JP2018192815A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行の実行時において、先行車両の前方に前方障害物が存在するときに、時間的な余裕を持って車線変更を行うことができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置１０は、先行車両５に自車両１を追従させて走行させる自動運転走行の実行時において、先行車両の方向指示器が作動したか否かを判定し、この判定の結果、方向指示器が作動したと判定された場合に、先行車両に追従しながら隣接車線１０１への車線変更を行うように自車両を制御する車線変更制御部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関し、詳しくは、先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行を実行する車両制御装置に関する。

従来、先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行を実行する車両制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１７５３６７号公報

従来の技術では、自動運転走行の実行時において、先行車両よりも前方に障害物（前方障害物）が存在する場合、先行車両が前方障害物を避けるために隣接車線へ車線変更を完了した後に、自車両が先行車両に追従して車線変更を行っていた。しかしながら、このような自動運転走行では、先行車両の前方に前方障害物が存在するときに、十分な時間的な余裕を持って車線変更を行えているとはいえなかった。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行の実行時において、先行車両の前方に前方障害物が存在するときに時間的な余裕を持って車線変更を行うことができる車両制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両制御装置は、先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行の実行時において、前記先行車両の方向指示器が作動したか否かを判定し、この判定の結果、前記方向指示器が作動したと判定された場合に、前記先行車両に追従しながら隣接車線への車線変更を行うように前記自車両を制御する車線変更制御部を備える。

本発明によれば、自動運転走行の実行時において、先行車両の前方に前方障害物が存在する場合であっても、先行車両が前方障害物を避けるために隣接車線へ車線変更しようとして車線変更前に方向指示器を作動させた場合に、先行車両に追従しながら隣接車線に車線変更することができる。これにより、先行車両の車線変更完了後に自車両の車線変更を開始する場合に比べて、十分な時間的な余裕を持って車線変更を行うことができる。

図１（ａ）は自車両の概略構成を示す模式図である。図１（ｂ）は自車両の自動運転走行時の状態の一例を示す模式図である。 自車両の機能ブロック図である。 実施形態１に係る車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。 実施形態２に係る車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。 実施形態３に係る車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る車両制御装置１０について図面を用いて説明する。具体的には、まず、車両制御装置１０を有する自車両１の概略構成について説明し、次いで車両制御装置１０の詳細について説明する。

図１（ａ）は自車両１の概略構成を示す模式図である。なお、図１（ａ）には、参考用として、右手系のＸ−Ｙ−Ｚの直交座標が図示されている。この直交座標においてＸ方向が自車両１の前方に相当し、Ｚ方向は上方に相当する。自車両１は、一例として、キャブ２と、このキャブ２の後方側に配置された荷台３とを有する商用車両（具体的にはトラック）である。但し、自車両１の具体的な種類はこのような商用車両に限定されるものではない。

図１（ｂ）は、自車両１の自動運転走行時の状態の一例を示す模式図である。自車両１は、第１車線１００を走行している。第１車線１００の隣には、第２車線１０１が設けられている。すなわち、この第２車線１０１は、第１車線１００に隣接する隣接車線の一例である。自車両１の前方には、先行車両５が走行している。先行車両５の前方には、障害物（前方障害物６と称する）が存在している。なお、本実施形態において、この前方障害物６は、一例として、先行車両５の前方を走行する他の車両（先先行車両）である。図１（ｂ）において、自車両１は、先行車両５に追従するように自動運転走行している。

図２は、自車両１の各機能をブロック図で表示した機能ブロック図である。本実施形態に係る自車両１は、車両制御装置１０に加えて、カメラ２０、前方用レーダーセンサ３０、隣接車線用レーダーセンサ４０、センサ類５０、及び車両走行システム６０を備えている。

カメラ２０は、自車両１の前方を所定の画角で撮影できるカメラである。このカメラ２０の画角は、カメラ２０によって車線（白線）や先行車両５を撮影できるような範囲の角度の値に設定されている。カメラ２０の検出した画像は車両制御装置１０に伝えられる。車両制御装置１０は、カメラ２０の検出した画像から、画像処理技術を用いて、車線（白線）を識別したり、先行車両５の有無を識別したりする。

また、一般に、先行車両５の方向指示器は、先行車両５の少なくとも後端部に設けられている。このため、この先行車両５の方向指示器は、自車両１のカメラ２０によって撮影することができる。そこで、車両制御装置１０は、このカメラ２０の検出した画像から、画像処理技術を用いて、先行車両５の方向指示器の作動の有無（具体的には方向指示器の点滅の有無）も識別する。

前方用レーダーセンサ３０は、自車両１の前方の所定の領域をセンシングすることで、先行車両５と自車両１との距離を検出する。前方用レーダーセンサ３０の検出結果は車両制御装置１０に伝えられる。なお、本実施形態においては、前方用レーダーセンサ３０の一例として、ミリ波レーダーを利用したレーダーセンサを用いている。

隣接車線用レーダーセンサ４０は、隣接車線の所定の領域をセンシングすることで、隣接車線に存在する障害物（隣接障害物）を検出する。具体的には、本実施形態に係る隣接車線用レーダーセンサ４０は、隣接車線のうち自車両１の横方向の所定領域をセンシングする横方向レーダーセンサと、隣接車線のうち自車両１の斜め後方の所定領域をセンシン
グする斜め後方レーダーセンサと、隣接車線のうち自車両１の斜め前方の所定領域をセンシングする斜め前方レーダーセンサとを含んで構成されている。これにより、本実施形態に係る隣接車線用レーダーセンサ４０は、隣接車線における自車両１の横方向、斜め後方、及び斜め前方の障害物の有無を検出して、この検出結果を車両制御装置１０に伝える。

センサ類５０は、前方用レーダーセンサ３０及び隣接車線用レーダーセンサ４０以外のセンサ類である。センサ類５０としては、例えば、自車両１の速度を検出する速度センサ等が挙げられる。

車両走行システム６０は、自車両１を走行させるシステムである。具体的には、車両走行システム６０は、エンジン、トランスミッション等の自車両１を駆動させるシステムである車両駆動システムや、自車両１のブレーキ制動を行うシステムであるブレーキシステム、自車両１の操舵を行うシステムである操舵システム等を含んでいる。なお、本実施形態では、エンジンの一例としてディーゼルエンジンを用いている。また、トランスミッションの一例として、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を用いている。

車両制御装置１０は、各種の制御処理を実行するＣＰＵ１１や、このＣＰＵ１１の動作に用いられるプログラムや各種データ類を記憶する記憶装置１２を有するマイクロコンピュータによって構成されている。なお、記憶装置１２としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いることができる。また、本実施形態に係るＣＰＵ１１は、「車線変更制御部」としての機能を有する部材に相当する。

続いて、車両制御装置１０の制御処理の詳細について説明する。まず、車両制御装置１０は、先行車両５に自車両１を追従して走行させる自動運転走行を実行する。具体的には、本実施形態に係る車両制御装置１０は、カメラ２０、前方用レーダーセンサ３０、及びセンサ類５０の検出結果に基づいて車両走行システム６０を制御することで、先行車両５と自車両１との間に一定範囲の車間距離を保ちながら、予め設定された自車両１の車速の範囲内で自車両１を自動で走行させる。なお、この自動運転走行自体は公知の自動運転走行の制御技術を適用することができるので、これ以上詳細な説明は省略する。

なお、車両制御装置１０は、自車両１のドライバーからの自動運転走行の開始要求を受信した場合に、上述した自動運転走行を実行する。具体的には、自車両１の運転席には、自動運転走行の開始及び停止を車両制御装置１０に伝えるためのスイッチが設けられている。そして、ドライバーは、自動運転走行の開始を希望する場合には、このスイッチをオンにすることで、車両制御装置１０に自動運転走行の開始要求を伝える。この自動運転走行の開始要求の信号を受けた車両制御装置１０は自動運転走行の実行を開始する。また、ドライバーは、自動運転走行の終了を希望する場合には、このスイッチをオフにすることで、車両制御装置１０に自動運転走行の終了要求を伝える。この自動運転走行の終了要求の信号を受けた車両制御装置１０は自動運転走行の実行を終了する。

また、車両制御装置１０には、ドライバーが自動運転走行時の車速範囲（例えば上限速度が１００ｋｍ／ｈ等）を設定するための設定装置（図示せず）が接続されており、車両制御装置１０は、この設定装置に設定された車速範囲内で自動運転走行を実行する。

また、車両制御装置１０は、自動運転走行時において、以下に説明する車線変更制御処理を実行する。図３は、本実施形態に係る車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。車両制御装置１０の具体的には車線変更制御部（ＣＰＵ１１）は、自動運転走行の実行開始とともに図３のフローチャートの実行を開始する。

まず、ステップＳ１０において、車両制御装置１０の車線変更制御部は、自動運転走行の実行時（すなわち、自動運転走行が実行されている最中）において、先行車両５の方向指示器が作動したか否かを判定する。具体的には、本実施形態に係る車線変更制御部は、カメラ２０の検出した画像を取得し、この取得された画像を画像処理することで先行車両５の方向指示器が作動したか否かを判定する。この具体例を挙げると次のようになる。

例えば、先行車両５が前方障害物６を避けるために隣接車線に車線変更しようとして、先行車両５の後端部に設けられている方向指示器（すなわち、隣接車線へ車線変更するための方向指示器）を点滅させたとする。この方向指示器の点滅はカメラ２０によって撮影される。ステップＳ１０において、車線変更制御部は、このカメラ２０の画像を画像処理することで、先行車両５の方向指示器が点滅したか否かを判定する。このようにしてステップＳ１０は実行されている。

ステップＳ１０でＮＯと判定された場合、車線変更制御部はフローチャートをスタートから実行する（リターン）。

ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合（すなわち、先行車両５の方向指示器が作動したと判定された場合）、車線変更制御部は、隣接車線に障害物（隣接障害物）が存在しないか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には車線変更制御部は、隣接車線用レーダーセンサ４０の検出結果に基づいて、隣接車線における自車両１の横方向、斜め後方、及び斜め前方に隣接障害物が存在しないか否かを判定する。

ステップＳ２０でＮＯと判定された場合（すなわち、隣接車線に隣接障害物が存在すると判定された場合）、車線変更制御部は隣接車線への車線変更を禁止して、フローチャートをスタートから実行する（リターン）。すなわち、ステップＳ２０でＮＯと判定された場合、隣接車線への車線変更は行われない。

ステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合（すなわち、隣接車線に隣接障害物が存在しないと判定された場合）、車線変更制御部は、先行車両５に追従しながら隣接車線への車線変更を行うように、自車両１を制御する（ステップＳ３０）。具体的には、車線変更制御部は、カメラ２０、前方用レーダーセンサ３０、及びセンサ類５０の検出結果に基づいて車両走行システム６０を制御することで、先行車両５との間に一定範囲の車間距離を保ちながら、予め設定された車速範囲内で、自車両１を先行車両５に追従させながら隣接車線へ車線変更させる。ステップＳ３０の実行後に車線変更制御部はフローチャートをスタートから実行する（リターン）。

本実施形態によれば、自動運転走行の実行時において、仮に、先行車両５の前方に前方障害物６が存在する場合であっても、先行車両５が前方障害物６を避けるために隣接車線へ車線変更する前に、車線変更しようとして方向指示器を作動させた場合、且つ、隣接車線に隣接障害物が存在しない場合に、先行車両５に追従しながら隣接車線に車線変更することができる。これにより、先行車両５の車線変更完了後に自車両１の車線変更を開始する場合に比べて、十分な時間的な余裕を持って車線変更することができるとともに、さらに、隣接車線に隣接障害物が存在しない場合に車線変更するので、車線変更の安全性を向上させることができる。

また、例えば先行車両５の体格が大きい場合には、先行車両５の前方にある前方障害物６を自車両１のドライバーが視認できず、先行車両５が隣接車線へ車線変更して初めて前方障害物６を視認できるようになる場合が考えられる。このような場合であっても、本実施形態によれば、急に自車両１の前方側に前方障害物６が現れて、ドライバーが慌てて自車両１を隣接車線へ車線変更する、というような突発的な事態を避けることができる。こ
れにより、ドライバーの運転負担を軽減できるとともに、ドライバーによる運転操作ミス（ヒューマンエラー）を誘発することも抑制できる。これにより、車線変更の安全性を高めることができる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る車両制御装置１０ａの車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。車両制御装置１０ａは、自動運転走行の実行時において、前述した図３のフローチャートに代えて、図４のフローチャートを実行する点において、実施形態１に係る車両制御装置１０と異なっている。図４のフローチャートはステップＳ２０を含んでいない点において、図３のフローチャートと異なっている。

図４を参照して、車両制御装置１０ａの車線変更制御部は、自動運転走行の実行時において、先行車両５の方向指示器が作動したと判定した場合（ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合）に、先行車両５に追従しながら隣接車線への車線変更を行う（ステップＳ３０）。

本実施形態によれば、自動運転走行の実行時において先行車両５の前方に前方障害物６が存在する場合であっても、先行車両５が前方障害物６を避けるために隣接車線へ車線変更しようとして、車線変更前に先行車両５の方向指示器を作動させた場合に、先行車両５に追従しながら隣接車線に車線変更することができる。これにより、十分な時間的な余裕を持って車線変更することができる。

なお、上述した実施形態１と本実施形態とを比較した場合、実施形態１の方が、隣接車線に隣接障害物が存在しないという条件がさらに満たされた場合に車線変更をしている点において車線変更の安全性が高い。このため、車線変更の安全性を向上させるという観点においては、実施形態１の方が好ましい。

（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係る車両制御装置１０ｂの車線変更制御処理のフローチャートの一例を示す図である。車両制御装置１０ｂは、自動運転走行の実行時において、前述した図３のフローチャートに代えて、図５のフローチャートを実行する点において、実施形態１に係る車両制御装置１０と異なっている。図５のフローチャートは、ステップＳ２５及びステップＳ２６をさらに含んでいる点において、図３のフローチャートと異なっている。

図５を参照して、車両制御装置１０ｂの車線変更制御部は、ステップＳ３０に係る隣接車線への車線変更を行う前に、自車両１のドライバーに対して隣接車線への車線変更を行う旨をさらに報知し（ステップＳ２５）、この報知の結果、ドライバーからの禁止指示が有る場合には隣接車線への車線変更を禁止し（ステップＳ２６でＮＯの場合）、ドライバーからの許可指示が有る場合に（ステップＳ２６でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０で隣接車線への車線変更を行っている。この本実施形態の具体例の詳細は以下のとおりである。

まず、自車両１の運転席には、ドライバーに対して、隣接車線への車線変更を行う旨を報知するための報知装置が配置されている。この報知装置の具体的な構成は特に限定されるものではなく、文字情報や図形情報等を表示するディスプレイや、音声情報を発するスピーカーや、これらの組み合わせ等を用いることができる。本実施例では、報知装置の一例として、スピーカーを用いている。

また、自車両１の運転席には、ドライバーが車両制御装置１０ｂに対して隣接車線への
車線変更の禁止指示及び許可指示を伝えるためのスイッチ（「車線変更禁止指示スイッチ」と称する）が配置されている。具体的には、この車線変更禁止指示スイッチは、通常時はＯＦＦになっている。そして、ドライバーは、車線変更を禁止する場合に、この車線変更禁止指示スイッチをＯＮにする。

そして、車両制御装置１０ｂの車線変更制御部は、図５のステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２５で、報知装置としてのスピーカーに、「隣接車線への車線変更を行う」旨の音声情報を報知させる。これにより、ドライバーに対して、車線変更を許可するか否かに関するフィードバックを要求する。

この報知を受けたドライバーが車線変更禁止指示スイッチをＯＮにした場合（車線変更の禁止指示を与えた場合）には、ステップＳ２６でＮＯと判定される。この場合、車線変更制御部はステップＳ３０の実行を禁止して、フローチャートをスタートから実行する（リターン）。すなわち、この場合、車線変更は行われない。

一方、ステップＳ２５で「隣接車線への車線変更を行う」旨の報知を受けたドライバーが車線変更禁止指示スイッチをＯＮにしなかった場合（すなわち、車線変更の許可指示を与えた場合）には、ステップＳ２６でＹＥＳと判定される。この場合、車線変更制御部はステップＳ３０の実行を許可して、実際にステップＳ３０を実行する。この結果、隣接車線への車線変更が行われる。

本実施形態によれば、実施形態１の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。具体的には、先行車両５の方向指示器が作動し、且つ隣接車線に隣接障害物が存在しない場合（ステップＳ１０及びステップＳ２０でＹＥＳの場合）であっても、ドライバーが隣接車線への車線変更が行われることを嫌った場合（すなわち、車線変更禁止指示を行った場合）には、隣接車線への車線変更を禁止することができ、ドライバーが隣接車線への車線変更を許可した場合（ステップＳ２６でＹＥＳの場合）に車線変更を行うことができる。これにより、ドライバーの意思を尊重して隣接車線への車線変更を行うことができる。

なお、本実施形態は、上述した実施形態２に適用されてもよい。この場合、図５はステップＳ２０を含まない構成となる。すなわち、この場合、車線変更制御部は、自動運転走行の実行時において先行車両５の方向指示器が作動したと判定した場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）に、ステップＳ２５を実行して報知装置に「隣接車線への車線変更を行う」旨を報知させる。この構成においても、ドライバーの意思を尊重して隣接車線への車線変更を行うことができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 自車両
５ 先行車両
６ 前方障害物
１０，１０ａ，１０ｂ 車両制御装置
１１ ＣＰＵ（車線変更制御部）
１００ 第１車線
１０１ 第２車線（隣接車線）

Claims (3)

1. 先行車両に自車両を追従させて走行させる自動運転走行の実行時において、前記先行車両の方向指示器が作動したか否かを判定し、この判定の結果、前記方向指示器が作動したと判定された場合に、前記先行車両に追従しながら隣接車線への車線変更を行うように前記自車両を制御する車線変更制御部を備える、車両制御装置。
2. 前記車線変更制御部は、前記方向指示器が作動したと判定された場合において、前記隣接車線に障害物が存在しないか否かをさらに判定し、この判定の結果、前記隣接車線に前記障害物が存在すると判定された場合には前記車線変更を禁止し、前記隣接車線に前記障害物が存在しないと判定された場合に前記車線変更を行う、請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記車線変更制御部は、前記車線変更を行う前に、前記自車両のドライバーに対して前記車線変更を行う旨をさらに報知し、この報知の結果、前記ドライバーからの禁止指示が有る場合には前記車線変更を禁止し、前記ドライバーからの許可指示が有る場合に前記車線変更を行う、請求項１又は２に記載の車両制御装置。

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