JP2017190106A - 支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員に違和感を与えずに車線変更を行う技術を提供する。【解決手段】推定車間距離が必要車間距離以上となるための条件として、待機時間、目標速度および推定車間距離を予め設定される許容範囲内で抽出する。推定車間距離は、待機時間の経過後に自車両の走行速度が目標速度になるように速度調整を行った場合に推定される、自車両と前後車両との間の距離である。待機時間は、車線変更を行うまで待機する時間である。目標速度は、周囲車両との速度差を小さくするための速度調整を行う際に目標とする自車両の走行速度である。必要車間距離は、車線変更時に自車両と周囲車両との間に確保すべき距離である。車線変更条件が抽出された場合には車線変更が可能であると判断する。待機時間が経過するまで待機し、自車両の走行速度が目標速度になるように速度調整を行い、車線変更を行う。【選択図】図６

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、運転を支援する運転支援装置が開示されている。この運転支援装置は、隣接車線に車線変更できないと判定された場合において、隣接車線を走行する車列が自車両よりも速い場合には、減速により自車線の前方車両との間に自車両の加速に必要な距離を確保し、自車両を加速させてから隣接車線に車線変更を行う。

特開２０１５−６６９６３号公報

しかしながら、上記技術では、次のような問題があった。すなわち、減速により前方車両との間に自車両の加速に必要な距離を確保してから自車両を加速させても、隣接車線を走行する車列と自車両との速度差が減速前に比べて小さくならない場合がある。このような場合に隣接車線への車線変更を行うと、自車両と隣接車線の後方車両との車間距離が短時間で縮まり、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、乗員に違和感を与えずに車線変更を行う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。
支援装置は、検出部（Ｓ２１０、Ｓ３２０）と、算出部（Ｓ１５０）と、抽出部（Ｓ２３０、Ｓ３４０）と、抽出部（Ｓ２３０、Ｓ３４０）と、判断部（Ｓ２３０、Ｓ３４０）と、設定部（Ｓ２４０、Ｓ３５０）と、支援部（Ｓ２５０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４７０、Ｓ４８０）と、を備える。

検出部は、自車両が走行する車線を自車線とし、自車線に隣接する車線を隣接車線とし、隣接車線上を走行する車両を隣接車両とし、互いに前後関係にある二台の隣接車両に挟まれた領域を車両間領域とし、車両間領域の一つを、自車両が車線変更を行う領域の候補である領域候補として検出する。

算出部は、自車両が領域候補へ車線変更を行う場合に自車両の周囲を走行する車両を周囲車両とし、自車両が領域候補へ車線変更を行う場合に自車両と周囲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。

抽出部は、自車両が領域候補へ車線変更を行うまで待機する時間を待機時間とし、待機時間の経過後に隣接車両との速度差を小さくするための速度調整を行う際に目標とする自車両の走行速度を目標速度とし、待機時間の経過後に自車両の走行速度が目標速度となるように速度調整を行った場合に推定される、自車両と周囲車両との間の距離を推定車間距離とし、推定車間距離が必要車間距離以上となるための条件である車線変更条件として、待機時間、目標速度および推定車間距離を予め設定される許容範囲内で抽出する。

判断部は、抽出部によって車線変更条件が抽出された場合に領域候補への車線変更が可能であると判断し、抽出部によって車線変更条件が抽出されなかった場合に領域候補への車線変更が不可能であると判断する。

設定部は、領域候補への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、領域候補を自車両が車線変更を行う領域である車線変更領域に設定する。
支援部は、設定部によって車線変更領域が設定された場合に、待機時間が経過するまで待機し、自車両の走行速度が目標速度となるように速度調整を行い、自車両の車線変更領域への車線変更を行う。

このような構成によれば、推定車間距離が必要車間距離以上となるための車線変更条件として、待機時間、目標速度および推定車間距離を予め設定される許容範囲内で抽出し、待機時間が経過するまで待機し、自車両の走行速度が目標速度となるように速度調整を行い、自車両の車線変更領域への車線変更を行う。このため、目標速度への速度調整によって自車両と隣接車両との速度差が車線変更時には小さくなっており、車線変更後に自車両と隣接車両との車間距離が短時間では縮まりにくく、乗員に違和感を与えない。

したがって、乗員に違和感を与えずに車線変更を行うことができる。
なお、この欄及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。 支援処理を表すフローチャートである。 支援処理を表すフローチャートである。 支援処理を表すフローチャートである。 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。 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。 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。

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が実行する車線変更支援処理について、図２〜５のフローチャートを用いて説明する。

最初のＳ１１０では、支援装置１が、車線変更を行うか否かを判断する。具体的には、支援装置１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。支援装置１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。支援装置１は、周辺監視システム２１やロケータシステム２２など出力した車線変更要求を検出した場合に、システムによる車線変更の意図があると判断する。支援装置１は、周辺監視システム２１やロケータシステム２２などが出力する情報に基づき車線変更要求の有無を判断し、車線変更要求がある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。また、支援装置１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。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、支援装置１が、前後車両に関する情報を取得する。前後車両は、隣接車線上を走行する車両である。隣接車線は、自車線に隣接する車線である。自車線は、自車両が走行する車線である。隣接車線は、自車両の車線変更先となる。前後車両には、前方車両および後方車両がある。前方車両とは、前後車両のうち自車両の前方を走行する車両である。後方車両とは、前後車両のうち自車両の後方を走行する車両である。前後車両は、隣接車両に該当する。図６には、自車両と前後車両との位置関係を例示する。支援装置１が、検出された前方車両の台数を変数Ｉに入力する。前方車両が検出されなかった場合には、支援装置１が、変数Ｉに数値「１」を入力する。支援装置１が、検出された後方車両の台数を変数Ｊに入力する。後方車両が検出されなかった場合には、支援装置１が、変数Ｊに数値「１」を入力する。支援装置１が、領域候補を検出する。領域候補は、車両間領域の一つであり、自車両が車線変更を行う領域の候補である。車両間領域は、互いに前後関係にある二台の前後車両に挟まれた領域である。ここでは、支援装置１が、自車両からの距離が最も小さい車両間領域を領域候補として検出する。支援装置１が、無線通信システム２８を用いて、前方車両の相対速度Ｖｎｆおよび前方車両の相対距離Ｄｎｆを取得するとともに、後方車両の相対速度Ｖｎｒおよび後方車両の相対距離Ｄｎｒを取得する。その後、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、支援装置１が、前後車両に関する情報をソートする。具体的には、支援装置１が、前方車両に関する情報を相対距離の小さい順にソートするとともに、後方車両に関する情報を相対距離の小さい順にソートする。その後、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０では、支援装置１が、先行車両に関する情報を取得する。具体的には、支援装置１が、無線通信システム２８を用いて、先行車両の相対速度Ｖｆおよび先行車両の相対距離Ｄｆを取得する。先行車両は、自車線で自車両の前方を走行する車両である。その後、Ｓ１５０に移行する。

Ｓ１５０では、支援装置１が、必要車間距離を算出する。必要車間距離は、自車両の車線変更時に自車両と周囲車両との間に確保すべき距離である。周囲車両は、自車両が領域候補へ車線変更を行う場合に自車両の周囲を走行する車両である。周囲車両には、前方車両、後方車両および先行車両が該当する。支援装置１が、必要車間距離Ｄｎｒ_thを算出する。必要車間距離Ｄｎｒ_thは、（１）式に従って算出される。支援装置１が、必要車間距離Ｄｎｆ_thを算出する。必要車間距離Ｄｎｆ_thは、（２）式に従って算出される。

（１）式では、ΔＶおよびΔＶｆは、自車両と後方車両との相対速度である。ａ_１は、車線変更時に自車両と後方車両との速度差がある場合に後方車両が自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後方車両との速度差がない場合に自車両と後方車両との間に確保すべき車間時間である。ａ_１、ｂ_１、ｃ_１、Ｄｎｒ_{th_min}、およびΔＶ_１は、自車両の乗員および後方車両の乗員の官能を考慮して予め設定される。ａ_１とΔＶとの積は、車線変更後に自車両または後方車両が速度調整を行うために確保すべき距離である。ｂ_１とＶとの積は、自車両または後方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。ｃ_１は、自車両および後方車両の双方が停止中である場合に、自車両と後方車両との間に確保すべき距離である。

（２）式では、ΔＶおよびΔＶｆは、自車両と前方車両との相対速度である。ａ_２は、車線変更時に自車両と前方車両との速度差がある場合に自車両が前方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前方車両との速度差がない場合に自車両と前方車両との間に確保すべき車間時間である。ａ_２、ｂ_２、ｃ_２、Ｄｎｆ_{th_min}およびΔＶ_２は、自車両の乗員および前方車両の乗員の官能を考慮して予め設定される。ａ_２とΔＶとの積は、車線変更後に自車両または前方車両が速度調整を行うために確保すべき距離である。ｂ_２とＶとの積は、自車両または前方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。ｃ_２は、自車両および前方車両の双方が停止中である場合に、自車両と前方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、支援装置１が、推定車間距離を算出する。推定車間距離は、待機時間の経過後に自車両の走行速度が目標速度となるように速度調整を行った場合に推定される、自車両と周囲車両との間の距離である。待機時間は、自車両が領域候補へ車線変更を行うまで待機する時間である。目標速度は、待機時間の経過後に前後車両との速度差を小さくするための速度調整を行う際に目標とする自車両の走行速度である。支援装置１が、自車両と前方１番目の前方車両との推定車間距離Ｄｎｆ_{es_1}を算出する。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_1}は、（３）式に従って算出される。支援装置１が、自車両と後方１番目の後方車両との推定車間距離Ｄｎｒ_{es_1}を算出する。推定車間距離Ｄｎｒ_{es_1}は、（４）式に従って算出される。

（３）式では、Ｄｎｆ₁は、自車両と前方１番目の前方車両との相対距離である。ΔＶｎｆ₁は、自車両と前方１番目の前方車両との相対速度である。Ｔｗは、待機時間である。（４）式では、Ｄｎｒ₁は、自車両と後方１番目の後方車両との相対距離である。ΔＶｎｒ₁は、自車両と後方１番目の後方車両との相対速度である。

推定車間距離Ｄｎｆ_{es_1}の計算に用いられる待機時間Ｔｗは、（５）式に従って算出される。推定車間距離Ｄｎｒ_{es_1}の計算に用いられる待機時間Ｔｗは、（６）式に従って算出される。

その後、Ｓ１７０に移行する。

Ｓ１７０では、支援装置１が、領域候補に車線変更が可能であるか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、下記の条件（Ａ）および条件（Ｂ）を満たす場合に、領域候補に車線変更が可能であると判断し、それ以外の場合には、領域候補に車線変更が不可能であると判断する。この場合の領域候補は、前方１番目の前方車両と後方１番目の後方車両とに挟まれる領域である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ４１０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ１８０に移行する。

（Ａ）推定車間距離Ｄｎｆ_{es_1}が必要車間距離Ｄｎｆ_th以上であること
（Ｂ）推定車間距離Ｄｎｒ_{es_1}が必要車間距離Ｄｎｒ_th以上であること
Ｓ１８０では、支援装置１が、隣接車線の車列が自車両よりも遅いか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、自車両と前方１番目の前方車両との相対速度ΔＶｎｆ₁の値が正である場合には隣接車線の車列が自車両よりも遅いと判断し、負である場合には隣接車線の車列が自車両よりも速いと判断する。隣接車線の車列が自車両よりも遅いと判断された場合には、Ｓ１９０に移行する。図６には、隣接車線の車列が自車両よりも遅いと判断された場合における、自車両と前後車両との位置関係を例示する。隣接車線の車列が自車両よりも速いと判断された場合には、Ｓ３００に移行する。図８には、隣接車線の車列が自車両よりも速いと判断された場合における、自車両と前後車両との位置関係を例示する。

Ｓ１９０では、支援装置１が、変数Ｎを数値「２」に設定する。その後、Ｓ２００に移行する。
Ｓ２００では、支援装置１が、待機時間Ｔｗを決定する。具体的には、支援装置１が、待機時間Ｔｗを算出する。待機時間Ｔｗは、（５）式に従って算出される。その後、Ｓ２１０に移行する。

Ｓ２１０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗの経過後に領域候補に車線変更が可能であるか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、下記の条件（Ｃ）および条件（Ｄ）を満たす場合に、領域候補に車線変更が可能であると判断し、それ以外の場合には、領域候補に車線変更が不可能であると判断する。この場合の領域候補は、前方Ｎ−１番目の前方車両と前方Ｎ番目の前方車両とに挟まれる領域である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ２２０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ２３０に移行する。

（Ｃ）推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が必要車間距離Ｄｎｆ_th以上であること
（Ｄ）推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が必要車間距離Ｄｎｒ_th以上であること
推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}は、自車両と隣接車線の前方Ｎ番目の前方車両との間の推定車間距離を示す。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}は、自車両と隣接車線の前方Ｎ−１番目の前方車両との間の推定車間距離を示す。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}は、（７）式に従って算出される。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}は、（８）式に従って算出される。

（７）式において、ΔＶｎｆ_nは、自車両と前方Ｎ番目の前方車両との相対速度を示す。（８）式において、ΔＶｎｆ_n-1は、自車両と前方Ｎ−１番目の前方車両との相対速度を示す。

Ｓ２２０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗが数値「０」であるか否かを判断する。待機時間Ｔｗが数値「０」である場合には、Ｓ４１０に移行する。待機時間Ｔｗが数値「０」ではない場合には、Ｓ２００に移行する。

Ｓ２３０では、支援装置１が、速度調整後に領域候補に車線変更が可能であるか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、自車両の走行速度Ｖｔ、推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}、推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}、推定相対速度ΔＶｎｆ_{es_n}、推定相対速度ΔＶｎｆ_{es_n-1}とした場合に、下記の条件（Ｅ）および条件（Ｆ）として示される、予め設定される許容範囲内で、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}および推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}を抽出する。抽出された待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}および推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が車線変更条件となる。車線変更条件が抽出された場合には、車線変更が可能であると判断する。車線変更条件が抽出されなかった場合には、車線変更が不可能であると判断する。この場合の領域候補は、前方Ｎ−１番目の前方車両と前方Ｎ番目の前方車両とに挟まれる領域である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ２４０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ２７０に移行する。

（Ｅ）推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が必要車間距離Ｄｎｆ_th以上であること
（Ｆ）推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が必要車間距離Ｄｎｒ_th以上であること
推定相対速度ΔＶｎｆ_{es_n}は、待機時間Ｔｗの経過後に速度調整を行った場合に、自車両と前方Ｎ番目の前方車両との相対速度として推定される速度差である。推定相対速度ΔＶｎｆ_{es_n-1}は、待機時間Ｔｗの経過後に速度調整を行った場合に、自車両と前方Ｎ−１番目の前方車両との相対速度として推定される速度差である。

前方Ｎ−１番目の前方車両が第１前方車両に該当する。第１前方車両は、自車両と二台の前方車両のうちの相対的に後方となる車両である。前方Ｎ番目の前方車両が第２前方車両に該当する。第２前方車両は、自車両と二台の前方車両のうちの相対的に前方となる車両である。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が第１推定距離に該当する。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が第２推定距離に該当する。必要車間距離Ｄｎｆ_thが第１必要距離に該当する。必要車間距離Ｄｎｒ_thが第２必要距離に該当する。

図７には、自車両と前方車両との相対速度ΔＶを横軸、自車両と前方車両との相対距離Ｄｆを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。図７では、自車両と前方車両との相対速度および相対距離を正とし、自車両と後方車両との相対速度および相対距離を負としている。図７では、変数Ｎが数値「２」である場合を例示する。このグラフにおいて、条件（Ｅ）を満たす部分が変更可能領域（Ｅ）であり、条件（Ｆ）を満たす部分が変更可能領域（Ｆ）である。変更可能領域（Ｅ）は、自車両と前方Ｎ番目の前方車両との位置関係において車線変更が可能と判断される領域である。変更可能領域（Ｆ）は、自車両と前方Ｎ−１番目の前方車両との位置関係において車線変更が可能と判断される領域である。変更可能領域（Ｅ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が存在し、且つ、変更可能領域（Ｆ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が存在する場合には、支援装置１が、領域候補に車線変更が可能であると判断する。この場合、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}および推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}を車線変更条件として用いる。変更可能領域（Ｅ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が存在しないか、変更可能領域（Ｆ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が存在しない場合には、支援装置１が、領域候補に車線変更が不可能であると判断する。

Ｓ２４０では、支援装置１が、前方Ｎ番目の前方車両と前方Ｎ−１番目の前方車両との間の領域を、車線変更を行う領域である車線変更領域に設定する。その後、Ｓ２５０に移行する。

Ｓ２５０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗが数値「０」であるか否かを判断する。待機時間Ｔｗが数値「０」である場合には、Ｓ２６０に移行する。待機時間Ｔｗが数値「０」ではない場合には、Ｓ２３０に移行する。

Ｓ２６０では、支援装置１が、自車両の速度調整を行う。具体的には、支援装置１が、加速度プロファイルに従って速度調整を行う。図１０には、時間ｔを横軸、自車両の加速度ａを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフ上では、加速度プロファイルが、加速度Ａｔで待機時間Ｔｗから所定時間の間加速することを示す。ここでは、加速度Ａｔは負の値を持ち、自車両は減速することとなる。所定時間および加速度Ａｔは、自車両と前後車両との速度差を小さくする観点から予め設定される。図１１には、時間ｔを横軸、自車両の速度Ｖを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフ上では、自車両が、加速度プロファイルに従って加速度Ａｔで待機時間Ｔｗから所定時間の間減速することにより、自車両の速度が速度Ｖから速度Ｖｔとなることを示す。本実施形態では、自車両の走行速度Ｖｔが目標速度Ｖ_esと一致するように設定される。その後、Ｓ４１０に移行する。

Ｓ２７０では、支援装置１が、変数Ｎをインクリメントする。その後、Ｓ２８０に移行する。
Ｓ２８０では、支援装置１が、変数Ｎが変数Ｉよりも大きいか否かを判断する。変数Ｎが変数Ｉよりも大きい場合には、Ｓ２９０に移行する。変数Ｎが変数Ｉ以下である場合には、Ｓ２００に移行する。

Ｓ２９０では、支援装置１が、車線変更が不可能である旨を通知する。具体的には、支援装置１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。

Ｓ３００では、支援装置１が、変数Ｎを数値「２」に設定する。その後、Ｓ３１０に移行する。
Ｓ３１０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗを決定する。具体的には、支援装置１が、待機時間Ｔｗを算出する。待機時間Ｔｗは、（６）式に従って算出される。その後、Ｓ３２０に移行する。

Ｓ３２０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗの経過後に領域候補に車線変更が可能であるか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、下記の条件（Ｇ）および条件（Ｈ）を満たす場合に、領域候補に車線変更が可能であると判断し、それ以外の場合には、領域候補に車線変更が不可能であると判断する。この場合の領域候補は、後方Ｎ−１番目の後方車両と後方Ｎ番目の後方車両とに挟まれる領域である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ３４０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ２３０に移行する。

（Ｇ）推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}が必要車間距離Ｄｎｆ_th以上であること
（Ｈ）推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}が必要車間距離Ｄｎｒ_th以上であること
推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}は、自車両と後方Ｎ−１番目の後方車両との間の推定車間距離を示す。推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}は、自車両と後方Ｎ番目の後方車両との間の推定車間距離を示す。推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}は、（９）式に従って算出される。推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}は、（１０）式に従って算出される。

（９）式において、ΔＶｎｒ_nは、自車両と後方Ｎ番目の後方車両との相対速度を示す。（１０）式において、ΔＶｎｒ_n-1は、自車両と後方Ｎ−１番目の後方車両との相対速度を示す。

Ｓ３３０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗが数値「０」であるか否かを判断する。待機時間Ｔｗが数値「０」である場合には、Ｓ４１０に移行する。待機時間Ｔｗが数値「０」ではない場合には、Ｓ３１０に移行する。

Ｓ３４０では、支援装置１が、速度調整後に領域候補に車線変更が可能であるか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、自車両の走行速度Ｖｔ、推定車間距離Ｄｆ_es、推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}、推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}、推定相対速度ΔＶｆ_es、推定相対速度ΔＶｎｒ_{es_n}、推定相対速度ΔＶｎｒ_{es_n-1}とした場合に、下記の条件（Ｉ）、条件（Ｊ）および条件（Ｋ）として示される、予め設定される許容範囲内で、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}および推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}を抽出する。抽出された待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}および推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}が車線変更条件となる。車線変更条件が抽出された場合には、車線変更が可能であると判断する。車線変更条件が抽出されなかった場合には、車線変更が不可能であると判断する。この場合の領域候補は、後方Ｎ−１番目の後方車両と後方Ｎ番目の後方車両とに挟まれる領域である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ３５０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ３８０に移行する。

（Ｉ）推定車間距離Ｄｆ_esが必要車間距離Ｄｆ_th以上であること
（Ｊ）推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}が必要車間距離Ｄｎｆ_th以上であること
（Ｋ）推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}が必要車間距離Ｄｎｒ_th以上であること
推定相対速度ΔＶｎｒ_{es_n}は、待機時間Ｔｗの経過後に速度調整を行った場合に、自車両と後方Ｎ番目の後方車両との相対速度として推定される速度差である。推定相対速度ΔＶｎｒ_{es_n-1}は、待機時間Ｔｗの経過後に速度調整を行った場合に、自車両と後方Ｎ−１番目の後方車両との相対速度として推定される速度差である。推定車間距離Ｄｆ_esは、車線変更を行う場合に、自車両と先行車両との間の距離として推定される距離を示す。必要車間距離Ｄｆ_thは、自車両の車線変更時に自車両と先行車両との間に確保すべき距離を示す。推定車間距離Ｄｆ_esは、（１１）式に従って算出される。必要車間距離Ｄｆ_thは、（１２）式に従って算出される。

後方Ｎ−１番目の後方車両が第１後方車両に該当する。第１後方車両は、自車両と二台の後方車両のうちの相対的に前方となる車両である。後方Ｎ番目の後方車両が第２後方車両に該当する。第２後方車両は、自車両と二台の後方車両のうちの相対的に後方となる車両である。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n-1}が推定距離Ａに該当する。推定車間距離Ｄｎｆ_{es_n}が推定距離Ｂに該当する。推定車間距離Ｄｆ_esが推定距離Ｃに該当する。必要車間距離Ｄｎｆ_thが必要距離Ａに該当する。必要車間距離Ｄｎｒ_thが必要距離Ｂに該当する。必要車間距離Ｄｆ_thが必要距離Ｃに該当する。

図９には、自車両と後方車両との相対速度ΔＶを横軸、自車両と後方車両との相対距離Ｄｆを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。図９では、自車両と前方車両との相対速度および相対距離を正とし、自車両と後方車両との相対速度および相対距離を負としている。図９では、変数Ｎが数値「２」である場合を例示する。このグラフにおいて、条件（Ｉ）を満たす部分が変更可能領域（Ｉ）であり、条件（Ｊ）を満たす部分が変更可能領域（Ｊ）であり、条件（Ｋ）を満たす部分が変更可能領域（Ｋ）である。変更可能領域（Ｉ）は、自車両と先行車両との位置関係において車線変更が可能と判断される領域である。変更可能領域（Ｊ）は、自車両と隣接車線の後方Ｎ−１番目の後方車両との位置関係において車線変更が可能と判断される領域である。変更可能領域（Ｋ）は、自車両と隣接車線の後方Ｎ番目の後方車両との位置関係において車線変更が可能と判断される領域である。変更可能領域（Ｉ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｆ_esが存在し、且つ、変更可能領域（Ｊ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}が存在し、且つ、変更可能領域（Ｋ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}が存在する場合には、支援装置１が、領域候補に車線変更が可能であると判断する。この場合、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_es、推定車間距離Ｄｆ_es、推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}および推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}を車線変更条件として用いる。変更可能領域（Ｉ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｆ_esが存在しないか、変更可能領域（Ｊ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n-1}が存在しないか、変更可能領域（Ｋ）中に、待機時間Ｔｗ、自車両の目標速度Ｖ_esおよび推定車間距離Ｄｎｒ_{es_n}が存在しないかの何れか一つ以上である場合には、支援装置１が、領域候補に車線変更が不可能であると判断する。

Ｓ３５０では、支援装置１が、後方Ｎ−１番目の後方車両と後方Ｎ番目の後方車両との間の領域を、車線変更を行う領域である車線変更領域に設定する。その後、Ｓ３６０に移行する。

Ｓ３６０では、支援装置１が、待機時間Ｔｗが数値「０」であるか否かを判断する。待機時間Ｔｗが数値「０」である場合には、Ｓ３７０に移行する。待機時間Ｔｗが数値「０」ではない場合には、Ｓ３４０に移行する。

Ｓ３７０では、支援装置１が、自車両の速度調整を行う。具体的には、支援装置１が、加速度プロファイルに従って速度調整を行う。図１２には、時間ｔを横軸、自車両の加速度ａを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフ上では、加速度プロファイルが、加速度Ａｔで待機時間Ｔｗから所定時間の間加速することを示す。ここでは、加速度Ａｔは正の値を持ち、自車両は加速することとなる。所定時間および加速度Ａｔは、自車両と前後車両との速度差を小さくする観点から予め設定される。図１２には、時間ｔを横軸、自車両の速度Ｖを縦軸とした２次元平面としてのグラフを例示する。このグラフ上では、自車両が、加速度プロファイルに従って加速度Ａｔで待機時間Ｔｗから所定時間の間加速することにより、自車両の速度が速度Ｖから速度Ｖｔに加速することを示す。本実施形態では、自車両の走行速度Ｖｔが目標速度Ｖ_esと一致するように設定される。その後、Ｓ４１０に移行する。

Ｓ３８０では、支援装置１が、変数Ｎをインクリメントする。その後、Ｓ２８０に移行する。
Ｓ３９０では、支援装置１が、変数Ｎが変数Ｊよりも大きいか否かを判断する。変数Ｎが変数Ｊよりも大きい場合には、Ｓ４００に移行する。変数Ｎが変数Ｊ以下である場合には、Ｓ３１０に移行する。

Ｓ４００では、支援装置１が、車線変更が不可能である旨を通知する。具体的には、支援装置１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。

Ｓ４１０では、支援装置１が、ＨＭＩ系システム２６および無線通信システム２８を制御して、車線変更を行う意思がある旨を音声や表示、通信などによって前後車両および先行車両に報知する。その後、Ｓ４２０に移行する。

Ｓ４２０では、支援装置１が、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間は、車線変更の意思を前後車両および先行車両に報知するために必要な時間である。所定時間は、予め実験等により設定される。所定時間が経過した場合には、Ｓ４３０に移行する。所定時間が経過していない場合には、当該Ｓ４２０を再び実行する。

Ｓ４３０では、支援装置１が、前後車両に関する情報を更新する。この処理は、Ｓ１２０と同様である。その後、Ｓ４４０に移行する。
Ｓ４４０では、支援装置１が、前後車両に関する情報をソートする。この処理は、Ｓ１３０と同様である。その後、Ｓ４５０に移行する。

Ｓ４５０では、支援装置１が、必要車間距離を更新する。この処理は、Ｓ１５０と同様である。その後、Ｓ４６０に移行する。
Ｓ４６０では、支援装置１が、車線変更の可否を判断する。この処理は、Ｓ１７０と同様である。車線変更が可能であると判断した場合には、Ｓ４７０に移行する。車線変更が不可能であると判断した場合には、Ｓ４９０に移行する。

Ｓ４７０では、支援装置１が、車線変更を支援する。具体的には、支援装置１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、Ｓ４８０に移行する。

Ｓ４８０では、支援装置１が、車線変更が完了したか否かを判断する。具体的には、支援装置１が、ロケータシステム２２を制御して、自車両が隣接車線に位置するか否かを判断する。自車両が隣接車線に位置する場合には、車線変更が完了したと判断する。自車両が隣接車線に位置しない場合には、車線変更が完了していないと判断する。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。車線変更が完了していないと判断された場合には、Ｓ４７０に移行する。

Ｓ４９０では、支援装置１が、車線変更が不可能である旨を通知する。具体的には、支援装置１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．特許請求の範囲との対応関係］
Ｓ１５０が算出部に該当する。Ｓ２１０およびＳ３２０が検出部に該当する。Ｓ２３０およびＳ３４０が抽出部および判断部に該当する。Ｓ２４０およびＳ３５０が設定部に該当する。Ｓ２５０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４７０およびＳ４８０が支援部に該当する。

［４．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
すなわち、推定車間距離が必要車間距離以上となるための車線変更条件として、待機時間、目標速度および推定車間距離を予め設定される許容範囲内で抽出し、待機時間が経過するまで待機し、自車両の走行速度が目標速度となるように速度調整を行い、自車両の車線変更領域への車線変更を行う。このため、目標速度への速度調整によって自車両と隣接車両との速度差が車線変更時には小さくなっており、車線変更後に自車両と隣接車両との車間距離が短時間では縮まりにくく、乗員に違和感を与えない。したがって、乗員に違和感を与えずに車線変更を行うことができる。

［５．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）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。

（２）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、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、
   前記自車両が走行する車線を自車線とし、前記自車線に隣接する車線を隣接車線とし、前記隣接車線上を走行する車両を隣接車両とし、互いに前後関係にある二台の前記隣接車両に挟まれた領域を車両間領域とし、前記車両間領域の一つを、前記自車両が車線変更を行う領域の候補である領域候補として検出する検出部（Ｓ２１０、Ｓ３２０）と、
   前記自車両が前記領域候補へ車線変更を行う場合に前記自車両の周囲を走行する車両を周囲車両とし、前記自車両が前記領域候補へ車線変更を行う場合に前記自車両と前記周囲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算出部（Ｓ１５０）と、
   前記自車両が前記領域候補へ車線変更を行うまで待機する時間を待機時間とし、前記待機時間の経過後に前記隣接車両との速度差を小さくするための速度調整を行う際に目標とする前記自車両の走行速度を目標速度とし、前記待機時間の経過後に前記自車両の走行速度が前記目標速度となるように速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記周囲車両との間の距離を推定車間距離とし、前記推定車間距離が前記必要車間距離以上となるための条件である車線変更条件として、前記待機時間、前記目標速度および前記推定車間距離を予め設定される許容範囲内で抽出する抽出部（Ｓ２３０、Ｓ３４０）と、
   前記抽出部によって前記車線変更条件が抽出された場合に前記領域候補への車線変更が可能であると判断し、前記抽出部によって前記車線変更条件が抽出されなかった場合に前記領域候補への車線変更が不可能であると判断する判断部（Ｓ２３０、Ｓ３４０）と、
   前記領域候補への車線変更が可能であると前記判断部によって判断された場合に、前記領域候補を前記自車両が車線変更を行う領域である車線変更領域に設定する設定部（Ｓ２４０、Ｓ３５０）と、
   前記設定部によって前記車線変更領域が設定された場合に、前記待機時間が経過するまで待機し、前記自車両の走行速度が前記目標速度となるように速度調整を行い、前記自車両の前記車線変更領域への車線変更を行う支援部（Ｓ２５０、Ｓ２６０、Ｓ３６０、Ｓ３７０、Ｓ４７０、Ｓ４８０）と、を備える
   支援装置。
2. 請求項１に記載の支援装置であって、
   前記検出部（Ｓ２１０）は、前記隣接車両が前記自車両よりも遅い場合には、前記自車両の前方を走行する二台の前記隣接車両に挟まれる前記車両間領域の一つを前記領域候補として検出する
   支援装置。
3. 請求項２に記載の支援装置であって、
   前記算出部は、前記二台の隣接車両のうち相対的に後方となる車両を第１前方車両とし、前記二台の隣接車両のうち相対的に前方となる車両を第２前方車両とし、前記自車両と前記第１前方車両との間に確保すべき距離を第１必要距離とし、前記自車両と前記第２前方車両との間に確保すべき距離を第２必要距離とし、前記第１必要距離および前記第２必要距離を前記必要車間距離として算出し、
   前記抽出部（Ｓ２３０）は、前記速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記第１前方車両との間の距離を第１推定距離とし、前記速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記第２前方車両との間の距離を第２推定距離とし、前記第１推定距離が前記第１必要距離以上となり且つ前記第２推定距離が前記第２必要距離以上となるための前記車線変更条件として、前記待機時間、前記目標速度および前記推定車間距離を前記許容範囲内で抽出する
   支援装置。
4. 請求項１に記載の支援装置であって、
   前記検出部（Ｓ３２０）は、前記隣接車両が前記自車両よりも速い場合には、前記自車両の後方を走行する二台の前記隣接車両に挟まれる前記車両間領域の一つを前記領域候補として検出する
   支援装置。
5. 請求項４に記載の支援装置であって、
   前記算出部は、前記二台の隣接車両のうち相対的に前方となる車両を第１後方車両とし、前記二台の隣接車両のうち相対的に後方となる車両を第２後方車両とし、前記自車線上で前記自車両の前方を走行する車両を先行車両とし、前記自車両と前記第１後方車両との間に確保すべき距離を必要距離Ａとし、前記自車両と前記第２後方車両との間に確保すべき距離を必要距離Ｂとし、前記自車両と前記先行車両との間に確保すべき距離を必要距離Ｃとし、前記必要距離Ａ、前記必要距離Ｂおよび前記必要距離Ｃを前記必要車間距離として算出し、
   前記抽出部（Ｓ３４０）は、前記速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記第１後方車両との間の距離を推定距離Ａとし、前記速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記第２後方車両との間の距離を推定距離Ｂとし、前記速度調整を行った場合に推定される、前記自車両と前記先行車両との間の距離を推定距離Ｃとし、前記推定距離Ａが前記必要距離Ａ以上となり且つ前記推定距離Ｂが前記必要距離Ｂ以上となり且つ前記推定距離Ｃが前記必要距離Ｃ以上となるための前記車線変更条件として、前記待機時間、前記目標速度および前記推定車間距離を前記許容範囲内で抽出する
   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、
   前記検出部は、前記自車両からの距離が小さい前記車両間領域から順に前記領域候補として検出する
   支援装置。

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