JP2015160554A - 車両制御システム、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】同一方向に走行する車線間において自動で車線変更する際の安全性を向上させるための技術の提供。【解決手段】車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御手段を備える車両制御システムであって、前記先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定手段と、前記車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定手段と、を備え、前記車両制御手段は、前記先行車両が車線変更し、かつ、前記車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った前記先行車両に前記車両を追従させて車線変更させる、車両制御システムを構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う技術に関する。

従来、車両の運転者の運転負担を軽減するための各種の車両制御技術が知られている。例えば、特許文献１においては、先行車との車間距離が目標値となるように車間距離を制御する追従制御が開示されている。また、特許文献２においては、進入レーンに障害物が無いと判定された場合に進入レーンを走行して擦れ違い用レーンに移行する技術が開示されている。

特開２００９−２０８６６１号公報 特許第５１３５３２１号公報

従来、自動で車線変更する際の安全性を向上させることが望まれていた。例えば、従来技術１においては、先行車との車間距離が目標値となるように車間距離を制御する技術が開示されているが、先行車が車線変更した場合に先行車に追従して車両を車線変更させる技術は開示されていない。そして、従来技術１においては、先行車が車線変更した場合に車両において単に追従して車線変更させることが安全であるか否か不明である。

また、特許文献２は、鉱山などの特殊な環境下において無人化することを想定しており、特殊な環境下における安全性（路面状況等）は考慮されている。しかし、高速道路などの一般的な道路環境、例えば、同一方向に複数の車線が並んでいる状況において、周囲の車両との関係を考慮した上で安全に車線変更させるための技術は開示されていない。従って、従来技術１，２を一般的な環境下における自動車線変更のための技術に適用することはできなかった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、同一方向に走行する車線間において自動で車線変更する際の安全性を向上させるための技術を提供すること目的とする。

上記の目的を達成するため、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御手段を備える車両制御システムは、先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定手段と、車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定手段と、を備え、車両制御手段は、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる。

また、上記の目的を達成するため、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御工程を備える車両制御方法は、先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定工程と、車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定工程と、を含み、車両制御工程では、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる。

さらに、上記の目的を達成するため、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御機能をコンピュータに実現させる車両制御プログラムは、先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定機能と、車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定機能と、を含み、車両制御機能では、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる機能をコンピュータに実現させる。

以上のように、車両制御システム、方法、プログラムは、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合に先行車両に追従した車線変更を実行可能であるとみなし、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる。すなわち、車両において検出可能な周囲の状況（先行車両に関する状況を除く）のみで安全に車線変更可能であると判定するのではなく、車両の先行車両の動作も車線変更可能であるか否かを判定する要素としている。また、判定要素とした先行車両の動作は、先行車両による車線変更である。すなわち、実際に先行車両が車線変更を行った場合、先行車両にとって安全に車線変更可能である状況が発生していると見なすことができ、この状況は先行車両の後続車である車両にとっても安全に車線変更可能な状況であると推定することができる。従って、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合に先行車両に追従した車線変更を行う構成とすることで、車線変更を行う際の安全性を向上させることが可能である。

車両制御システムのブロック図である。 運転支援処理のフローチャートである。 運転支援処理のフローチャートである。 （４Ａ）（４Ｂ）（４Ｃ）は、道路上の車両Ｃの例を示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）車両制御システムの構成：
（２）運転支援処理：
（３）他の実施形態：

（１）車両制御システムの構成：
図１は、本発明にかかる車両制御システム１０の構成を示すブロック図である。車両制御システム１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０と記憶媒体３０とを備えており、記憶媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとして車両制御プログラムを実施可能であり、当該車両制御プログラムは、制御部２０に車両を先行車両に追従させる追従制御を実行させる。

車両Ｃ（車両制御システム１０が搭載された車両）には、通信部４０とＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３とセンサ４４とウインカー４５とスロットル４６とステアリング４７とが備えられており、これらの各部と制御部２０との信号の授受は図示しないインタフェースによって実現されている。

通信部４０は、無線通信によって交通情報管理装置５０から交通情報を取得する装置である。本実施形態において、交通情報には渋滞情報等の他、道路上に存在する障害物の情報が含まれている。すなわち、交通情報管理装置５０は、道路周辺のセンサや車両から送信されるプローブ情報等によって道路上に存在する障害物の情報を収集しており、障害物が存在する場合、障害物が存在する車線および位置を特定し、車両に対して配信している。制御部２０は、通信部４０を介して当該交通情報管理装置５０と通信して障害物の情報を取得し、車両Ｃの走行車線の前方に存在する障害物の位置を取得することができる。

ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在地を算出するための信号を示す信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在地を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、車両の走行軌跡を特定するために利用され、本実施形態においては、車両の出発地と走行軌跡とに基づいて現在地が特定され、当該出発地と走行軌跡とに基づいて特定された車両の現在地がＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正される。

センサ４４は、車両Ｃの周囲の状況を取得するためのセンサであり、車両Ｃの周囲の画像を撮影するカメラ、車両Ｃの直前を走行する先行車両と車両Ｃとの車間距離や相対速度等を取得するミリ波センサを含む。制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて、車両Ｃと先行車両との車間距離、相対速度、車両Ｃが走行する車線の境界線である白線、車両Ｃの左右について側方および後方に存在する他の車両を検出することができる。

ウインカー４５は、車両の前部および後部の左右に取り付けられたランプを含む装置である。ウインカー４５においては、運転者の操作によってランプを点滅させることができるとともに、制御部２０が出力する制御信号に応じてランプを点滅させることができる。スロットル４６は、車両Ｃに搭載されたエンジンに供給する空気の量を調整するためのスロットルバルブを制御する装置を含み、図示しないアクセルペダルのストローク量によってスロットルバルブの開度を調整することが可能である。

また、本実施形態において、制御部２０は当該スロットル４６に対して制御信号を出力してスロットルバルブの開度を調整することが可能である。従って、制御部２０は、車両Ｃの車速を制御することができる。むろん、他の装置、例えば、変速機による変速や制動部による制動等を利用して車速を制御できるように構成しても良い。ステアリング４７は、ステアリングホイールの回転操作によって操舵を行う装置であり、制御部２０は、ステアリング４７に対して制御信号を出力して総舵角を調整することが可能である。従って、制御部２０は、車両Ｃの進行方向を制御することができる。

本実施形態においては、車両制御プログラム２１の処理によって制御部２０が車両Ｃを先行車両に追従させる追従制御を行う。このため、車両制御プログラム２１は、先行車両判定部２１ａと状況判定部２１ｂと車両制御部２１ｃとを備えている。また、記憶媒体３０には、車両Ｃの現在地や走行車線等を特定するための地図情報３０ａが記憶されている。地図情報３０ａは、道路上に設定されたノードを示すノードデータやノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ、ノードや形状補間点の連結を示すリンクデータ、等を含んでいる。本実施形態において、リンクデータには、リンクデータが示す道路区間に存在する車線と法規制とを示す情報が対応づけられている。車線を示す情報は車線の数および車線の両側の境界線の模様（実線または破線等）を示す情報であり、法規制を示す情報は、例えば、車線変更が禁止されている区間等を示す情報である。

車両制御部２１ｃは、車両Ｃを先行車両に追従させる追従制御を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて、車両Ｃの直前を走行する先行車両と車両Ｃとの車間距離を取得する。そして、制御部２０は、スロットル４６に対して制御信号を出力して車両Ｃの車速を調整し、当該車間距離が予め決められた基準距離になるように制御する。なお、先行車両が車線変更を行った場合、本実施形態においては、車両Ｃを追従させて車線変更させる場合と車線変更させない場合とが発生し得る。

本実施形態において、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車両Ｃの走行車線上の前方に障害物が存在する場合に、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理を開始する。この結果、車両Ｃの前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理が実行されることになる。従って、追従制御を行うことで障害物を回避することが可能になる。車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理が実行されると、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により追従制御を行う際の車間距離を基準距離より小さい距離に変更する。この結果、車両Ｃの前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、障害物が存在しない場合よりも小さい値の車間距離で追従制御が行われるように変更されたことになる。なお、車両Ｃの走行車線上の前方に障害物が存在しない場合、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理は開始されない。従って、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させる処理は実行されず、自動車線変更は行われない。

車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理が実行されている場合、制御部２０は、先行車両判定部２１ａと状況判定部２１ｂとにおける判定結果に基づいて車線変更を行うか否かを決定する。先行車両判定部２１ａは、先行車両が車線変更したか否かを判定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。本実施形態において、制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて、車両Ｃの直前を走行する先行車両と車両Ｃが走行している走行車線の境界線とを検出する。制御部２０は、検出された情報に基づいて、先行車両が当該走行車線の境界線を越えたか否か判定し、先行車両が当該走行車線の境界を越えた場合に先行車両が車線変更したと判定する。従って、小さい値に変更された車間距離で追従制御が行われている状態で、制御部２０が、先行車両判定部２１ａの処理により、先行車両が車線変更したか否かを判定していることになる。

状況判定部２１ｂは、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、車両Ｃの現在地における判定対象の情報を取得し、当該情報が予め決められた条件を満たす場合に車線変更可能な状況であると判定する。具体的には、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間であるか否かを判定する。車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間である場合、制御部２０は、車線変更可能な状況でないと判定する。

また、制御部２０は、センサ４４の出力情報に基づいて、車両Ｃから見て、先行車両が車線変更した方向（先行車両が車線変更後に走行する車線側）の側方および後方の所定範囲に他の車両が存在するか否かを判定する。当該所定範囲に他の車両が存在する場合、制御部２０は、車線変更可能な状況でないと判定する。そして、車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間でなく、かつ、先行車両が車線変更した方向の側方および後方の所定範囲に他の車両が存在しない場合、制御部２０は、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であると判定する。

先行車両判定部２１ａにおいて先行車両が車線変更したと判定され、かつ、状況判定部２１ｂにおいて車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であると判定された場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、先行車両に追従した車線変更が許可された状態とする。従って、先行車両が車線変更を行った場合、制御部２０は、車両Ｃと先行車両との車間距離を維持する制御を行いつつ、先行車両に追従させて車両Ｃを車線変更させる。なお、この場合、制御部２０は、ウインカー４５に対して制御信号を出力して車線変更の方向を指示するランプを点滅させる。また、制御部２０は、ステアリング４７に制御信号を出力して車両Ｃの進行方向が先行車両方向を向くように舵角を調整する。この結果、車両Ｃは、先行車両に追従して車線変更する。なお、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させる際には、基準距離より短い距離に設定された車間距離を維持するように追従制御が行われても良いし、車間距離が基準距離になるように設定されても良い。

以上のように、本実施形態においては、車両Ｃにおいて検出可能な周囲の状況のみで安全に車線変更可能であると判定するのではなく、車両Ｃの先行車両の動作も車線変更可能であるか否かを判定する要素としている。また、判定要素とした先行車両の動作は、先行車両による車線変更である。そして、実際に先行車両が車線変更を行った場合、先行車両にとって安全に車線変更可能である状況が発生していると見なすことができ、この状況は先行車両の後続車である車両Ｃにとっても安全に車線変更可能な状況であると推定することができる。従って、先行車両が車線変更し、かつ、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況である場合に先行車両に追従した車線変更を行う構成とすることで、車線変更を行う際の安全性を向上させることが可能である。

なお、本実施形態においては、先行車両が車線変更をした場合に先行車両の後続車である車両Ｃにおいても車線変更可能であるとみなすため、先行車両が車線変更したか否かを判定する際には先行車両の状況と後続車である車両Ｃの状況とが可能な限り類似していることが好ましい。そして、本実施形態においては、車両Ｃの前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、障害物が存在しない場合よりも小さい値の車間距離に変更しているため、障害物が存在しない場合よりも先行車両の状況と後続車である車両Ｃの状況とが近い状態で先行車両が車線変更したか否かを判定することができる。従って、先行車両が車線変更をした場合に先行車両の後続車である車両Ｃにおいても車線変更可能であるとみなす際の信頼性を向上させることができる。

（２）運転支援処理：
次に、追従制御を行う運転支援処理を説明する。図２および図３は、運転支援処理のフローチャートであり、当該運転支援処理は所定のトリガ（例えば、追従制御の開始指示等）に応じて実行が開始される。ここでは、図４Ａ〜図４Ｃに示す例に則して運転支援処理を説明する。なお、図４Ａは、車両Ｃが道路Ｒを走行している状態を示す図であり、図４Ｂおよび図４Ｃは、図４Ａの拡大図である。

運転支援処理が開始されると、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、先行車両に追従する追従制御を開始する。すなわち、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車両Ｃと先行車両との車間距離が基準距離となるようにスロットル４６に対して制御信号を出力し、追従制御を実行する。当該追従制御は、運転支援処理の過程で停止される場合を除き、運転支援処理が終了されるまで継続して実行される。当該追従制御が行われている状態において、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車両の現在地を取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号および地図情報３０ａに基づいて車両Ｃの現在地を取得する。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車両Ｃの前方の道路の障害物情報を取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、通信部４０を介して交通情報管理装置５０と通信し、車両Ｃの現在地の前方の既定範囲に存在する障害物の位置を示す障害物情報を取得する。図４Ａに示す例においては、車両Ｃの道路Ｒ上に障害物Ｂが存在するため、障害物の位置Ｐｂを車線単位で示す障害物情報が取得される。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車両が走行している走行車線を取得する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、センサ４４の出力信号および地図情報３０ａに基づいて車両が現在走行している道路区間および走行車線を取得する。図４Ａに示す例においては、道路Ｒを構成する車線Ｌ₁〜Ｌ₃のうち、車両Ｃが存在する車線Ｌ₂が走行車線として取得される。なお、走行車線は、センサ４４の出力信号に基づいて車両の両側の車線境界線を特定するとともに、地図情報３０ａが示す境界線の模様と照合するなどして特定される。

次に、制御部２０は、走行車線上に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５にて取得された障害物情報を参照し、障害物が走行車線における車両Ｃの前方に位置している場合に、走行車線上に障害物が存在すると判定する。図４Ａに示す例においては、走行車線Ｌ₂上に障害物Ｂが存在すると判定される。

ステップＳ１１５において、走行車線上に障害物が存在すると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１００以降の処理を繰り返す。ステップＳ１１５において、走行車線上に障害物が存在すると判定された場合、制御部２０は、ステップ１２０以降において、車両Ｃを先行車両に追従させて車線変更させるための処理を開始する。この処理において、まず制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車間距離を基準距離より小さい距離に設定する（ステップＳ１２０）。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、障害物までの距離を取得する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５にて取得された障害物情報を参照し、車両の現在地と障害物の位置との間の距離を取得する。図４Ａに示す例においては、車両Ｃの現在地と障害物の位置Ｐｂとの距離Ｌｃが取得される。次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、障害物までの距離が第１距離より大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、第１距離は、車線変更を実行可能であるか否かの判定条件を緩和するか否かを決定するためのしきい値である。図４Ａにおいては、第１距離Ｌ₁を図中に例示してある。第１距離Ｌ₁の数値としては、例えば、１０ｋｍ等を採用可能である。

ステップＳ１３０において、障害物までの距離が第１距離より大きいと判定された場合、制御部２０は、車線変更を実行可能であるか否かの判定条件を緩和する必要はないと見なす。そして、制御部２０は、先行車両判定部２１ａの処理により、先行車両が車線変更したか否かを判定する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて先行車両が当該走行車線の境界線を越えたか否か判定し、先行車両が当該走行車線の境界を越えた場合に先行車両が車線変更したと判定する。

ステップＳ１３５において、先行車両が車線変更したと判定されない場合、制御部２０は、車線変更を実行する判定条件が成立していないと見なし、ステップＳ１４０，Ｓ１４５をスキップしてステップＳ１５０を実行する。一方、ステップＳ１３５において、先行車両が車線変更したと判定された場合、制御部２０は、状況判定部２１ｂの処理により、車線変更可能な状況であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間であるか否かを判定する。また、制御部２０は、センサ４４の出力情報に基づいて、車両Ｃから見て、先行車両が車線変更した方向の側方および後方の所定範囲に他の車両が存在するか否かを判定する。そして、車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間でなく、かつ、先行車両が車線変更した方向の側方および後方の所定範囲に他の車両が存在しない場合、制御部２０は、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であると判定する。

ステップＳ１４０において、車線変更可能な状況であると判定されない場合、制御部２０は、車線変更を実行する判定条件が成立していないと見なし、ステップＳ１４５をスキップしてステップＳ１５０を実行する。一方、ステップＳ１４０において、車線変更可能な状況であると判定された場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、先行車両に追従した車線変更を実行する（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部２０は、ウインカー４５、スロットル４６、ステアリング４７に制御信号を出力し、車両Ｃを先行車両に追従させることによる車線変更を実行させる。

図４Ｂは、車両Ｃが図４Ａに示す道路Ｒ上で障害物の位置Ｐｂから第１距離Ｌ₁よりも遠い地点を走行している場合における追従制御を説明するための図であり、車両Ｃを先行車両に追従させることによる車線変更を実行するか否かの判定要素をハッチングによって模式的に示している。すなわち、車両Ｃが障害物の位置Ｐｂから第１距離Ｌ₁よりも遠い地点を走行している場合、ステップＳ１３５において先行車両Ｃｂの動作が判定要素（図４Ｂに示すＥ₂）となり、かつ、ステップＳ１４０において車両Ｃの周囲（側方および後方）の状況が判定要素（図４Ｂに示すＥ₁）となる。このように、車両Ｃが障害物の位置Ｐｂから第１距離Ｌ₁よりも遠い地点を走行している場合、車両Ｃにおいて検出可能な周囲の状況のみで安全に車線変更可能であると判定するのではなく、車両Ｃの先行車両の動作も車線変更可能であるか否かを判定する要素としている。従って、車線変更を行う際の安全性を向上させることが可能である。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車線変更が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。すなわち、制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて車線内での車両Ｃの位置を取得し、ステアリング４７の出力信号に基づいてステアリングの舵角を取得する。そして、制御部２０は、車両が車線内を走行し、かつ、ステアリングの舵角が増加した後に減少し、その後、０度（直進方向）を中心とした所定範囲を既定期間維持していれば車線変更が完了したと判定する。ステップＳ１５０において、車線変更が完了したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１２５以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１３０において、障害物までの距離が第１距離より大きいと判定されない場合、すなわち、障害物との距離が第１距離以下になるまで車両Ｃが車線変更を行わなかった場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、障害物までの距離が第２距離より大きいか否かを判定する（ステップＳ１５５）。なお、第２距離は、追従制御を停止するか否かを決定するためのしきい値であり、第１距離よりも小さな距離である。図４Ａにおいては、第２距離Ｌ₂を図中に例示してある。第２距離Ｌ₂の数値としては、例えば、５ｋｍ等を採用可能である。

ステップＳ１５５において、障害物までの距離が第２距離より大きいと判定された場合、制御部２０は、追従制御を停止させる必要はないと見なす。そして、制御部２０は、状況判定部２１ｂの処理により、車線変更可能な状況であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。当該ステップＳ１６０の処理は、ステップＳ１４０の処理と同様である。ステップＳ１６０において、車線変更可能な状況であると判定されない場合、制御部２０は、車線変更を実行する判定条件が成立していないと見なし、ステップＳ１５０を実行する。

一方、ステップＳ１６０において、車線変更可能な状況であると判定された場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車線変更を実行する（ステップＳ１６５）。すなわち、制御部２０は、ウインカー４５、スロットル４６、ステアリング４７に制御信号を出力し、車両Ｃを車線変更させる。この場合、車両Ｃの先行車両は車線変更していないため、制御部２０は、先行車両を指標とせずに車線変更を行う。例えば、制御部２０が、予め決められた変化パターンで舵角が変化するようにステアリング４７に制御信号を出力する構成等によって車線変更を行う。なお、ステップＳ１６５が実行されると、制御部２０は、ステップＳ１５０を実行する。

図４Ｃは、車両Ｃが図４Ａに示す道路Ｒ上で障害物の位置Ｐｂから第１距離Ｌ₁以下であるとともに第２距離Ｌ₂よりも遠い地点を走行している場合における追従制御を説明するための図であり、車両Ｃを先行車両に追従させることによる車線変更を実行するか否かの判定要素をハッチングによって模式的に示している。すなわち、車両Ｃが障害物の位置Ｐｂから第１距離Ｌ₁以下であるとともに第２距離Ｌ₂よりも遠い地点を走行している場合、ステップＳ１６０において車両Ｃの周囲（側方および後方）の状況が判定要素となる（図４Ｂに示すＥ₁）が、先行車両Ｃｂの動作は判定要素とならない。

以上の処理によれば、障害物との距離が第１距離以下になるまで車両Ｃが車線変更を行わなかった場合に、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であれば、制御部２０が車両Ｃを車線変更させることになる。すなわち、障害物との距離が第１距離以下になるまで車両Ｃが車線変更を行わなかった場合、車線変更を実行可能であるか否かの判定要素から先行車両の動作が除外される。この結果、車線変更を実行可能であるか否かの判定条件が緩和され、障害物に到達する前に車線変更を実行可能であると判定される可能性を高めることができる。

そして、車線変更を実行可能であるか否かの判定要素から先行車両の動作を除外する構成は、先行車両において障害物を回避する必要がない場合に特に有用である。例えば、図４Ｃに示すように、先行車両Ｃｂが大型車両であり、障害物Ｂの高さが先行車両Ｃｂの最低地上高よりも低い場合、先行車両Ｃｂは車線変更をすることなく障害物を通過することがある。一方、車両Ｃの最低地上高が障害物Ｂの高さよりも低い場合、車両Ｃにおいては当該障害物を回避する必要がある。この場合、車両Ｃが先行車両Ｃｂに追従すると障害物の回避が遅れてしまう。しかし、本実施形態においては、障害物との距離が第１距離以下になるまで前記車両Ｃが車線変更を行わなかった場合に、車線変更を実行可能であるか否かの判定要素から先行車両の動作を除外するため、障害物の回避が遅れる状況が発生することを抑制することができる。

ステップＳ１５５において、障害物までの距離が第２距離より大きいと判定されない場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、追従制御を停止する（ステップＳ１７０）。この結果、自動車速制御および自動車線変更制御は実行されず、運転者の操作に応じて車両Ｃが動作する状態になる。すなわち、障害物と車両Ｃとの距離が第１距離よりも小さい第２距離以下になるまで車両Ｃが車線変更を行わなかった場合、自動で車線変更を行う状況を継続すると、障害物に過度に接近するおそれがある。そこで、この場合は、追従制御を停止し運転者に主体的な操作を行わせることで、障害物の回避が遅れる状況が発生することを抑制することができる。

ステップＳ１５０において、車線変更が完了したと判定された場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、ステップＳ１７５以降で障害物の回避と元の走行車線への復帰のための処理を行う。すなわち、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車線を維持する追従制御を実行する（ステップＳ１７５）。すなわち、制御部２０は、スロットル４６、ステアリング４７に制御信号を出力し、車両Ｃを先行車両に追従させることによって車線変更後の車線を維持した状態での追従制御を実行する。なお、車両Ｃの直前において追従対象となる先行車両が存在しない場合、制御部２０は、スロットル４６、ステアリング４７に制御信号を出力し、センサ４４の出力信号に基づいて車線を維持しながら所定の車速で走行させる制御を行う。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、障害物までの距離を取得する（ステップＳ１８０）。すなわち、すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５にて取得された障害物情報を参照し、車両の現在地と隣接車線に存在する障害物の位置との間の距離を取得する。次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、障害物を通過したか否かを判定する（ステップＳ１８５）。すなわち、制御部２０は、障害物までの距離の大きさが減少した後、増大に転じた場合に障害物を通過したと判定する。

ステップＳ１８５において、障害物を通過したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１７５以降の処理を繰り返す。ステップＳ１８５において、障害物を通過したと判定された場合、制御部２０は、先行車両判定部２１ａの処理により、先行車両が車線変更したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。すなわち、制御部２０は、センサ４４の出力信号に基づいて車両Ｃが現在走行中の車線の境界線を先行車両が越えたか否か判定し、先行車両が当該車線の境界を越えた場合に先行車両が車線変更したと判定する。

ステップＳ１３５において、先行車両が車線変更したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１９０以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１９０において、先行車両が車線変更したと判定された場合、制御部２０は、状況判定部２１ｂの処理により、車線変更可能な状況であるか否かを判定する（ステップＳ１９５）。すなわち、制御部２０は、車両Ｃの現在地が、車線変更が禁止されている区間でなく、かつ、先行車両が車線変更した方向の側方および後方の所定範囲に他の車両が存在しない場合、制御部２０は、車両Ｃの周囲が車線変更可能な状況であると判定する。

ステップＳ１９５において、車線変更可能な状況であると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１９０以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１９５において、車線変更可能な状況であると判定された場合、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、先行車両に追従した車線変更を実行する（ステップＳ２００）。すなわち、制御部２０は、ウインカー４５、スロットル４６、ステアリング４７に制御信号を出力し、車両Ｃを先行車両に追従させることによる車線変更を実行させる。このように、本実施形態においては先行車両に追従して車両Ｃが障害物を回避する前の走行車線に復帰できるように構成されており、復帰動作および復帰後の走行も自動で行われるように構成されている。

次に、制御部２０は、車両制御部２１ｃの処理により、車線変更が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。当該判定はステップＳ１５０と同様の判定である。そして、制御部２０は、ステップＳ２０５において車線変更が完了したと判定されるまで待機し、車線変更が完了したと判定された場合、運転支援処理を終了する。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、車両制御システム１０は車両に固定的に搭載されていても良いし、持ち運び可能な端末が車両内に持ち込まれて利用される態様であっても良い。むろん、車両制御システム１０が他の機能、例えば、ナビゲーション機能を有するシステムであっても良い。さらに、先行車両判定部２１ａ、状況判定部２１ｂ、車両制御部２１ｃの少なくとも一部が上述の実施形態と異なる制御主体で実現されても良い。例えば、車両制御部２１ｃがスロットルの制御ＥＣＵによって実現されても良い。

さらに、自動制御の過程で各種の案内を行ってもよい。例えば、車両Ｃの前方に障害物が存在することを案内する構成、追従制御のための車間距離を短くすることを案内する構成、障害物までの距離を案内する構成、車線変更を実行することを案内する構成、追従制御を停止することを案内する構成、障害物を通過したことを案内する構成、車線変更が完了したことを案内する構成等を採用可能である。さらに、障害物が存在しない場合であっても、上述のステップＳ１２５以降の処理を実行し、自動車線変更が実行されるように構成しても良い。

車両制御手段における追従制御は、少なくとも特定の状況下において車両を先行車両に追従させることができればよい。例えば、先行車両が同一車線上を走行する場合には、当該先行車両に対して所定の車間距離で追従するように追従制御を行うことができればよい。一方、先行車両が車線変更を行った場合、車両を追従させて車線変更させる場合と車線変更させない場合とが発生し得る。車線変更を行うか否かは、先行車両の動作と車両から特定された周囲の状況とに基づいて特定されれば良い。従って、先行車両は、当該先行車両が車線変更した場合に、車両においても車線変更可能な状況が発生していると推定できるように設定されればよく、車両の直前を走行する先行車両であってもよいし、車両の前方において車両から所定距離以内の範囲を走行する先行車両であってもよい。

先行車両に車両を追従させて車線変更させるための構成としては、種々の構成を採用可能である。例えば、先行車両の動作を検出し、先行車両を追跡するように車両を走行させることで車線変更しても良いし、先行車両が移動した方向に存在する車線の境界（白線等）を検出し、当該車線内を走行するように車両を移動させることで車線変更しても良く、種々の構成を採用可能である。

先行車両判定手段は、先行車両が車線変更したか否かを判定することができればよく、例えば、追従対象である先行車両の動作や位置、先行車両の周囲の状況（道路上の白線等）等に基づいて、先行車両が直前において走行していた車線と異なる車線を走行するか否かを判定することができればよい。なお、車線変更したか否かの判定は、車線変更の動作のいずれのタイミングにおける動作に基づいて行われても良く、車線変更の初期の動作が検出されても良いし、車線変更過程の動作が検出されても良いし、車線変更の動作が完了したことが検出されても良い。

状況判定手段は、車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定することができればよく、車両の現在地において判定対象の情報を取得し、当該情報が予め決められた条件を満たす場合に車線変更可能な状況であると判定する構成等を採用可能である。例えば、車両の現在地が存在する道路や車線において車線変更が合法であるか否かを判定する構成や、車両の現在地が存在する道路や車線が車線変更可能な形状であるか否かを判定する構成や、変更方向の車線の所定範囲（車両に隣接する所定範囲や車両の後方の所定範囲等）に先行車両以外の他の車両が存在するか否かを判定する構成等を採用可能である。むろん、車線変更可能な状況であるか否かを判定する条件は２個以上であっても良い。

さらに、車両制御手段が、所定の車間距離で車両を先行車両に追従させるように追従制御を行い、車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、障害物が存在しない場合よりも小さい値の車間距離に変更し、先行車両判定手段が、小さい値に変更された車間距離で追従制御が行われている状態で先行車両が車線変更したか否かを判定する構成としても良い。

すなわち、車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合には、当該障害物に到達する前に車両において車線変更を行って障害物を回避する必要がある。そこで、車両において、先行車両に追従して車線変更を行う追従制御を行う構成とすれば、追従制御を行うことで障害物を回避することも可能になる。また、先行車両が車線変更をした場合に先行車両の後続車である車両においても車線変更可能であるとみなす構成においては、先行車両の状況と後続車である車両の状況とが可能な限り類似していることが好ましい。

そこで、車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、障害物が存在しない場合よりも小さい値の車間距離に変更すれば、障害物が存在しない場合よりも先行車両の状況と後続車である車両の状況とが近い状態で先行車両が車線変更したか否かを判定することができる。従って、先行車両が車線変更をした場合に先行車両の後続車である車両においても車線変更可能であるとみなす際の信頼性を向上させることができる。

なお、障害物は各種の地物を想定可能であり、事故後の散乱物や積荷の落下物、道路外からの侵入物等が想定される。また、車両の前方に回避が必要な障害物が存在するか否かを示す情報は、種々の態様で提供可能であり、例えば、車両の前方の交通情報として車両に対して無線通信等で提供される構成等を想定可能である。むろん、障害物の位置は、車線単位で特定されることが好ましい。

さらに、車両制御手段が、車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合において、障害物との距離が第１距離以下になるまで車両が車線変更を行わなかった場合、車両の周囲が車線変更可能な状況であれば、車両を車線変更させる構成としても良い。すなわち、障害物との距離が第１距離以下になるまで車両が車線変更を行わなかった場合、車線変更を実行可能であるか否かの判定要素から先行車両の動作を除外する。この結果、車線変更を実行可能であるか否かの判定条件が緩和され、障害物に到達する前に車線変更を実行可能であると判定される可能性を高めることができる。

この構成は、先行車両において障害物を回避する必要がない場合に特に有用である。すなわち、先行車両が大型車両である場合など、先行車両の最低地上高が高いために先行車両において障害物を回避する必要がない場合、当該先行車両は車線変更をすることなく障害物を通過することがある。そして、先行車両の後続車である車両においては当該障害物を回避する必要がある場合、車両が先行車両に追従すると障害物の回避が遅れてしまう。そこで、障害物が存在する場合においては、障害物との距離が第１距離以下になるまで前記車両が車線変更を行わなかった場合に、車線変更を実行可能であるか否かの判定要素から先行車両の動作を除外することで、障害物の回避が遅れる状況が発生することを抑制することができる。

さらに、車両制御手段が、障害物との距離が第１距離よりも小さい第２距離以下になるまで車両が車線変更を行わなかった場合、追従制御を停止する構成を採用しても良い。すなわち、障害物との距離が第１距離よりも小さい第２距離以下になるまで車両が車線変更を行わなかった場合、自動で車線変更を行う状況を継続すると、障害物に過度に接近するおそれがある。そこで、この場合は、追従制御を停止し運転者に主体的な操作を行わせることで、障害物の回避が遅れる状況が発生することを抑制することができる。

さらに、本発明のように、先行車両が車線変更し、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った先行車両に車両を追従させて車線変更させる手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…車両制御システム、２０…制御部、２１…車両制御プログラム、２１ａ…先行車両判定部、２１ｂ…状況判定部、２１ｃ…車両制御部、３０…記憶媒体、３０ａ…地図情報、４０…通信部、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…センサ、４５…ウインカー、４６…スロットル、４７…ステアリング、５０…交通情報管理装置

Claims (6)

1. 車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御手段を備える車両制御システムであって、
   前記先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定手段と、
   前記車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定手段と、を備え、
   前記車両制御手段は、
   前記先行車両が車線変更し、かつ、前記車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った前記先行車両に前記車両を追従させて車線変更させる、
   車両制御システム。
2. 前記車両制御手段は、
   所定の車間距離で前記車両を前記先行車両に追従させるように前記追従制御を行い、
   前記車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合に、前記障害物が存在しない場合よりも小さい値の前記車間距離に変更し、
   前記先行車両判定手段は、
   小さい値に変更された前記車間距離で前記追従制御が行われている状態で前記先行車両が車線変更したか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記車両制御手段は、
   前記車両の前方に回避が必要な障害物が存在する場合において、
   前記障害物との距離が第１距離以下になるまで前記車両が車線変更を行わなかった場合、前記車両の周囲が車線変更可能な状況であれば、前記車両を車線変更させる、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両制御システム。
4. 前記車両制御手段は、
   前記障害物との距離が第１距離よりも小さい第２距離以下になるまで前記車両が車線変更を行わなかった場合、前記追従制御を停止する、
   請求項３に記載の車両制御システム。
5. 車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御工程を含む車両制御方法であって、
   前記先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定工程と、
   前記車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定工程と、を含み、
   前記車両制御工程では、
   前記先行車両が車線変更し、かつ、前記車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った前記先行車両に前記車両を追従させて車線変更させる、
   車両制御方法。
6. 車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御機能をコンピュータに実現させる車両制御プログラムであって、
   前記先行車両が車線変更したか否かを判定する先行車両判定機能と、
   前記車両の周囲が車線変更可能な状況であるか否かを判定する状況判定機能と、を含み、
   前記車両制御機能では、
   前記先行車両が車線変更し、かつ、前記車両の周囲が車線変更可能な状況である場合、車線変更を行った前記先行車両に前記車両を追従させて車線変更させる機能をコンピュータに実現させる車両制御プログラム。

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