工作导致的分流机会丧失。
此外，除如上所述的分流区间前的一般区间内的预备车道变更以外，在高速公路等的主干道收费站前考虑驶入期望的目标门来进行的预备车道变更、在单侧三车道以上的干线道路交叉路口处为了右转或驶入右转车道来向右侧车道进行的预备车道变更、为了左转或驶入左转车道来向左侧车道进行的预备车道变更等中也能够实施本发明所涉及的非目的原车道返回防止功能。
此外，在上述实施方式中，示出根据由GPS等定位单元24获得的本车辆位置信息与地图信息23的匹配来检测本车辆相对于高速公路出入口、高速公路连接口等分流区间(特定区间)的位置的情况，但也能够构成为通过针对由外部传感器21探测到的引导显示、距离标识等显示物的图像识别，来检测本车辆相对于分流区间(特定区间)的位置。
在该情况下，可以是，通过所述图像识别预先探测出分流区间(特定区间)内的车道变更的方向(左车道变更估计标志或右车道变更估计标志)，之后，判定在该区间内执行的车道变更是否符合该区间的目的性，在符合的情况下，视作目的地车道变更，在能否继续进行车道变更的判定中应用分流区间用的规定区域(前方规定距离XF’、后方规定距离XR’)。
另外，在上述实施方式中，针对作为判定能否继续进行车道变更的基准的一般区间用规定区域与作为判定能否进行车道变更的基准的规定区域相同的情况进行了记述，但是一般区间用规定区域也可以在比特定区间用规定区域大的范围内被设定为比作为判定能否进行车道变更的基准的规定区域窄。
以上记述了本发明的几个实施方式，但本发明不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够进一步进行各种变形和变更。

Claims (7)

1.一种车辆的行驶控制装置，具备：
环境状态估计部，其对本车车道、相邻车道及各所述车道上的其它车辆的周围的环境状态进行识别以及获取本车辆运动状态；
路径生成部，其根据所述环境状态估计部获取的信息生成目标路径；以及
车辆控制部，其进行速度控制和转向控制以使本车辆跟随所述目标路径，
所述车辆控制部在相邻车道的规定范围内不存在其它车辆的情况下，进行自动车道变更，将车道变更为相邻车道；以及
在实施所述自动车道变更的过程中，在本车辆周围的规定区域内识别出其它车辆的情况下，判定能否继续进行车道变更，
所述车辆的行驶控制装置的特征在于，所述车辆控制部在实施所述自动车道变更的过程中，在本车辆位于特定区间的情况下，将作为判定能否继续进行所述车道变更的基准的所述规定区域变更为第二规定区域，所述第二规定区域比本车辆位于所述特定区间以外的一般区间的情况下的所述规定区域窄。
2.根据权利要求1所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述特定区间还包括车道分流区间。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述特定区间还包括车道合流区间。
4.根据权利要求1～3所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述特定区间还包括车道分流前区间，所述车道分流前区间是实施预备车道变更的区间，所述预备车道变更是在所述车道分流区间内将车道变更到最侧部车道的变更。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述规定区域是根据本车辆的前方规定距离、后方规定距离以及侧方规定距离确定的，并且所述第二规定区域的所述前方规定距离和所述后方规定距离被缩短。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
所述规定区域是根据本车辆的前方规定距离和侧方规定距离确定的，并且在所述第二规定区域中仅所述前方规定距离被缩短。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，
具备根据地图信息和由定位单元获得的本车辆位置信息进行路径引导的导航功能，在实施所述自动车道变更的过程中，在本车辆位于所述特定区间的情况下，当进行与所述导航功能的路径引导一致的目的地车道变更时，适用于所述第二规定区域。
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