JP2017178217A - 支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と他車両との相対速度が大きい場合であっても、乗員に違和感を与えずに車線変更を支援する技術を提供する。【解決手段】相対算出部１４が、自車両と前後車両との相対距離を算出する。車間算出部１５は、車線変更時に自車両と前後車両との間に確保すべき距離である必要車間距離を算出する。必要車間距離には、第１車間距離に加えて第２車間距離が含まれる。第１車間距離は、車線変更後に自車両または前後車両が速度調整を行うために確保すべき距離である。第２車間距離は、自車両または前後車両が速度調整を行った後に自車両と前後車両との間に確保すべき距離である。第２判断部１６が、相対距離が必要車間距離以上である場合に、車線変更が可能であると判断する。支援部１７が、車線変更が可能であると判断された場合に、車線変更を支援する。【選択図】図２

Description

本発明は、車線変更を支援する技術に関する。

特許文献１には、車両の走行を支援する走行支援装置が開示されている。この走行支援装置は、自車両と他車両の相対距離および相対速度を検出し、検出した相対距離および相対速度に基づいて自車両が車線変更した時の衝突危険度を算出する。そして、走行支援装置は、相対距離、相対速度および衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する。

特開２００９−７８７３５号公報

上記技術では、自車両と他車両との相対速度が大きい場合には、衝突危険度が低くても、車線変更後に自車両と他車両との間の車間距離が急激に縮まることになるため、乗員に違和感を与えるおそれがあった。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、自車両と他車両との相対速度が大きい場合であっても、乗員に違和感を与えずに車線変更を支援する技術を提供することを目的としている。

本発明の支援装置（１）は、自車両の車線変更を支援する機能を有する。
支援装置は、第１取得部（１２）と、第２取得部（１３）と、相対算出部（１４）と、車間算出部（１５）と、判断部（１６）と、支援部（１７）と、を備える。

第１取得部は、自車両の走行速度および自車両の位置を取得する。
第２取得部は、自車両の車線変更先となる車線を走行する車両のうち自車両の前後を走行する車両である前後車両の走行速度および前後車両の位置を取得する。

相対算出部は、自車両の位置と前後車両の位置とに基づき、自車両と前後車両との相対距離を算出する。
車間算出部は、自車両の走行速度と前後車両の走行速度とに基づき、車線変更時に自車両と前後車両との間に確保すべき距離である必要車間距離を算出する。車間算出部は、第１距離算出部（１５Ａ）と、第２算出部（１５Ｂ）と、を備える。第１算出部は、車線変更後に自車両または前後車両が速度調整を行うために確保すべき距離である第１車間距離を算出する。第２算出部は、自車両または前後車両が速度調整を行った後に自車両と前後車両との間に確保すべき距離である第２車間距離を算出する。必要車間距離には、第１車間距離に加えて第２車間距離が含まれる。

判断部は、相対距離が必要車間距離以上である場合に、車線変更が可能であると判断する。
支援部は、車線変更が可能であると判断部によって判断された場合に、車線変更を支援する。

本発明によれば、必要車間距離には、第１車間距離に加えて、第２車間距離が含まれる。このため、自車両と前後車両との相対速度が大きく、車線変更後に自車両と他車両との間の車間距離が急激に縮まっても、必要車間距離に第２車間距離が含まれる分だけ車間距離に余裕があるために、乗員に違和感を与えにくくなる。したがって、自車両と他車両との相対速度が大きい場合であっても、乗員に違和感を与えずに車線変更を支援することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

支援装置１とそれに関連する構成を表すブロック図である。 支援装置１の機能的構成を表すブロック図である。 支援装置１が実行する支援処理を表すフローチャートである。 支援処理の説明図である。 支援処理の説明図である。 支援処理の説明図である。

本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
［１．全体構成］
支援装置１の構成を図１および図２に基づき説明する。支援装置１は車両に搭載される車載装置である。以下では、支援装置１を搭載する車両を自車両とする。支援装置１は、自車両の車線変更を支援する機能を有する。

支援装置１は、ＣＰＵ３と、メモリ５とを有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリ５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリである。支援装置１の各種機能は、ＣＰＵ３が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ５が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、支援装置１を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

支援装置１は、ＣＰＵ３がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図２に示すように、第１判断部１１と、第１取得部１２と、第２取得部１３と、相対算出部１４と、車間算出部１５と、第２判断部１６と、支援部１７と、通知部１８と、を備える。車間算出部１４は、第１算出部１５Ａと、第２算出部１５Ｂと、設定部１５Ｃと、を備える。支援装置１を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

図１に示すように、自車両は、支援装置１に加えて、周辺監視システム２１、ロケータシステム２２、パワートレインシステム２３、ブレーキシステム２４、ステアリングシステム２５、ＨＭＩ系システム２６、ボデー系システム２７、および無線通信システム２８を備える。ＨＭＩとは、ヒューマンマシンインターフェースを意味する。

周辺監視システム２１は、カメラ２１Ａおよびその他の周知のセンサを含む。カメラ２１Ａは自車両の周囲を撮影し、画像データを作成する。周辺監視システム２１は、カメラ２１Ａにより作成した画像データおよびその他のセンサの検出結果を支援装置１に送る。

ロケータシステム２２は、ＧＰＳと、地図情報を記憶した記憶装置と、を含む。ロケータシステム２２は自車両の位置を取得する機能を有する。ロケータシステム２２は、自車両の位置情報を支援装置１に送る。

パワートレインシステム２３は、自車両のパワートレインを制御する機能を有する。ブレーキシステム２４は、自車両のブレーキ操作を行う機能を有する。また、ブレーキシステム２４は、車輪速センサ２４Ａを備える。車輪速センサ２４Ａは、自車両の車輪における回転速度を信号として検出する。ブレーキシステム２４は、車輪速センサ２４Ａの検出信号を支援装置１に送る。支援装置１は、車輪速センサ２４Ａの検出信号を用いて、自車両の速度を算出することができる。ステアリングシステム２５は、自車両の操舵を行う機能を有する。

ＨＭＩ系システム２６は、自車両の乗員の操作を受け付ける。また、ＨＭＩ系システム２６は、自車両に関する各種情報を自車両の乗員に報知する。
ボデー系システム２７は、自車両のドアロック制御、ライト制御、ウインカーの点灯制御、ウインカーの状態通知等を行う機能を有する。無線通信システム２８は、車車間通信と、インフラとの間の通信とを行う機能を有する。

支援装置１、周辺監視システム２１、ロケータシステム２２、パワートレインシステム２３、ブレーキシステム２４、ステアリングシステム２５、ＨＭＩ系システム２６、ボデー系システム２７、および無線通信システム２８は、自車両の構成要素である。各構成要素は、車載ＬＡＮ２９により相互に接続されている。各構成要素は、車載ＬＡＮ２９を介して情報の送受信を行うことができる。

［２．処理］
次に、支援装置１が実行する支援処理について、図３のフローチャートおよび図４〜６を用いて説明する。

最初のＳ１１０では、車線変更を行うか否かを判断する。具体的には、第１判断部１１が、ドライバによる車線変更の意図またはシステムによる車線変更の意図の少なくとも何れか一方を検出した場合に車線変更を行うと判断する。また、第１判断部１１が、ドライバによる車線変更の意図およびシステムによる車線変更の意図の何れも検出していない場合に車線変更を行わないと判断する。第１判断部１１は、ステアリング操作やウインカー操作を検出した場合に、ドライバによる車線変更の意図があると判断する。第１判断部１１は、ステアリングシステム２５に対する自車両の操舵の指令を検出した場合に、システムによる車線変更の意図があると判断する。車線変更を行うと判断した場合には、Ｓ１２０に移行する。車線変更を行わないと判断した場合には、当該Ｓ１１０を再び実行する。

Ｓ１２０では、自車両に関する情報を取得する。具体的には、第１取得部１２が、ロケータシステム２２を用いて、自車両の位置Ｒを取得する。第１取得部１２が、車輪速センサ２４Ａの検出信号を用いて、自車両の速度Ｖを取得する。その後、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、前後車両に関する情報を取得する。具体的には、第２取得部１３が、無線通信システム２８を用いて、先行車両の走行速度Ｖｆおよび先行車両の位置Ｒｆを取得する。第２取得部１３が、無線通信システム２８を用いて、後続車両の走行速度Ｖｒおよび後続車両の位置Ｒｒを取得する。前後車両は、車線変更時に自車両の車線変更先となる車線である追い越し車線を走行する車両である。先行車両とは、前後車両のうち自車両の前方を走行する車両である。後続車両とは、前後車両のうち自車両の後方を走行する車両
である。その後、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０では、自車両と前後車両との相対距離を算出する。具体的には、相対算出部１４が、自車両の位置Ｒと先行車両の位置Ｒｆとから、自車両と先行車両との相対距離Ｄｆを算出する。相対算出部１４が、自車両の位置Ｒと後続車両の位置Ｒｒとから、自車両と後続車両との相対距離Ｄｒを算出する。その後、Ｓ１５０に移行する。

Ｓ１５０では、必要車間距離を算出する。具体的には、車間算出部１５が、自車両の車線変更時に自車両と他車両との間に確保すべき距離である必要車間距離を算出する。自車両と先行車両との必要車間距離Ｄf_thは、および自車両と後続車両との必要車間距離Ｄr_thは、次の計算式（１）式に従って算出される。

必要車間距離Ｄf_thの計算式では、ΔＶおよびΔＶｆは、自車両と先行車両との相対速度である。ａ_１は、車線変更時に自車両と先行車両との速度差がある場合に自車両が先行車両に衝突するまでの予測時間である。ｂ_１は、車線変更時に自車両と先行車両との速度差がない場合に自車両と先行車両との間に確保すべき車間時間である。ａ_１、ｂ_１、ｃ_１、Ｄfth_min、およびΔＶ_１は、自車両の乗員および先行車両の乗員の官能を考慮して予め設定される。

必要車間距離Ｄr_thの計算式では、ΔＶおよびΔＶｒは、自車両と後続車両との相対速度である。ａ_２は、車線変更時に自車両と後続車両との速度差がある場合に後続車両が自車両に衝突するまでの予測時間である。ｂ_２は、車線変更時に自車両と後続車両との速度差がない場合に自車両と後続車両との間に確保すべき車間時間である。ａ_２、ｂ_２、ｃ_２、Ｄrth_min、およびΔＶ_２は、自車両の乗員および後続車両の乗員の官能を考慮して予め設定される。

第１算出部１５Ａが、ａ_１とΔＶとの積およびａ_２とΔＶとの積を算出する。ａ_１とΔＶとの積およびａ_２とΔＶとの積は、第１車間距離に該当する。第１車間距離は、車線変更後に自車両または前後車両が速度調整を行うために確保すべき距離である。第２算出部１５Ｂが、ｂ_１とＶとの積およびｂ_２とＶとの積を算出する。ｂ_１とＶとの積およびｂ_２とＶとの積は、第２車間距離に該当する。第２車間距離は、自車両または前後車両が速度調整を行った後に自車両と前後車両との間に確保すべき距離である。設定部１５Ｃが、ｃ_１およびｃ_２を設定する。ｃ_１およびｃ_２は、第３車間距離に該当する。第３車間距離は、自車両および前後車両の双方が停止中である場合に、自車両と前後車両との間に確保すべき距離である。

その後、Ｓ１６０に移行する。
Ｓ１６０では、車線変更の可否を判断する。具体的には、第２判断部１６が、相対距離が必要車間距離以上であるか否かを判断する。第２判断部１６は、特許請求の範囲の判断
部に該当する。次の条件式（２）を満たして、相対距離Ｄｆが必要車間距離Ｄf_th以上であり且つ相対距離Ｄｒが必要車間距離Ｄr_th以上である場合には、Ｓ１７０に移行する。条件式（２）を満たさない場合には、Ｓ２００に移行する。

図５には、自車両と先行車両との相対速度ΔＶを横軸、自車両と先行車両との相対距離Ｄｆを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフにおいて、相対距離Ｄｆが必要車間距離Ｄf_th以上となる部分が、車線変更が可能と判断される領域である変更可能領域であり、相対距離Ｄｆが必要車間距離Ｄf_th未満となる部分が、車線変更が不可能と判断される領域である変更不可領域である。図６には、自車両と後続車両との相対速度ΔＶを横軸、自車両と後続車両との相対距離Ｄｒを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフにおいて、相対距離Ｄｒが必要車間距離Ｄr_th以上となる部分が変更可能領域であり、相対距離Ｄｒが必要車間距離Ｄr_th未満となる部分が変更不可領域である。

Ｓ１７０では、第２判断部１６が、車線変更が可能であると判断する。その後、Ｓ１８０に移行する。
Ｓ１８０では、車線変更を支援する。具体的には、支援部１７が、パワートレインシステム２３、ブレーキシステム２４およびステアリングシステム２５を制御して、自車両の左右方向の位置を制御する。その後、Ｓ１９０に移行する。

Ｓ１９０では、支援部１７が、車線変更が完了したか否かを判断する。車線変更が完了していないと判断された場合には、Ｓ１８０に移行する。車線変更が完了したと判断された場合には、本処理を終了する。

Ｓ２００では、第２判断部１６が、車線変更が不可能であると判断する。その後、Ｓ２１０に移行する。
Ｓ２１０では、車線変更が不可能である旨をドライバに通知する。具体的には、通知部１８が、ＨＭＩ系システム２６を制御して、車線変更が不可能である旨を音声や表示などによってドライバに通知する。その後、本処理を終了する。

［３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）必要車間距離には、第１車間距離に加えて、第２車間距離が含まれる。このため、自車両と前後車両との相対速度が大きく、車線変更後に自車両と他車両との間の車間距離が急激に縮まっても、必要車間距離に第２車間距離が含まれる分だけ車間距離に余裕があるために、乗員に違和感を与えにくくなる。したがって、自車両と他車両との相対速度が大きい場合であっても、乗員に違和感を与えずに車線変更を支援することができる。

［４．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）Ｓ１６０において、条件式（２）に代わりに、次の条件式（３）を用いて、車線変更が可能であるか否かを判断するようにしてもよい。

ｄ_１は、自車両の乗員および先行車両の乗員の官能を考慮して予め設定される後方車両としての自車両の許容減速度である。後方車両とは、自車両と前後車両のうち後方に位置する車両である。ｄ_２は、自車両の乗員および後続車両の乗員の官能を考慮して予め設定される後方車両としての後続車両の許容減速度である。

第１算出部１５Ａが、自車両と先行車両との相対速度ΔＶｆの２乗を自車両の許容減速度ｄ_１で除算した値および自車両と後続車両との相対速度ΔＶｒの２乗を、自車両の許容減速度ｄ_２で除算した値を第１車間距離として算出する。

このようにしても上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
（２）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（３）上述した支援装置１の他、当該支援装置１を構成要素とするシステム、当該支援装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、支援方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…支援装置、３…ＣＰＵ、５…メモリ、１１…第１判断部、１２…第１取得部、１３…第１取得部、１４…相対算出部、１５…車間算出部、１５Ａ…第１算出部、１５Ｂ…第２算出部、１５Ｃ…設定部、１６…第２判断部、１７…支援部、１８…通知部、２１…周辺監視システム、２１Ａ…カメラ、２２…ロケータシステム、２３…パワートレインシステム、２４…ブレーキシステム、２４Ａ…車輪速センサ、２５…ステアリングシステム、２６…系システム、２７…ボデー系システム、２８…無線通信システム、２９…車載ＬＡＮ。

Claims (6)

1. 自車両の車線変更を支援する支援装置（１）であって、
   前記自車両の走行速度および前記自車両の位置を取得する第１取得部（１２）と、
   前記自車両の車線変更先となる車線を走行する車両のうち前記自車両の前後を走行する車両である前後車両の走行速度および前記前後車両の位置を取得する第２取得部（１３）と、
   前記自車両の位置と前記前後車両の位置とに基づき、前記自車両と前記前後車両との相対距離を算出する相対算出部（１４）と、
   前記自車両の走行速度と前記前後車両の走行速度とに基づき、前記車線変更時に前記自車両と前記前後車両との間に確保すべき距離である必要車間距離を算出する車間算出部（１５）と、
   前記相対距離が前記必要車間距離以上である場合に、車線変更が可能であると判断する判断部（１６）と、
   前記車線変更が可能であると前記可否判断部によって判断された場合に、前記車線変更を支援する支援部（１７）と、を備え、
   前記車間算出部は、
   前記車線変更後に前記自車両または前記前後車両が速度調整を行うために確保すべき距離である第１車間距離を算出する第１算出部（１５Ａ）と、
   前記自車両または前記前後車両が速度調整を行った後に前記自車両と前記前後車両との間に確保すべき距離である第２車間距離を算出する第２算出部（１５Ｂ）と、を備え、
   前記必要車間距離には、前記第１車間距離に加えて前記第２車間距離が含まれる
   支援装置。
2. 請求項１に記載の支援装置であって、
   前記第１算出部は、前記車線変更時に前記自車両と前記前後車両との速度差がある場合に前記自車両と前記前後車両とが衝突するまでの予測時間と、前記自車両と前記前後車両との相対速度とを積算することで前記第１車間距離を算出する
   支援装置。
3. 請求項１に記載の支援装置であって、
   前記第１算出部は、前記自車両と前記前後車両との相対速度の２乗を、前記自車両と前記前後車両のうち後方に位置する車両である後方車両において許容される減速度である許容減速度で除算することで前記第１車間距離を算出する
   支援装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の支援装置であって、
   前記第２算出部は、前記車線変更時に前記自車両と前記前後車両との速度差がない場合に前記自車両と前記前後車両との間に確保すべき車間時間と前記自車両の走行速度とを積算することで前記第２車間距離を算出する
   支援装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の支援装置であって、
   前記車間算出部は、さらに、前記自車両および前記前後車両の双方が停止中である場合に、前記自車両と前記前後車両との間に確保すべき距離である第３車間距離を設定する設定部（１５Ｃ）を備え、
   前記必要車間距離には、前記第１車間距離および前記第２車間距離に加えて前記第３車間距離が含まれる
   支援装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支援装置であって、
   前記車線変更が不可能であると前記可否判断部によって判断された場合に、前記車線変更が不可能である旨をドライバに通知する通知部（１８）をさらに備える
   支援装置。

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