JP2017138900A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 後続車によって車両の車線変更制御が妨げられることを抑制することができる車両制御システムを提供する。
【解決手段】 車線変更制御を実行する車両制御システムであって、地図情報に対応付けられた車線変更禁止区間及び車線変更可能区間の情報を記憶する地図データベースと、地図情報における車両の位置に基づいて予め決定された車線変更可能区間の開始地点において車両の車線変更制御を実行する車線変更制御部と、車両の方向指示器をオフ状態とオン状態とに切り換える方向指示器制御部とを備え、方向指示器制御部は、走行位置判定部により車線変更制御が実行される車線変更可能区間の一つ手前の車線変更禁止区間を車両が走行中であると判定され且つ後続車判定部により後続車が存在すると判定された場合、車両が開始地点に至る前に、車両の隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。
【選択図】図４

Description

本発明は、車線変更制御を実行する車両制御システムに関する。

従来、車線変更制御を実行する車両制御システムに関する技術文献として、特開２０１５−１８４７２１号公報が知られている。この公報に記載の自動運転支援装置は、車線変更制御を行うと判定された場合に、車両が車線変更禁止線の存在する道路（車線変更禁止区間）を走行しているときには、車線変更禁止線の終端で車両の車線変更制御を開始する。

特開２０１５−１８４７２１号公報

ところで、車両に接近又は近接する後続車が存在する場合、後続車の運転者が車両の追い越しを意図していることがある。このとき、上述した従来の装置のように車線変更禁止線の終端で車線変更制御を開始して車両の方向指示器をオン状態にすると、車線変更禁止線の終端に近づいた後続車もほぼ同じタイミングで追い越しを開始してしまう場合がある。この場合、車両と後続車が接近して車線変更制御を中止せざるを得なくなるおそれがある。

そこで、本技術分野では、後続車によって車両の車線変更制御が妨げられることを抑制することができる車両制御システムを提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明は、車両を走行車線から隣接車線へ車線変更させる車線変更制御を実行する車両制御システムであって、地図情報を記憶すると共に、地図情報に対応付けられた車線変更禁止区間及び車線変更可能区間の情報を記憶する地図データベースと、地図情報における車両の位置を認識する車両位置認識部と、車両位置認識部の認識した地図情報における車両の位置に基づいて、予め決定された車線変更可能区間の開始地点において車両の車線変更制御を実行する車線変更制御部と、車両位置認識部の認識した地図情報における車両の位置に基づいて、車線変更制御が実行される車線変更可能区間の一つ手前の車線変更禁止区間を車両が走行中であるか否かを判定する走行位置判定部と、走行車線上で車両に接近又は近接する後続車が存在するか否かを判定する後続車判定部と、車両の方向指示器をオフ状態とオン状態とに切り換える方向指示器制御部と、を備え、方向指示器制御部は、走行位置判定部により車線変更制御が実行される車線変更可能区間の一つ手前の車線変更禁止区間を車両が走行中であると判定され、且つ、後続車判定部により後続車が存在すると判定された場合、車両が開始地点に至る前に、車両の隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。

本発明によれば、後続車によって車両の車線変更制御が妨げられることを抑制することができる。

本実施形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。 （ａ）分岐路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。（ｂ）二車線道路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。（ｃ）合流路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。 （ａ）後続車の判定基準の一例を説明するためのグラフである。（ｂ）後続車の判定基準の第１変形例を説明するためのグラフである。（ｃ）後続車の判定基準の第２変形例を説明するためのグラフである。（ｄ）後続車の判定基準の第３変形例を説明するためのグラフである。（ｅ）後続車の判定基準の第４変形例を説明するためのグラフである。 方向指示器の前出し作動処理を示すフローチャートである。 （ａ）方向指示器の切り換えタイミングの第１変形例を説明するためのグラフである。（ｂ）方向指示器の切り換えタイミングの第２変形例を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。図１に示す本実施形態に係る車両制御システム１００は、乗用車などの車両に搭載されており、車両の走行を制御する。車両制御システム１００は、車両の自動運転を実行可能に構成されている。自動運転とは、運転者が操作することなく車両を予め設定された目的地まで走行させる車両制御である。自動運転を実行するための構成については、周知の構成を採用することができる。

車両制御システム１００は、車両の車線変更制御を実行する。車線変更制御とは、車両の走行する走行車線から走行車線に隣接する隣接車線へ車両を車線変更させる車両制御である。車両制御システム１００の車線変更制御は、自動運転の一部として実行される。車線変更制御が行われる場合、車両の隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器がオン状態となる。方向指示器がオン状態になるタイミングについて詳しくは後述する。

［車両制御システムの構成］
図１に示すように、車両制御システム１００は、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部１、外部センサ２、内部センサ３、地図データベース４、アクチュエータ５、方向指示器駆動部６、及びＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺環境を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダー［Radar］又はライダー［LIDAR：LaserImaging Detection and Ranging］を含む。カメラは、例えば、車両のフロントガラスの裏側に設けられ、車両の前方を撮像する。カメラは、車両周囲の撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。

レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両の外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。ライダーは、電波に代えて光を用いて障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ３は、車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、合流路及び分岐路の位置情報が含まれる。

地図データベース４には、地図情報と対応付けられた車線変更禁止区間及び車線変更可能区間の情報が記憶されている。車線変更禁止区間とは、道路上で車両の車線変更が禁止された区間である。車線変更禁止区間は、例えば、法令上で車線変更が禁止された車線変更禁止線（実線の車線境界線など）が存在する区間である。車線変更禁止区間は、一車線しかなく車線変更が不能な区間も含む。車線変更可能区間とは、道路上で車両の車線変更が可能な区間である。地図データベース４は、車線変更禁止区間の開始地点及び終了地点と、車線変更可能区間の開始地点及び終了地点とを記憶している。

なお、地図データベース４は単体のデータベースである必要はなく、複数のデータベースから構成されていてもよい。地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースと、車線変更禁止区間及び車線変更可能区間の情報を記憶するデータベースをそれぞれ有していてもよい。

アクチュエータ５は、車両の走行制御を実行する装置である。アクチュエータ５は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。

方向指示器駆動部６は、車両の方向指示器をオン状態とオフ状態とに切り換えるための装置である。方向指示器駆動部６は、例えばマイクロプロセッサ、トランジスタ、リレーによる駆動回路と通信装置などからなる電子制御ユニットとすることができる。方向指示器駆動部６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて方向指示器をオン状態とオフ状態とに切り換える。

方向指示器は、例えば特定の色で発光する灯火器であり、車両前部の左右の位置及び車両後部の左右の位置に設けられている。方向指示器が灯火器である場合には、オン状態は例えば点滅状態又は点灯状態である。方向指示器の態様は、車両の使用される地域、車種によって変化する。方向指示器が灯火器ではなく、発光する板部材である場合には、オン状態は例えば発光する板部材が車両側面から車両の進行方向に突出した状態（上向きに備えられた発光する板部材が車両の進行方向に向かって倒された状態）となる。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、例えば、ＣＡＮ通信回路を介してＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

また、ＥＣＵ１０は、車両の自動運転を実行する機能を有している。ＥＣＵ１０は、自動運転を実行するため、周知の手法により車両の走行計画を予め生成する。走行計画は、車両の地図上の位置と車両の制御目標値（目標車速、目標操舵角）とを対応付けたデータである。ＥＣＵ１０は、走行計画に沿って車両の自動運転を実行する。ＥＣＵ１０は、車両の現在の位置から予め設定された目的地に至るように走行計画を生成する。走行計画は、例えば自動運転の開始時に生成される。走行計画では、目的地に到達するために車両の車線変更制御が実行される車線変更開始位置（車線変更可能区間の位置）が予め決定されている。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、周辺環境認識部１２、走行状態認識部１３、車線変更制御部１４、走行位置判定部１５、後続車判定部１６、及び方向指示器制御部１７を有している。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、地図情報における車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により車両の位置を認識してもよい。

車両位置認識部１１は、車載のカメラにより撮像された車両前方の撮像画像（白線の画像）に基づいて、周知の画像処理手法により、車両の横位置を認識する。車載のカメラは、車両における搭載位置が決まっており、この搭載位置から当該カメラが撮像する範囲も決まっている。また、カメラの搭載位置と車両の中心位置との位置関係（平面視における位置関係）は決まっている。このため、車両位置認識部１１は、カメラの撮像画像上における左右二本の白線の位置から、車線幅方向における車両の中心位置（車両の横位置）を求めることができる。カメラに代えて、レーダー又はライダーにより白線を認識してもよい。

周辺環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の周辺環境を認識する。周辺環境には、車両に対する障害物の位置、車両に対する障害物の相対速度、車両に対する障害物の移動方向などが含まれる。周辺環境認識部１２は、カメラの撮像画像、レーダーの障害物情報、又はライダーの障害物情報に基づいて、周知の手法により車両の周辺環境を認識する。

走行状態認識部１３は、車両の走行状態を認識する。車両の走行状態には、車両の速度、車両の加速度、車両の舵角などが含まれる。走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて車両の走行状態を認識する。

車線変更制御部１４は、車両を走行車線から隣接車線へ車線変更させる車線変更制御を実行する。車線変更制御部１４は、アクチュエータ５に制御信号を送信することで、車線変更制御を実行する。車線変更制御部１４は、車両位置認識部１１の認識した地図情報における車両の位置に基づき、走行計画で予め決定された車線変更可能区間の開始地点において車線変更制御を実行する。

ここで、図２（ａ）は、分岐路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。図２（ａ）に、車両Ｍ、後続車Ｎ、走行車線Ｒ１、隣接車線（走行車線Ｒ１から分岐する分岐路）Ｒ２、車線変更可能区間Ａ、車線変更禁止区間Ｂ、方向指示器の前出し作動区間Ｃ、開始地点Ｐを示す。開始地点Ｐとは、予め決定された車線変更制御を実施する車線変更可能区間Ａが開始される地点である。開始地点Ｐは、車線変更禁止区間Ｂから車線変更可能区間Ａに変わる地点に相当する。この開始地点Ｐが車線変更制御の開始位置に相当する。なお、方向指示器の前出し作動区間Ｃについては後述する。

図２（ａ）に示す状況において、車線変更制御部１４は、車両Ｍが車線変更禁止区間Ｂを走行中である場合には、車線変更制御を実行しない。車線変更制御部１４は、車両Ｍが開始地点Ｐに至った場合、車線変更制御を開始する。なお、車両Ｍが開始地点Ｐに至ったタイミングと車線変更制御を開始するタイミングは多少ずれていてもよい。車線変更制御部１４は、車両Ｍが車線変更可能区間Ａを走行中に車両Ｍを走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２に車線変更させる車線変更制御を実行する。図２（ｂ）及び図２（ｃ）については後述する。

車線変更制御部１４は、車線変更制御を実行する場合、車線変更制御で車両Ｍが走行する目標軌跡を設定する。目標軌跡とは、車線変更制御によって車両が走行車線から隣接車線へ車線変更する車両Ｍが走行する目標となる軌跡である。車線変更制御部１４は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの横位置、周辺環境認識部１２の認識した周辺環境、及び走行状態認識部１３の認識した車両Ｍの走行状態に基づいて、目標軌跡を設定する。また、車線変更制御部１４は、車線変更制御における車両Ｍの目標車速パターン（例えば車速の制御目標値の時系列データ）を設定する。車線変更制御部１４は、車両Ｍの現在の車速に基づいて、運転者に違和感を与えないように車両Ｍの横加速度が所定値以下となる目標車速パターンを設定する。車線変更制御部１４は、予め記憶された複数の目標軌跡及び目標車速パターンの組み合わせの中から一つを採用する態様であってもよい。

車線変更制御部１４は、目標軌跡及び目標車速パターンに基づいて、車線変更制御を実行する。車線変更制御部１４は、車両位置認識部１１の認識した車両Ｍの横位置、周辺環境認識部１２の認識した周辺環境、及び走行状態認識部１３の認識した車両Ｍの走行状態に基づいて、車両Ｍが隣接車線内へ到達するように車線変更制御を実行する。

走行位置判定部１５は、車両位置認識部１１の認識した地図情報における車両Ｍの位置に基づいて、車線変更制御が実行される車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であるか否かを判定する。走行位置判定部１５は、走行計画において予め決定された車線変更制御を実行する車線変更可能区間Ａを認識すると共に、地図情報における車両Ｍの位置に基づいて車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であるか否かを判定する。

後続車判定部１６は、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在するか否かを判定する。後続車判定部１６は、周辺環境認識部１２の認識した周辺環境に基づいて上記判定を行う。

ここで、図３（ａ）は、後続車の判定基準の一例を説明するためのグラフである。図３（ａ）の縦軸は、車両Ｍと後続車Ｎの相対速度ΔＶである。相対速度ΔＶは、車両Ｍに接近する場合の速度を正の値とする。図３（ａ）の横軸は、車両Ｍと後続車Ｎとの距離ΔＸの絶対値｜ΔＸ｜である。以下、車両Ｍと後続車Ｎとの距離ΔＸの絶対値｜ΔＸ｜を距離｜ΔＸ｜と呼ぶ。

図３（ａ）に相対速度ΔＶの閾値Ｖ１（正の値の閾値）を示す。図３（ａ）に示すように、後続車判定部１６は、車両Ｍと後続車Ｎの相対速度ΔＶが閾値Ｖ１以上の後続車Ｎが存在する場合、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定する。なお、距離｜ΔＸ｜については、実質的に車両Ｍの外部センサ２が後続車Ｎを検出可能な距離以下となる。図３（ｂ）〜図３（ｅ）に示す後続車Ｎの判定基準の他の例については後述する。

方向指示器制御部１７は、車両Ｍの方向指示器のオン状態とオフ状態とを切り換える。方向指示器制御部１７は、方向指示器駆動部６に制御信号を送信することで、方向指示器の状態を制御する。

方向指示器制御部１７は、走行位置判定部１５により車線変更制御が実行される車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であると判定され、且つ、後続車判定部１６により車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定された場合、方向指示器の前出し作動処理を行う。方向指示器の前出し作動処理とは、車両Ｍが開始地点Ｐに至る前（すなわち車両Ｍが車線変更制御を開始する前）に、車両Ｍの隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える処理である。方向指示器制御部１７は、例えば、車線変更制御が終了するまで方向指示器のオン状態を継続する。

方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理として、車両Ｍが開始地点Ｐに至るまでの走行距離が予め設定された閾値以下になったとき、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。閾値は、車線変更のシーン（道路形状など）に応じて異なる値を設定してもよい。この場合、図２（ａ）に示す方向指示器の前出し作動区間Ｃは、開始地点Ｐから手前に閾値に対応する長さを有する区間となる。方向指示器の前出し作動区間Ｃは、車両Ｍが車線変更制御を開始する前に方向指示器がオン状態になっている区間である。

図２（ｂ）は、二車線道路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。図２（ｂ）に示す二車線道路は、走行車線Ｒ３と隣接車線Ｒ４からなり、途中で分岐している。この二車線道路では、分岐の手前に車線変更可能区間Ａが設定され、車線変更可能区間Ａより前には車線変更禁止区間Ｂが設定されている。図２（ｂ）に示す状況においても、車線変更可能区間Ａの開始地点Ｐから予め設定された距離（上記閾値に対応する距離）だけ手前の区間を方向指示器の前出し作動区間Ｃとすることができる。

図２（ｃ）は、合流路において車線変更制御を開始する前の状況を示す平面図である。図２（ｃ）に示す走行車線Ｒ５は合流側の車線であり、隣接車線Ｒ６は合流対象の車線である。図２（ｃ）では、走行車線Ｒ５と隣接車線Ｒ６の合流区間が車線変更可能区間Ａとなっている。図２（ｃ）に示す状況においても、車線変更可能区間Ａの開始地点Ｐから予め設定された距離（上記閾値に対応する距離）だけ手前の区間を方向指示器の前出し作動区間Ｃとすることができる。

なお、方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理を行わない場合、車線変更制御の開始と同時に隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。

［車両制御システムにおける方向指示器の前出し作動処理］
次に、本実施形態に係る車両制御システム１００における方向指示器の前出し作動処理について図４を参照して説明する。図４に示すフローチャートは、車両Ｍが自動運転中である場合に実行される。

図４に示すように、車両制御システム１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０において、走行位置判定部１５により車線変更制御が実行される車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であるか否かを判定する。走行位置判定部１５は、車両位置認識部１１の認識した地図情報における車両Ｍの位置に基づいて上記判定を行う。ＥＣＵ１０は、上記車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中ではないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車両Ｍが自動運転中である場合、再びＳ１０から処理を繰り返す。ＥＣＵ１０は、上記車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、後続車判定部１６により走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在するか否かを判定する。後続車判定部１６は、周辺環境認識部１２の認識した周辺環境に基づいて上記判定を行う。ＥＣＵ１０は、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在しないと判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、車両Ｍが自動運転中である場合、再びＳ１０から処理を繰り返す。ＥＣＵ１０は、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１４に移行する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、方向指示器制御部１７による方向指示器の前出し作動処理を実行する。方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理として、車両Ｍが開始地点Ｐ（車線変更開始位置）に至る前に、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。

具体的に、方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理として、車両Ｍが開始地点Ｐに至るまでの走行距離が予め設定された閾値以下になったか否かを判定する。方向指示器制御部１７は、車両Ｍが開始地点Ｐに至るまでの走行距離が予め設定された閾値以下になったと判定した場合、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了する。

［車両制御システムの作用効果］
以上説明した本実施形態に係る車両制御システム１００によれば、車線変更制御を実行する車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であり、且つ、車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在する場合に、方向指示器の前出し作動処理を実行する。これにより、この車両制御システム１００によれば、車両Ｍが車線変更可能区間Ａの開始地点Ｐ（車線変更開始位置）に至る前に、車両Ｍの隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換えるので、後続車Ｎの運転者が車線変更可能区間Ａの開始地点Ｐで車両Ｍの追い越しを意図していたとしても、車両Ｍの方向指示器に気付いて追い越しを止めることができる。従って、この車両制御システム１００によれば、追い越ししようとする後続車Ｎによって車両Ｍの車線変更制御が妨げられ、車両Ｍの車線変更制御の中止や遅延が発生することを抑制できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

例えば、後続車判定部１６による後続車Ｎの判定基準は、上述した実施形態に限られない。図３（ｂ）は、後続車Ｎの判定基準の第１変形例を説明するためのグラフである。図３（ｂ）の縦軸は車両Ｍと後続車Ｎの相対速度ΔＶである。横軸は車両Ｍと後続車Ｎの距離｜ΔＸ｜である。図３（ｃ）〜図３（ｅ）も同様である。図３（ｂ）に、距離｜ΔＸ｜の閾値Ｘ１（正の値の閾値）を示す。図３（ｂ）では、相対速度ΔＶが０以上であり、距離｜ΔＸ｜が閾値Ｘ１以下の領域をハッチングで示している。

図３（ｂ）に示すように、後続車判定部１６は、車両Ｍとの相対速度ΔＶが０以上であり、車両Ｍとの距離｜ΔＸ｜が閾値Ｘ１以下の後続車Ｎが存在する場合、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定してもよい。

図３（ｃ）は、後続車Ｎの判定基準の第２変形例を説明するためのグラフである。図３（ｃ）では、相対速度ΔＶが閾値Ｖ１以上の領域、及び、相対速度ΔＶが０以上であり、距離｜ΔＸ｜が閾値Ｘ１以下の領域をハッチングで示している。図３（ｃ）に示すように、後続車判定部１６は、車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎとして、車両Ｍと後続車Ｎの相対速度ΔＶが閾値Ｖ１以上の後続車Ｎ、又は、車両Ｍとの相対速度ΔＶが０以上であり、車両Ｍとの距離｜ΔＸ｜が閾値Ｘ１以下の後続車Ｎが存在する場合、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定してもよい。

図３（ｄ）は、後続車Ｎの判定基準の第３変形例を説明するためのグラフである。図３（ｄ）では、相対速度ΔＶと距離｜ΔＸ｜が下記の式（１）、（２）の関係を満たす領域をハッチングで示している。
（｜ΔＸ｜−Ｘ２）／ΔＶ＜Ｔ且つ｜ΔＸ｜≧Ｘ２・・・（１）
ΔＶ＞Ｖ２且つ｜ΔＸ｜＜Ｘ２・・・（２）
Ｘ２は正の値の閾値である。Ｖ２は負の値の閾値である。また、Ｔは予め設定された値である。Ｔは、等速運動を前提として、後続車Ｎが車両ＭよりＸ２だけ後方の位置に到達するまでの時間とすることができる。

図３（ｄ）に示すように、後続車判定部１６は、相対速度ΔＶと距離｜ΔＸ｜が上記の式（１）、（２）の関係を満たす後続車Ｎが存在する場合に、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定してもよい。

図３（ｅ）は、後続車Ｎの判定基準の第４変形例を説明するためのグラフである。図３（ｅ）では、相対速度ΔＶと距離｜ΔＸ｜が下記の式（３），（４）の関係を満たす領域をハッチングで示している。
ΔＶ＞√（２×Ａ（｜ΔＸ｜−Ｘ３）且つ｜ΔＸ｜≧Ｘ３・・・（３）
ΔＶ＞Ｖ２且つ｜ΔＸ｜＜Ｘ３・・・（４）
Ｘ３は正の値の閾値である。また、Ａは予め設定された値である。Ａは、車両Ｍが等速運動で、後続車Ｎが加速度−Ａ（Ａ＞０）で等加速度運動（実質は減速）したとき、後続車Ｎは車両ＭよりＸ２だけ後方の位置で車両Ｍと等しい速度になることを示している。

図３（ｅ）に示すように、後続車判定部１６は、相対速度ΔＶと距離｜ΔＸ｜が上記の式（３），（４）の関係を満たす後続車Ｎが存在する場合に、走行車線上で車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定してもよい。なお、式（１）〜（４）のような関数ではなく、ルックアップテーブルで任意の判定基準を予め定義しておいてもよい。

なお、上記の閾値Ｖ１、閾値Ｖ２、閾値Ｘ１〜Ｘ３、Ｔ、Ａなどの値を、車両Ｍの速度又は加速度、後続車Ｎの車速又は加速度、走行車線の制限速度、走行車線の道路形状など様々な条件で可変としてもよい。相対速度ΔＶは、車両Ｍと後続車Ｎの相対速度そのものを相対速度ΔＶとして採用してもよく、車両Ｍと後続車Ｎの相対速度のベクトルのうち車両Ｍの進行方向成分の速度を相対速度ΔＶとして採用してもよい。同様に、距離｜ΔＸ｜は、実際の車両Ｍと後続車Ｎの距離を距離｜ΔＸ｜として採用してもよく、車両Ｍの進行方向における車両Ｍと後続車Ｎの距離を距離｜ΔＸ｜として採用してもよい。

次に、方向指示器の前出し作動処理における方向指示器の切り換えタイミングの変形例について説明する。例えば、方向指示器制御部１７は、車両Ｍが開始地点Ｐに至るまでの走行距離を車両Ｍの車速で除した値（開始地点Ｐまでの推定到達時間に相当）が予め設定された閾値以下になったとき、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換えてもよい。閾値は、車線変更のシーン（道路形状など）に応じて異なる値を設定することができる。また、車両Ｍの車速に代えて、走行車線の制限速度を用いてもよい。

図５（ａ）は、方向指示器の切り換えタイミングの第１変形例を説明するためのグラフである。この変形例では、車両Ｍが開始地点Ｐ（車線変更開始位置）に到達するまでの距離Ｌと以下の式（５）で表される時間Ｔｔｃが用いられる。
Ｔｔｃ＝（｜ΔＸ｜−Ｘ４）／ΔＶ・・・（５）
Ｘ４は、距離｜ΔＸ｜に対応する正の値の定数である。Ｔｔｃは、等速運動を前提として、後続車Ｎが車両ＭよりＸ４だけ後方の位置に到達するまでの時間である。図５（ａ）に示す直線Ｗ１は、時間Ｔｔｃが小さいほど距離Ｌの値が大きくなるように傾斜する直線である。また、図５（ａ）に示すハッチング領域Ｈ１には、直線Ｗ１上の領域及び直線Ｗ１より下側の領域が含まれる。

方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理として、距離Ｌと時間Ｔｔｃが図５（ａ）に示すハッチング領域Ｈ１の関係となったときに、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換えてもよい。このように、方向指示器制御部１７は、方向指示器をオン状態に切り換えるタイミングを連続的に可変にして、時間Ｔｔｃが小さいほど切り換えるタイミングを早くしてもよい。

図５（ｂ）は、方向指示器の切り換えタイミングの第２変形例を説明するためのグラフである。図５（ｂ）に示す曲線Ｗ２は、時間Ｔｔｃが小さいほど距離Ｌの値が大きくなるように湾曲する曲線である。また、図５（ｂ）に示すハッチング領域Ｈ２には、曲線Ｗ２上の領域及び曲線Ｗ２より下側の領域が含まれる。方向指示器制御部１７は、方向指示器の前出し作動処理として、距離Ｌと時間Ｔｔｃが図５（ｂ）に示すハッチング領域Ｈ２の関係となったときに、車両Ｍの隣接車線側（車線変更方向）の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換えてもよい。

なお、上記実施形態では、車両制御システム１００が自動で車両Ｍを車線変更させる車線変更制御を行う場合について説明しているが、方向指示器のみを自動で制御するシステムも考えられる。この場合、車線変更制御が実行される車線変更可能区間Ａの一つ手前の車線変更禁止区間Ｂを車両Ｍが走行中であると判定され、且つ、車両Ｍに接近又は近接する後続車Ｎが存在すると判定されたときには、車両Ｍが車線変更をする予定の開始地点Ｐ（車線変更開始位置）に至る前に、車両Ｍの方向指示器の前出し作動処理を行う。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、５…アクチュエータ、６…方向指示器駆動部、１１…車両位置認識部、１２…周辺環境認識部、１３…走行状態認識部、１４…車線変更制御部、１５…走行位置判定部、１６…後続車判定部、１７…方向指示器制御部、１００…車両制御システム。

Claims (1)

1. 車両を走行車線から隣接車線へ車線変更させる車線変更制御を実行する車両制御システムであって、
   地図情報を記憶すると共に、前記地図情報に対応付けられた車線変更禁止区間及び車線変更可能区間の情報を記憶する地図データベースと、
   前記地図情報における前記車両の位置を認識する車両位置認識部と、
   前記車両位置認識部の認識した前記地図情報における前記車両の位置に基づいて、予め決定された前記車線変更可能区間の開始地点において前記車両の前記車線変更制御を実行する車線変更制御部と、
   前記車両位置認識部の認識した前記地図情報における前記車両の位置に基づいて、前記車線変更制御が実行される前記車線変更可能区間の一つ手前の前記車線変更禁止区間を前記車両が走行中であるか否かを判定する走行位置判定部と、
   前記走行車線上で前記車両に接近又は近接する後続車が存在するか否かを判定する後続車判定部と、
   前記車両の方向指示器をオフ状態とオン状態とに切り換える方向指示器制御部と、
   を備え、
   前記方向指示器制御部は、前記走行位置判定部により前記車線変更制御が実行される前記車線変更可能区間の一つ手前の前記車線変更禁止区間を前記車両が走行中であると判定され、且つ、前記後続車判定部により前記後続車が存在すると判定された場合、前記車両が前記開始地点に至る前に、前記車両の前記隣接車線側の方向指示器をオフ状態からオン状態に切り換える、車両制御システム。

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