JP2018030479A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 追従走行制御中における車線変更の所要時間を短縮できる車両の走行制御装置を提供する。【解決手段】 自車線（５１）と隣接車線（５２）および各車線を走行する他車（２，３）を認識する周囲認識手段（２１）を備えた車両（１）の走行制御装置（１０）であって、前記周囲認識手段（２１）に自車線を走行する先行他車が認識されない場合は、目標車速に従って定速走行制御を行い、前記周囲認識手段に自車線を走行する先行他車（２）が認識された場合は、目標車間時間（τ１）に従って前記先行他車（２）を追従する追従走行制御を行う機能と、前記追従走行制御中に隣接車線への車線変更を実行する機能を備えるものにおいて、前記車線変更機能の作動時に、前記目標車間時間（τ１）より短い第２の目標車間時間（τ２）が適用され、車線変更の実行前に先行他車との車間時間が短縮されるように動作可能である。【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）機能および自動車線変更機能を備えた車両の走行制御装置に関する。

先行車が無い場合は定速走行制御を行い、先行車がある場合は先行車への追従制御を行うアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）が実用化されている。例えば、特許文献１には「追従走行制御中に自車両が隣接する走行レーンへ進路変更した後に定速走行制御へ移行する際の実際の加速度を、先行車が自車両前方から離脱した後に定速走行制御へ移行する際の実際の加速度よりも大きくなるように目標車速を設定する」ことが記載されている。この場合、元の車線における追従走行制御を車線変更により離脱し、変更後の車線における定速走行制御に移行しており、車線変更は運転者の操作に依拠している。

特開２００９−１４９２５５号公報

ところで、走行車種や法定速度が規定されている高速道路であっても、速度差がある車両が混在する中での車線変更は、他車両との接触等や、交通流の混乱を招く原因になりかねない。そこで、車線変更をＡＣＣと連動させて自動で行うことが検討されているが、その場合、運転者や同乗者に不快感を与えない車両挙動範囲で可及的短時間かつ短距離で車線変更を完了することが望ましい。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、追従走行制御中における車線変更の所要時間を短縮できる車両の走行制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、自車線と隣接車線および各車線を走行する他車を認識する周囲認識手段を備えた車両の走行制御装置であって、
前記周囲認識手段に自車線を走行する先行他車が認識されない場合は、目標車速に従って定速走行制御を行い、前記周囲認識手段に自車線を走行する先行他車が認識された場合は、目標車間時間に従って前記先行他車を追従する追従走行制御を行う機能と、前記追従走行制御中に隣接車線への車線変更を実行する機能を備えるものにおいて、
前記車線変更機能の作動時に、前記目標車間時間より短い第２の目標車間時間が適用され、車線変更の実行前に先行他車との車間時間が短縮されるように動作可能であることを特徴とする車両の走行制御装置にある。

本発明に係る車両の走行制御装置によれば、自動車線変更を行う場合の追従走行制御における目標車間時間（第２の目標車間時間）を、自動車線変更を行わない場合の目標車間時間より短くすることで、車線変更の実施以前に先行他車との車間時間（車間距離）が短縮されているので、車線変更の所要時間及び所要距離を短縮することができ、交通流への影響を最小限に留めることができる。

しかも、加速度や目標速度を増加させる必要が無いので、車両の挙動が変化することもなく、運転者や同乗者に不快感を与えることもない。また、既に定速走行制御の目標速度が上限値に設定されていた場合でも、自動車線変更の所要時間及び所要距離を短縮でき、かつ、目標速度設定や加速度設定を大きくする場合よりも、所要時間及び所要距離の短縮効果が大きい。

車両の走行制御システムを示す概略図である。 車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。 車両の走行制御システムを示すブロック図である。 本発明実施形態に係る走行制御を示すフローチャートである。 前方車間距離（ａ）と後方車間距離（ｂ）を示す平面図である。 比較例（ａ）および各実施例（ｂ）〜（ｄ）のタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、定速走行／追従走行制御のためのＡＣＣコントローラ１４、および、自動車線変更（経路追従制御）を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ（登録商標；スタビリティコントロールシステム）／ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コントローラ３３を含む。

外界センサ２１は、自車線５１および隣接車線５２を画定する道路上の白線５、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向安全距離内の車両や障害物等の位置と距離、白線位置を検知できるようにしている。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０に入力され、外界センサ２１からの入力とともに演算処理される。

自動運転コントローラ１０は、環境・状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含む。環境・状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４を用いて自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１により検知される自車線５１および隣接車線５２の白線位置、他車位置および速度を推定する。経路生成部１２は、地図情報２３を参照し、環境・状態推定部１１で推定された自車位置と、隣接車線５２の白線位置、他車位置および速度と、内界センサ２２により検知される自車の運動状態に基づいて、車線変更における自車位置から到達目標地点までの目標経路５０を生成する。車両制御部１３は、目標経路５０に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、車速指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための舵角指令をＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵トルクが変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角−操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦横方向の運動が制御される。

（自動車線変更機能の概要）
次に、中央分離帯のある片側二車線以上の高速道路で、先行車を追い越すための車線変更を想定して、自動車線変更機能の概要を説明する。

自動運転コントローラ１０は、外界センサ２１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、車線変更の目標経路および目標車速を生成する。そして、生成した目標経路・目標車速による他車両との車間距離・相対速度に基づいて、安全な車線変更が可能か否かを判定し、車線変更可能と判定された場合は「自動車線変更可能フラグ」を立てる。

自動車線変更機能が起動状態で「自動車線変更可能フラグ」が立っており、さらに、運転者の車線変更意思（ウインカ操作等）があった場合のみ、自動運転コントローラ１０が生成した目標経路に従って自動操舵により車線変更が実行される。

この際、自動運転コントローラ１０は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートと横加速度の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような舵角指令をＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

車線変更の終了は、自車位置が隣接車線５２の中央（ｘｃ±α，ｙｃ±β；α・βは許容誤差）にあり、かつ、追い越した車両との車間距離が、自車速と後方車速により決定される後方安全距離より大きいことをもって判断される。後方安全距離については後述する。

（ＡＣＣ、ＥＰＳ、ＥＳＰ／ＡＢＳ、エンジン制御と自動車線変更機能の関係）
自動車線変更機能は、主としてＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御）とＥＰＳコントローラ３１による横方向制御（操舵制御）を組み合わせることにより実施される。当然ながら、ＡＣＣコントローラ１４、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、自動車線変更機能の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

自動運転コントローラ１０からの舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速−操舵角−操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。また、自動運転コントローラ１０からの速度指令を受けたＡＣＣコントローラ１４は、内界センサ２２から取得される車速に応じてブレーキ制御のための減速指令またはエンジン制御のための加減速指令を出す。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能は、外界センサ２１としてのミリ波レーダ２１１、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車が無い場合は目標車速（クルーズコントロールセット速度）で定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度が目標車速以下の場合）には、先行車速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従走行する。

先行車の車線離脱や自車の車線変更等により先行車がミリ波レーダ２１１の検知範囲を外れた場合には、設定加速度で目標車速まで加速し、目標車速を維持して定速走行する。自動車線変更時に自動操舵により車両の向きが変わり、先行車がミリ波レーダ２１１の検知範囲を外れた場合も同様であり、設定加速度にて目標車速まで加速する。

ところで、ＡＣＣ機能と連動させて自動車線変更を行う場合、交通流への影響等を考慮して、運転者や同乗者に不快感を与えない車両挙動範囲で可及的短時間かつ短距離で完了すべきことは既に述べたが、隣接車線への移動時間短縮や先行車追い抜きから後方安全距離確保までの時間短縮は、目標速度の増速によるため、既に目標速度が制限速度上限に設定されている場合は実施できない。

そこで、本発明では、目標速度や加速度設定は変更せずに、追従走行の目標車間時間を短縮することで、車線変更の所要時間および所要距離を短縮する構成としている。具体的には、ＡＣＣにおける追従走行の目標車間時間を、自動車線変更機能を利用する場合／利用しない場合を含む複数用意し、自動車線変更機能の作動時に最小の目標車間時間が適用されるようにする。

（改良された自動車線変更フロー実施例１）
以下、ＡＣＣ機能と連動した自動車線変更について図４を参照しながら説明する。

（１）ＡＣＣの起動と自動車線変更機能起動準備
運転者により自動車線変更機能オン／オフ・スイッチのオン操作がなされると（ステップ１００）、ＡＣＣ作動判定が行われ（ステップ１０１）、非作動の場合には、ＡＣＣを起動し、ＡＣＣ起動中である旨をメーターパネル内に表示する（ステップ１０４）。既にＡＣＣが作動している場合には、自動車線変更実行に必要な自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、外界センサ２１、内界センサ２２、および、アクチュエータ類のシステムチェックが実施される（ステップ１０２）。

（２）自動車線変更機能の起動可否判定
システムチェック後、自動運転コントローラ１０が自動車線変更機能の起動可否判定を行う（ステップ１０３）。何らかの理由により、各コントローラ・センサ・アクチュエータ類が正常に動作せず、ＮＧとなった場合には、メーターパネル内に自動車線変更機能起動不可表示するとともに、運転者に対して音声等により、自動車線変更機能起動不可である旨を通知する（ステップ１０５）。

（３）自動車線変更機能の起動
起動可否判定でＯＫとなった場合は自動車線変更機能を起動する（ステップ１１０）。自動車線変更機能の起動中は、自動運転コントローラ１０により、次項に記載する（ｉ）周囲環境認識と（ｉｉ）自動車線変更経路・車速目標の生成が常時実施されている。

（４）周囲環境認識と自動車線変更経路車速目標の生成
（ｉ）周囲環境認識
自動運転コントローラ１０の環境・状態推定部１１は、外界センサ２１から得た点群データと画像データから求めた自車に対する自車線白線の相対座標、他車両の相対座標・相対速度と、地図情報２３を参照してＧＰＳ測位手段２４に取得された自車の絶対座標から、車線上の自車位置（ｘ，ｙ座標）を推定する。
（ｉｉ）車線変更経路・車速目標の生成
自動運転コントローラ１０の経路生成部１２では、環境・状態推定部１１の周囲環境認識処理によって推定された車線５１上の自車位置と、隣接車線５２の白線位置、および、内界センサ２２に取得される車速を基に、Δｔ秒後に隣接車線中央を走行することを想定した自車位置（ｘｔ，ｙｔ）と目標車速（Ｖｔ）を算出する。

（５）自動車線変更可否判定
次に、算出した目標経路５０・車速と外界センサ２１で検知した先行他車の相対位置・速度と、自車速度により決まる前方安全距離（Ｘ_ＦＯＣ）、および、自車および後続他車速度により決まる後方安全距離（Ｘ_ＲＯＣ）から、車線変更可否を判定する。

前方（または前側方）安全距離は、次式１により求めることができる。前方車間距離の概念を図５（ａ）に示す。
（式１） Ｘ_ＦＯＣ＝Ｘ_ＢＤ＝Ｖ_ＶＵＴ ^２／（２・ａ_ＶＵＴ）
但し、
Ｘ_ＢＤ：制動距離（ｍ）、Ｖ_ＶＵＴ：自車両速度（ｋｍ／ｈ）、
ａ_ＶＵＴ：自車両減速度（ｍ／ｓ²）

後方（または後側方）安全距離は、次式２により求めることができる。後方車間距離の概念を別紙図５（ｂ）に示す。
（式２） Ｘ_ＲＯＣ＝Ｘ_ＲＴ＋Ｘ_ＢＢ＋Ｘ_ＢＤ＋Ｘ_ＳＴ
ここで、
Ｘ_ＲＴ＝（Ｖ_ＲＯ−Ｖ_ＶＵＴ）・ＲＴ
Ｘ_ＢＢ＝｛Ｖ_ＲＯ ^２−（Ｖ_ＲＯ−（ａ_ＲＯ／２）・ＢＢ）^２｝／ａ_ＲＯ−Ｖ_ＶＵＴ・ＢＢ
Ｘ_ＢＤ＝｛（Ｖ_ＲＯ ^２−Ｖ_ＶＵＴ ^２）／２・ａ_ＲＯ｝−｛（Ｖ_ＲＤ−Ｖ_ＶＵＴ）／ａ_ＲＯ｝・Ｖ_ＶＵＴ
Ｘ_ＳＴ＝Ｖ_ＶＵＴ・ＳＴ
但し、
Ｘ_ＲＴ：後方車両反応距離（ｍ）、Ｘ_ＢＢ：制動立ち上り距離（ｍ）
Ｘ_ＢＤ：制動距離（ｍ）、Ｘ_ＳＴ：制動後安全車間距離（ｍ）、
Ｖ_ＶＵＴ：自車両速度（ｋｍ／ｈ）、Ｖ_ＲＯ：後方車両速度（ｋｍ／ｈ）、
ａ_ＲＯ：後方車両減速度（ｍ／ｓ^２）、
ＲＴ：反応時間（sec）、ＢＢ：制動立ち上り時間（sec）、ＳＴ：安全車間時間（sec）

上記のように算出した目標経路５０に従って車線変更し、先行他車を追い越し、後方車間距離が後方安全距離以上となるまでの間に、前方安全距離または後方安全距離以内に近接すると推定される他車の有無が判定され（ステップ１１２）、無いと推定される場合に車線変更可能と判定し、「自動車線変更可能フラグ」を立てる（ステップ１１３）。

上記判定に至る演算処理は自動車線変更機能の起動中は継続されており、自動車線変更フラグは、周囲環境に応じて随時更新される。一方、車線変更可否判定でＮＧとなった場合には、メーターパネル内等に「自動車線変更不可」が表示されるとともに、音声等で自動車線変更不可であることが運転者に通知される（ステップ１７３）。

（６）ＡＣＣタイムギャップ変更
上記のように自動車線変更可能と判定されると、音声等で運転者に対してＡＣＣ設定のタイムギャップを変更することが通知され（ステップ１２０）、タイムギャップが第１の目標車間時間（タイムギャップ１）から、それよりも短い第２の目標車間時間（タイムギャップ２）に変更される（ステップ１２１）。

タイムギャップ設定が変更されると同時に、自動運転コントローラ１０の車両制御部１３からＡＣＣコントローラ１４に変更されたタイムギャップ設定が送られ、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令により車両が加速され、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）に応じた車間距離まで先行他車との車間距離が短縮される。この際の加速度は初期設定値のままであっても良いが、設定可能範囲でより大きな設定値に変更することで、車間距離を詰める時間を短縮することもできる。

ＡＣＣの設定項目には、定速走行制御のためのクルーズコントロールセット速度（目標速度）、追従走行制御のためのタイムギャップ（目標車間時間τ＝車間距離／車速）、加速度があり、それぞれ初期値が設定されている。タイムギャップは多段階に設定可能であり、例えば、初期値に第１の目標車間時間（タイムギャップ１）に設定されている場合に、それより短い第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が予め指定され、自動車線変更可能と判定された場合に第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が適用される場合の他に、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）よりさらに短い第３の目標車間時間（タイムギャップ３）を第２の目標車間時間（タイムギャップ２）と組合せて予め指定しておき、後述のステップ１３３で第３の目標車間時間（タイムギャップ３）が適用されるようにすることもできる。この構成については実施例２で述べる。

（７）自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）表示
上記のように自動車線変更機能の起動からＡＣＣタイムギャップ変更までのフローが完了した段階で、自動車線変更準備が整ったものとして、メーターパネル内に「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」が表示される（ステップ１２２）。運転者は追従走行中に「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」表示によって自動車線変更可能であることを確認する。なお、片側３車線以上の道路の中央車線を走行中の場合、左右何れの隣接車線に変更可能か、「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」表示を左右それぞれに対応して設けることもできる。

（８）運転者による自動車線変更意思表示（ウインカ操作）
上記のように「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」が表示された状態で、運転者がウインカ操作することにより、自動車線変更を開始する（ステップ１３０）。このウインカ操作は自動車線変更開始のトリガ操作であると同時に、先述のように、左右それぞれに対応して「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」表示が設けられている場合は、左右何れの隣接車線に変更するかの意思表示となる。

ウインカ操作後、即時のウインカ点滅はせず、ウインカ点滅可否を判定する（ステップ１３１）。ウインカ点滅判定により、自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）状態であり、運転者によるトリガ操作があった場合に、ウインカが点滅する（ステップ１３２）。なお、本実施例ではステップ１３３は考慮されず、自動操舵開始まで第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が維持される。

（９）自動車線変更の実行
ウインカ点滅開始後３秒経過した時点から自動操舵を開始する（ステップ１４０）。それと同時に、メーターパネル内に「自動車線変更中」が表示され、音声等での自動車線変更中であることが運転者に通知される（ステップ１４１）。自動操舵の開始とともに、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令により車両が加速され、変更された車線においてＡＣＣ目標車速（クルーズコントロールセット速度）で走行して先行他車を追い越す。自動車線変更中も常時、車線変更可否判定は継続されており（ステップ１４２）、車線変更可能と判定された場合には、車線変更終了判定を行う（ステップ１４３）。

自動車線変更中（車線変更前）に自動車線変更継続不可と判定された場合には、運転者への権限移譲通知が出され（ステップ１７０）、自動操舵を中止するとともに、メーターパネル内の自動車線変更中表示を消灯する（ステップ１７１，１７２）。この場合、自動車線変更可能フラグは降ろされ、自動車線変更不可の表示と通知がなされる（ステップ１７３）。また、車線変更の初期段階に自動車線変更継続不可と判定された場合には、自動操舵を中止する代わりに、自動操舵により自車線に復帰させて追従走行制御に戻るようにすることもできる。

（１０）自動車線変更終了判定
自動車線変更終了の判定は、自車位置（横方向位置）と後方車間距離（縦方向位置）により判定し、自車位置が目標とした車線の略中央にあり、かつ、追い越した他車との車間距離が後方安全距離よりも大きいことをもって、自動車線変更終了と判定されると、メーターパネル内の「自動車線変更中」表示が消灯する（ステップ１４４）。

（１１）自動車線変更機能の停止
自動車線変更終了後も、運転者による自動車線変更機能オン／オフＳＷのオフ操作がない場合には、自動車線変更機能は起動状態にあり、周囲環境認識と自動車線変更経路・車速目標の生成、車線変更可否判定は継続して行われているが、運転者により自動車線変更機能オン／オフＳＷのオフ操作がなされた場合には（ステップ１４５）、自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）表示が消灯し（ステップ１４６）、周囲環境認識と自動車線変更経路・車速目標の生成、車線変更可否判定が停止される（ステップ１５０）。それと同時にＡＣＣタイムギャップの変更通知が出され（ステップ１５１）、ＡＣＣタイムギャップが第１の目標車間時間（タイムギャップ１）に変更され（ステップ１５２）、自動車線変更機能が停止される（ステップ１６０）。

（改良された自動車線変更フロー実施例２）
上述した実施例１では、第１の目標車間時間（タイムギャップ１）より短い第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が予め指定され、自動車線変更可能と判定された場合に第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が適用される場合について述べたが、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）と、それより短い第３の目標車間時間（タイムギャップ３）とを組合せて指定しておき、自動車線変更の実行前のウインカ点滅中に、第３の目標車間時間（タイムギャップ３）を適用して車間時間をさらに短縮しておくこともできる。以下、第３の目標車間時間（タイムギャップ３）を適用した自動車線変更フロー（実施例２）について、図４を参照しながら説明する。

第２，第３の２段階の目標車間時間（タイムギャップ２，３）が指定される場合も、実施例１の（３）自動車線変更機能の起動（ステップ１１０）〜（６）ＡＣＣタイムギャップ変更（ステップ１２１）〜（７）自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）表示（ステップ１２２）までのフローは共通であり、自動車線変更可能と判定された場合に、第１の目標車間時間（タイムギャップ１）から、それより短い第２の目標車間時間（タイムギャップ２）に変更され、自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）表示（ステップ１２２）までに第２の目標車間時間（タイムギャップ２）に従って車間距離が短縮されるが、実施例２では、（８）運転者による自動車線変更意思表示（ウインカ操作／ステップ１３０）の後で、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）から、それより短い第３の目標車間時間（タイムギャップ３）にさらに変更され、第３の目標車間時間（タイムギャップ３）に従って車間距離がさらに短縮される。

すなわち、「自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）」が表示された状態で運転者がウインカ操作すると（ステップ１３０）、ウインカ点滅判定が行われ（ステップ１３１）、自動車線変更準備完了（ＲＥＡＤＹ）状態で運転者によるトリガ操作があった場合に、ウインカが点滅する（ステップ１３２）と同時に、ＡＣＣタイムギャップが第２の目標車間時間（タイムギャップ２）から第３の目標車間時間（タイムギャップ３）に変更され（ステップ１３３）、ウインカ点滅中にＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令により車両が加速され、第３の目標車間時間（タイムギャップ３）に応じた車間距離まで先行他車との車間距離が短縮されるように制御される。

ウインカ点滅開始後３秒経過した時点から自動操舵が開始される（ステップ１４０）。この間、第３の目標車間時間（タイムギャップ３）に到達しない限り、加速は継続され、変更された車線において、ＡＣＣ目標車速（クルーズコントロールセット速度）に到達するまで加速され、先行他車を追い越す。自動操舵の開始と同時に自動車線変更中であることが運転者に通知され（ステップ１４１）、自動車線変更中も車線変更可否判定は継続され（ステップ１４２）、車線変更可能と判定された場合に車線変更終了判定が行われる（ステップ１４３）こと、および、それ以降のフローは実施例１と同様である。

上記のように、実施例２では、ウインカ点滅中に加速が開始されることで、自動操舵開始前に先行他車との車間距離が短縮され、先行他車を追い越して後方安全距離を確保するまでの所要走行距離が短縮されるとともに、自動操舵の実行後に速やかにＡＣＣ目標車速（クルーズコントロールセット速度）に到達でき、自動車線変更の所要時間を短縮するうえでも有利である。

なお、実施例２においても、実施例１と同様に、自動車線変更終了後に運転者による自動車線変更機能オン／オフＳＷのオフ操作がない場合は、自動車線変更機能は起動状態にあり、周囲環境認識と自動車線変更経路・車速目標の生成、車線変更可否判定は継続して行われているが、ＡＣＣタイムギャップは、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）に復帰しており、次に自動車線変更可能と判定されるまで、第２の目標車間時間（タイムギャップ２）が維持される。一方、運転者により自動車線変更機能のオフ操作がなされた場合は、実施例１と同様にステップ１４６以降が実行される。

（改良された自動車線変更による所要時間短縮効果）
本発明に係る走行制御の自動車線変更による所要時間短縮効果を検証するために、ＡＣＣ目標車速（クルーズコントロールセット速度）が１００ｋｍ／ｈ（２７．８ｍ／ｓ）、加速度が０．６（ｍ／ｓ^２）、タイムギャップ初期値が３．６秒に設定されている車両が、８０ｋｍ／ｈ（２２．２ｍ／ｓ）で走行する先行車に追い付き、追従走行している状態から、自動車線変更機能により車線変更を行う場合を想定し、ＡＣＣタイムギャップが車線変更まで初期値（τ１）に維持されている比較例と、それよりも短い第２、第３の目標車間時間（τ２、τ３）に変更された実施例１、２について、後方安全距離を確保できる車間距離に至るまでに要する時間（距離）を車線変更所要時間（距離）として算出する計算によるシミュレーションを行った。結果を図６のタームチャートに示す。なお、図中において、上段は車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、下段は車間距離ｘ（ｍ）を示しており、これらは、ｘ＝Ｖτ・１０００／３６００の関係にある。

図６（ａ）の比較例では、先行車に追い付き８０ｋｍ／ｈまで減速して追従走行しており、自動車線変更可能フラグの後、ＡＣＣタイムギャップが初期値τ１＝３．６秒に維持された状態で運転者によるトリガＴ（ウインカ操作）があり、１．５秒の空走後、ウインカ点滅Ｗ、３秒間の点滅後に自動車線変更開始Ｓ、それと共に加速が開始され（加速度０．６ｍ／ｓ^２）、先行車との車間距離が初期値ｘ１＝７９．９ｍから短縮され始め、９．３秒後に１００ｋｍ／ｈまで増速された。その後、先行車を追い越して後方安全距離（２３．３ｍ、図中マイナス方向に表示）にて車線変更終了Ｅまで１５秒を要している。この比較例では、トリガＴを起点とする車線変更の所要時間は２８．８秒、所要距離は７４９．７ｍであった。

図６（ｂ）は実施例１に対応しており、自動車線変更可能フラグの直後にＡＣＣタイムギャップがτ２＝２．０秒に変更されたことで、運転者によるトリガＴ（ウインカ操作）の時点では車間距離がｘ２＝４４．４ｍまで短縮されており、１．５秒の空走、３秒間のウインカ点滅Ｗ後に自動車線変更開始Ｓ、それと共に加速が開始され、９．３秒後に１００ｋｍ／ｈまで増速された直後に先行車を追い越し、８．６秒後に後方安全距離（２３．３ｍ）にて車線変更終了Ｅしており、トリガＴを起点とする車線変更の所要時間は２２．４秒、所要距離は５７３．３ｍまで短縮された。

図６（ｃ）は実施例２に対応しており、自動車線変更可能フラグの直後にＡＣＣタイムギャップが初期値τ１＝３．６秒からτ２＝２．０秒に変更され、運転者によるトリガＴ（ウインカ操作）の時点で車間距離がｘ２＝４４．４ｍまで短縮される点は実施例１と同様であるが、１．５秒の空走後、ウインカ点滅Ｗと同時にＡＣＣタイムギャップがτ３＝１．０秒にさらに変更され、その時点で加速が開始される点が異なる。３秒間のウインカ点滅Ｗ後に自動車線変更開始Ｓ（この時点ではタイムギャップτ３に相当する車間距離ｘ３＝２２．２ｍまで短縮されていない）、その６．３秒後に１００ｋｍ／ｈまで増速され、先行車を追い越し、８．６秒後に後方安全距離（２３．３ｍ）にて車線変更終了Ｅしており、トリガＴを起点とする車線変更の所要時間は１９．２秒、所要距離は４９４．３ｍであった。

以上のシミュレーション結果から明らかなように、実施例１では、自動車線変更機能の起動時にＡＣＣタイムギャップが初期値（τ１）より短い第２の目標車間時間（τ２）に変更され、車線変更前に車間時間が短縮されていることで、目標速度や加速度の設定は比較例と同じでありながら、車線変更の所要時間は２０％以上短縮されている。しかも、目標速度や加速度の設定が比較例と同じであることは、車線変更時の車両挙動も比較例と同様であることを意味している。

また、実施例２では、自動車線変更機能の起動時にＡＣＣタイムギャップが第２の目標車間時間（τ２）に変更され、車間時間が短縮されることに加えて、ウインカ点滅と同時にＡＣＣタイムギャップが第３の目標車間時間（τ３）にさらに変更され、ウインカ点滅中にも車間時間が短縮されることで、車線変更の所要時間は３３％以上短縮されている。実施例２でも、目標速度や加速度の設定は比較例と同じであり、車線変更時の車両挙動も比較例と同様であることは言うまでもない。

さらに、上記実施例１、２では、目標速度や加速度の設定は比較例と同じであったが、自動車線変更機能の起動時ないしは車線変更前後の加速時における加速度設定を、ＡＣＣ設定加速度より大きくする操作を付加することで更なる所要時間の短縮が見込める。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１ 車両（自車）
２ 車両（先行他車）
３ 車両（後続他車）
５ 白線
１０ 自動運転コントローラ
１１ 環境・状態推定部
１２ 経路生成部
１３ 車両制御部
１４ ＡＣＣコントローラ
２１ 外界センサ
２２ 内界センサ
３１ ＥＰＳコントローラ
３２ エンジンコントローラ
３３ ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
４１ 操舵機構
４２ エンジン
４３ ブレーキ
５０ 目標経路
５１，５２ 車線

Claims (4)

1. 自車線と隣接車線および各車線を走行する他車を認識する周囲認識手段を備えた車両の走行制御装置であって、
   前記周囲認識手段に自車線を走行する先行他車が認識されない場合は、目標車速に従って定速走行制御を行い、前記周囲認識手段に自車線を走行する先行他車が認識された場合は、目標車間時間に従って前記先行他車を追従する追従走行制御を行う機能と、前記追従走行制御中に隣接車線への車線変更を実行する機能を備えるものにおいて、
   前記車線変更機能の作動時に、前記目標車間時間より短い第２の目標車間時間が適用され、車線変更の実行前に先行他車との車間時間が短縮されるように動作可能であることを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 前記先行他車との車間時間が短縮された後に車線変更準備完了を表示する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
3. 前記車線変更準備完了の表示後、運転者による車線変更指示としてウインカ操作が行われ、所定時間のウインカ点滅後に車線変更が実行されるように動作可能であることを特徴とする請求項２記載の車両の走行制御装置。
4. 前記所定時間のウインカ点滅中に前記第２の目標車間時間より短い第３の目標車間時間が適用され、車線変更の実行前に先行他車との車間時間がさらに短縮されるように動作可能であることを特徴とする請求項３記載の車両の走行制御装置。

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