JP2019144975A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことが可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置において演算装置５０は、自車線及び隣接車線の車線の種別を認識する車線認識部７２と、車線認識部７２が認識した車線の種別に応じて、車線変更の第１〜第３制御条件を設定する制御条件設定部８０と、制御条件設定部８０が設定した第１〜第３制御条件に基づいて、自車両に対する車線変更制御を行う車両制御部６８とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置に関する。

米国では、市街地と郊外とを結ぶフリーウェイでの渋滞を緩和するため、走行方向に対して左側の単一車線又は複数車線を、特定の条件を満たす車両のみが走行可能なカープールレーンに設定している箇所がある。カープールレーンでは、緊急車両や二輪車は、無条件に走行できる一方で、四輪車は、２人又は３人以上が乗車していれば、走行可能である。また、環境対策の一環として、一定の基準を満たしたエコカーであれば、１人乗りの四輪車でもカープールレーンを走行可能である。

特許文献１には、自車両がカープールレーンに近づいたときに、カープールレーンを示す文字、マーク、拡大地図等の可視情報をナビゲーション装置の表示画面に表示することが開示されている。

特許第４８７９３４６号公報

ところで、近年、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う自動運転技術（ＡＤ）又は運転支援技術（ＡＤＡＳ）が急速に発展している。そのため、将来、このような車両がフリーウェイを自動走行する場合も想定される。

しかしながら、特許文献１の技術では、カープールレーンに関する適切な情報を自車両の運転者に認識させることを目的としている。そのため、カープールレーンの使用に当たって、自車両をどのように円滑に自動走行させるかについて、一切考慮されていない。

例えば、フリーウェイのように複数の車線がある道路において、カープールレーンのような特定レーンと、全ての車両が走行可能な一般レーンとがある場合に、これらの車線間では、交通流（例えば、交通量、交通密度、交通速度）の傾向が互いに異なる。この場合、自車両が走行する自車線と、該自車線に隣接する隣接車線との間で、自車線から隣接車線に自車両を円滑に車線変更させることについて、特許文献１では何ら考慮されていない。しかも、特許文献１には、異なる種別の車線間での車線変更のみならず、同じ種類の車線間での自車両の円滑な車線変更についても、何ら考慮されていない。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、前記自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、前記自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置であって、前記自車両が走行している自車線及び該自車線に隣接する隣接車線の車線の種別を認識する車線認識部と、前記車線認識部が認識した前記車線の種別に応じて前記自車線から前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制御条件を設定する制御条件設定部と、前記制御条件設定部が設定した前記制御条件に基づいて前記車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部とを備える。

このように、車線毎に交通流の傾向が異なる場合でも、前記車線の種別に応じて、前記車線変更を行うための前記制御条件を変更する。これにより、前記交通流の傾向を考慮して、前記車線変更を円滑に行うことが可能となる。この結果、フリーウェイのような複数の車線のある道路を前記自車両が走行する場合であっても、該自車両を安定に走行させることができる。

また、前記車線の種別は、特定車両が優先的に走行可能な特定レーンと、全ての車両が走行可能な一般レーンとであり、前記制御条件設定部は、前記自車線又は前記隣接車線の一方が前記特定レーンであると共に他方が前記一般レーンである場合と、前記自車線及び前記隣接車線の双方が前記特定レーン又は前記一般レーンである場合とで、異なる制御条件に設定する。

カープールレーンのような前記特定レーンは、交通量が相対的に少なく、平均速度が相対的に高いので、車間距離が相対的に長くなる傾向がある。一方、前記一般レーンは、交通量が相対的に多く、平均速度が相対的に低いので、車間距離が相対的に短くなる傾向がある。そのため、前記特定レーン及び前記一般レーンの違いに応じて前記制御条件を変更することで、前記交通流の傾向が異なる場合でも、前記車線変更を円滑に行うことが可能となる。

さらに、前記制御条件には、前記自車線の平均速度と前記隣接車線の平均速度との速度差の閾値が含まれ、前記車両制御部は、前記自車線及び前記隣接車線の双方が前記特定レーン又は前記一般レーンである場合には、前記速度差が前記閾値以内であれば前記走行制御又は前記支援制御を行い、前記自車線又は前記隣接車線のうち一方が前記特定レーンである場合には、前記速度差が前記閾値を超えているときでも前記走行制御又は前記支援制御を行えばよい。

従って、２つの前記特定レーンの間、又は、２つの前記一般レーンの間では、前記速度差が小さいときに前記車線変更が行われるので、該車線変更を円滑に行わせることができる。一方、前記特定レーンと前記一般レーンとの間では、ある程度の速度差がある場合でも、前記車線変更が行われるので、該車線変更を確実に実行することができる。

さらにまた、前記制御条件設定部は、前記自車両の走行位置から前記自車線及び前記隣接車線を含む道路の出口までの残距離を考慮して、前記制御条件を設定すればよい。これにより、前記自車両が前記出口から出ていけるように前記車線変更を行わせることが可能となる。

この場合、前記制御条件設定部は、前記残距離と、前記出口周辺での渋滞とを考慮して、前記制御条件を設定してもよい。これにより、前記出口周辺で渋滞が発生していれば、早目に前記車線変更を行わせることが可能となる。

また、前記制御条件設定部は、前記車線変更の際、前記自車両の速度が前記残距離に応じて変化するように、前記制御条件を設定してもよい。これにより、前記残距離が長い場合には、前記自車両の前記出口への到達に余裕があるため、前記自車両を徐々に減速させて前記車線変更を行わせることができる。一方、前記残距離が短い場合には、前記自車両の前記出口への到達に余裕がないため、前記自車両を急減速させて前記車線変更を行わせることができる。

さらに、前記制御条件設定部は、前記車線変更の際、前記自車線の中央位置から前記隣接車線側への前記自車両のオフセット量が前記残距離に応じて変化するように、前記制御条件を設定してもよい。これにより、前記車線変更にかかる時間を短縮することができる。

さらにまた、前記制御条件設定部は、前記自車両が前記特定レーンから前記一般レーンへの車線変更を行う際に、前記一般レーンで前記自車両と前後の他車両との間で一定量のマージンが確保されるように、前記制御条件を設定してもよい。これにより、前記一般レーンを走行する前記前後の他車両との車間距離又は衝突余裕時間（ＴＴＣ）を確保した状態で、前記車線変更を実行させることができる。

また、前記車両制御装置は、前記車線変更を許可する車線変更判断部をさらに備えてもよい。この場合、前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した後に、前記車線認識部による前記車線の種別の認識と、前記制御条件設定部による前記制御条件の設定と、前記車両制御部による前記走行制御又は前記支援制御とを順に行えばよい。あるいは、前記車線認識部による前記車線の種別の認識と、前記制御条件設定部による前記制御条件の設定とが順に行われ、前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した後に、前記車両制御部が前記走行制御又は前記支援制御を行えばよい。いずれの場合でも、前記車線変更を適切且つ円滑に行うことができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態における車両制御装置を含めた自車両の構成を示すブロック図である。 図１に示す演算装置の機能ブロック図である。 図２に示す演算装置の動作説明に供されるフローチャートである。 フリーウェイでの車線変更を示す図である。 車線変更前の自車両の走行状態を示す図である。 車線変更後の自車両の走行状態を示す図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［１．車両制御装置１０を含む車両１２の構成］
＜１．１ 車両１２の概要＞
図１は、本発明の一実施形態における車両制御装置１０を含む車両１２（以下、自車両１２ともいう。）の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、自車両１２に組み込まれており、且つ、自動又は手動により自車両１２の運転制御を行う。なお、本明細書において、「自動運転」とは、自車両１２の走行制御を全て自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」を含む概念である。

自車両１２は、該自車両１２の運転制御を統括する車両制御装置１０と、車両制御装置１０の入力機能を担う入力系装置群１４と、車両制御装置１０の出力機能を担う出力系装置群１６とを備える。

＜１．２ 入力系装置群１４の具体的構成＞
入力系装置群１４には、自車両１２の周囲（外界）の状態を検出する外界センサ（周辺監視装置）１８と、自車両１２の外部にある各種通信機器と情報の送受信を行う通信装置（周辺監視装置）２０と、高精度地図を示す地図情報を取得する高精度地図データベース２２（以下、地図情報ＤＢ（位置特定装置）２２ともいう。）と、目的地までの走行経路を生成すると共に自車両１２の走行位置を計測するナビゲーション装置（位置特定装置）２４と、自車両１２の状態を検出する車両センサ２６とが含まれる。

外界センサ１８には、外界を撮像する１つ以上のカメラ２８と、自車両１２と他物体（例えば、他車両）との間の距離及び相対速度を検出する１つ以上のレーダ３０と、１つ以上のＬＩＤＡＲ３２（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）とが含まれる。

通信装置２０には、他車両との間で車々間通信を行う第１通信装置３４と、路側装置との間で路車間通信を行う第２通信装置３６とが含まれる。ナビゲーション装置２４には、衛星航法システム及び自立航法システムが含まれる。車両センサ２６には、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、傾斜センサ等、自車両１２の挙動を検出する各種センサ、自車両１２の操作状態を検出する各種センサ、自車両１２の運転者（ドライバ）の状態を撮像する車内カメラ、ドライバの状態を検出する各種センサが含まれる。

＜１．３ 出力系装置群１６の具体的構成＞
出力系装置群１６には、駆動力出力装置４０と、操舵装置４２と、制動装置４４と、報知装置４６とが含まれる。

駆動力出力装置４０には、駆動力出力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジンや駆動モータ等の駆動源とが含まれる。駆動力出力装置４０は、ドライバが行うアクセルペダルの操作、又は、車両制御装置１０から出力される駆動の制御指示に応じて駆動力を発生させる。

操舵装置４２には、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）−ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータとが含まれる。操舵装置４２は、ドライバが行うステアリングホイールの操作、又は、車両制御装置１０から出力される操舵の制御指示に応じて操舵力を発生させる。

制動装置４４には、ブレーキＥＣＵとブレーキアクチュエータとが含まれる。制動装置４４は、ドライバが行うブレーキペダルの操作、又は、車両制御装置１０から出力される制動の制御指示に応じて制動力を発生させる。

報知装置４６には、報知ＥＣＵと、情報伝達装置（例えば、表示装置、音響装置、触覚装置）とが含まれる。報知装置４６は、車両制御装置１０又は他のＥＣＵから出力される報知指示に応じてドライバに対する報知（例えば、視聴覚を含む五感を通じた情報提供）を行う。

＜１．４ 車両制御装置１０の具体的構成＞
車両制御装置１０は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置５０と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置５２とを備える。車両制御装置１０は、演算装置５０が記憶装置５２に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。

図２は、図１に示す演算装置５０の機能ブロック図である。この演算装置５０は、外界認識部６０と、自車位置認識部６２と、行動計画部６４と、車両制御部６８と、運転モード切替部７０との各種機能を実行可能に構成されている。

外界認識部６０は、外界センサ１８から出力される情報に基づいて、自車両１２の周囲における状況及び物体を認識する。この外界認識部６０には、車線認識部７２と、他車両認識部７４と、外界状態認識部７６とが含まれる。

自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２及びナビゲーション装置２４から出力される情報に基づいて、自車両１２の絶対位置、又は、高精度地図上の相対位置（以下、自車位置ともいう。）を認識する。

行動計画部６４は、外界認識部６０及び自車位置認識部６２の認識結果に基づいて、自車両１２の状況に応じた行動計画（走行区間毎のイベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画の内容を更新する。また、行動計画部６４は、上記の認識結果に基づいて、作成した行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。行動計画部６４には、車線変更判断部７８と制御条件設定部８０とが含まれる。

車両制御部６８は、行動計画部６４が作成した行動計画又は走行軌道に基づいて、出力系装置群１６（図１参照）に対して、所望の動作の指示をする。車両制御部６８には、自車両１２の走行制御を行う走行制御部８２と、ドライバに対する報知制御を行う報知制御部８４とが含まれる。

運転モード切替部７０は、ドライバによる所定の行動（例えば、スイッチ、ステアリングホイールを含む入力デバイスの操作）に応じて、「自動運転モード」と「手動運転モード」とを含む複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

［２．車両制御装置１０の動作］
本実施形態における車両制御装置１０を含む自車両１２は、以上のように構成される。続いて、複数の車線を含む道路における車線変更時の車両制御装置１０の動作について、図３のフローチャートを主に参照しながら説明する。ここでは、車両制御装置１０（図１参照）を搭載した自車両１２が、自動運転により走行する場合を想定する。

＜２．１ 道路１００の説明＞
図４は、複数の車線を含む道路１００における自車両１２の走行シーンを示す図である。道路１００は、例えば、米国のフリーウェイである。道路１００には、自車両１２を含む車両の走行方向に沿って、４本の車線が設けられている。このうち、走行方向の一番左側の車線がカープールレーン（特定レーン）１０２ａであり、残り３本の車線が一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄである。カープールレーン１０２ａには、該カープールレーン１０２ａであることを示す菱形の道路標示１０４が設けられている。

カープールレーン１０２ａは、緊急車両、二輪車、２人若しくは３人以上が乗車している四輪車、又は、１人乗りのエコカーのような特定車両が優先的に走行可能な特定レーンである。また、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄは、全ての車両が走行可能な車線である。なお、カープールレーン１０２ａは、所定の時間帯だけカープールレーンとして運用され、他の時間帯では一般レーンとして全ての車両が走行可能であることに留意する。

ここでは、フリーウェイの車線（道路１００の各レーン１０２ａ〜１０２ｄ）上を破線で示す走行予定経路１０６に沿って、自車両１２が車線変更をしながら走行し、フリーウェイの出口１０８から出ていく場合について説明する。

＜２．２ 図３のフローチャートの説明＞
自車両１２がカープールレーン１０２ａを走行している場合、図３のステップＳ１において、該自車両１２は、フリーウェイ（道路１００）を退出する準備を開始する。

ステップＳ２において、車両制御装置１０（図１参照）は、入力系装置群１４から出力される外界の情報や自車両１２の情報を取得する。この場合、車両制御装置１０が取得する情報としては、例えば、（１）道路１００上における自車位置Ｐ０（図４参照）、（２）自車位置Ｐ０から出口１０８までの自車両１２の走行予定経路１０６、（３）自車位置Ｐ０から出口１０８までの残距離Ｌｓ、（４）道路１００の車線数、（５）道路１００の渋滞情報、（６）出口１０８までの残りの車線数、（７）自車両１２が走行している車線である自車線Ｌ１（図５及び図６参照）の情報、（８）自車線Ｌ１を走行する車両の平均速度と自車線Ｌ１に隣接する隣接車線Ｌ２を走行する車両の平均速度との速度差や該速度差に応じた加速度差、がある。車両制御装置１０は、これらの情報を全て取得してもよいし、又は、必要な情報のみ取得してもよい。

すなわち、自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２及びナビゲーション装置２４の出力情報に基づいて、自車位置Ｐ０や走行予定経路１０６を取得（認識）する。また、自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２の出力情報に基づいて、出口１０８の位置を特定する。これにより、自車位置認識部６２は、特定した出口１０８の位置と自車位置Ｐ０とに基づいて、残距離Ｌｓを算出することができる。

外界状態認識部７６は、例えば、カメラ２８の画像情報、又は、地図情報ＤＢ２２から読み出した地図情報（高精度地図）に基づいて、道路１００の道路環境全般に関する情報、例えば、道路１００の形状及び幅、車線数、車線幅を認識する。また、外界状態認識部７６は、第２通信装置３６からの出力情報に基づいて、道路１００の渋滞情報を取得（認識）する。さらに、外界状態認識部７６は、外界センサ１８、通信装置２０及び車両センサ２６からの出力情報に基づいて、自車線Ｌ１と隣接車線Ｌ２との間での車両の平均速度の速度差や加速度差を算出する。

車線認識部７２は、例えば、カメラ２８の画像情報、又は、地図情報ＤＢ２２からの地図情報と、外界状態認識部７６が取得した道路１００の情報とに基づいて、自車線Ｌ１や隣接車線Ｌ２を含む道路１００の各レーン１０２ａ〜１０２ｄの種別を認識する。これにより、車線認識部７２は、図４の状況では、自車線Ｌ１がカープールレーン１０２ａであり、隣接車線Ｌ２が一般レーン１０２ｂであると認識することができる。また、車線認識部７２は、自車位置認識部６２が認識した情報に基づいて、出口１０８までの残りの車線数を特定することが可能である。

なお、カープールレーン１０２ａは、交通量が相対的に少なく、平均速度が相対的に高く、一方で、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄは、交通量が相対的に多く、平均速度が相対的に低い。そのため、上記の画像情報や地図情報等によって各レーン１０２ａ〜１０２ｄの種別を認識できない場合、車線認識部７２は、平均速度の速度差に基づいて、各レーン１０２ａ〜１０２ｄの種別を認識してもよい。

また、ステップＳ２において、他車両認識部７４は、例えば、カメラ２８、レーダ３０又はＬＩＤＡＲ３２から出力される情報に基づいて、自車両１２の周囲で走行又は停車する他車両（図５及び図６の他車両１１０ｆ、１１０ｒ等）の存否、位置、大きさ、種別を認識すると共に、自車両１２と他車両との間の距離や相対速度を算出することもできる。これにより、他車両認識部７４は、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に自車両１２が車線変更した際、車線変更後の自車両１２と前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの車間距離Ｌｆ、Ｌｒ、自車両１２と前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの速度差及び加速度差を算出することも可能である。

そして、ステップＳ３において、行動計画部６４は、車線認識部７２、他車両認識部７４、外界状態認識部７６及び自車位置認識部６２での各認識結果に基づいて、自車両１２の状況に応じた行動計画を作成する。具体的には、道路１００において、走行予定経路１０６上の車線変更開始位置Ｐｃ（図４及び図５参照）で自車両１２が車線変更を開始するような車線変更計画を作成する。従って、車線変更開始位置Ｐｃとは、自車両１２が車線変更に関する走行制御又は支援制御（以下、「車線変更制御」ともいう。）を開始する位置をいう。なお、図４のように、複数のレーン１０２ａ〜１０２ｄがあり、且つ、出口１０８までの走行予定経路１０６が設定されている場合、車線毎に車線変更開始位置Ｐｃが設定される。

ステップＳ４において、車線変更判断部７８は、自車両１２が車線変更開始位置Ｐｃ（図４及び図５参照）に到達したか否かを判定する。具体的には、車線変更判断部７８は、自車両１２が走行予定経路１０６に沿って自車線Ｌ１を走行している場合に、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更制御を開始する車線変更開始位置Ｐｃに自車両１２が到達したか否かを判断する。

まだ到達していない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、自車両１２が車線変更開始位置Ｐｃに到達するまでステップＳ４に留まる。一方、自車両１２が車線変更開始位置Ｐｃに到達した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、車線変更判断部７８は、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更制御を許可し、次のステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、制御条件設定部８０は、車線変更判断部７８での車線変更制御の許可を受け、車線認識部７２の認識結果に基づいて、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２の車線の種別を確認する。そして、制御条件設定部８０は、次のステップＳ６〜Ｓ８に示すように、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２の車線の種別に応じて、車線変更制御に関わる制御条件を設定する。なお、制御条件とは、車両制御部６８によって自車両１２を自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に車線変更制御するときの制御パラメータであり、例えば、速度差の閾値、残距離Ｌｓ、出口１０８での渋滞情報、車線変更後の車間距離Ｌｆ、Ｌｒ、該車間距離Ｌｆ、Ｌｒに応じた衝突余裕時間ＴＴＣｆ、ＴＴＣｒが含まれる。

具体的に、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２が共に一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄである場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御条件設定部８０は、車線変更制御のための第１制御条件を設定する。第１制御条件は、車線変更制御のデフォルト値（通常値）である。図５のように自車両１２が自車線Ｌ１を走行し、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に車線変更する場合、図６に示すように、例えば、車線変更後の自車両１２に対する前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの間で、一定量のマージンが確保されるように、第１制御条件を設定する。

ここで、一定量のマージンとは、車線変更後の自車両１２の前方の他車両１１０ｆに対する衝突余裕時間ＴＴＣｆが閾値時間Ｔｔｈ以上であり（ＴＴＣｆ≧Ｔｔｈ）、且つ、車線変更後の自車両１２の後方の他車両１１０ｒに対する衝突余裕時間ＴＴＣｒが閾値時間Ｔｔｈ以上（ＴＴＣｒ≧Ｔｔｈ）であることをいう。あるいは、一定量のマージンとは、車線変更後の自車両１２の前方の他車両１１０ｆに対する車間距離Ｌｆが閾値距離Ｌｔｈ以上であり（Ｌｆ≧Ｌｔｈ）、且つ、車線変更後の自車両１２の後方の他車両１１０ｒに対する車間距離Ｌｒが閾値距離Ｌｔｈ以上であることをいう（Ｌｒ≧Ｌｔｈ）。

また、自車線Ｌ１がカープールレーン１０２ａであり、隣接車線Ｌ２が一般レーン１０２ｂである場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、制御条件設定部８０は、車線変更制御のための第２制御条件を設定する。

この場合、カープールレーン１０２ａは、出口１０８から最も遠い車線である。また、カープールレーン１０２ａは、交通量が相対的に少なく、平均速度が相対的に高いので、車間距離が相対的に長くなる傾向がある。一方、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄは、交通量が相対的に多く、平均速度が相対的に低いので、車間距離が相対的に短くなる傾向がある。従って、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂに車線変更する場合、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄ間での車線変更と比較して、余裕のない状態で車線変更を行うことになる。

そこで、制御条件設定部８０は、デフォルト値の第１制御条件よりも厳しい第２制御条件を設定する。すなわち、第２制御条件とは、例えば、一般レーン１０２ｂがカープールレーン１０２ａよりも交通量が多く、混雑していることで、第１制御条件と比較して、マージンを小さく取らざるを得ない状況でも、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂに自車両１２を車線変更させることができるような制御パラメータをいう。従って、制御条件設定部８０は、一般レーン１０２ｂにおいて、自車両１２と前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの間で比較的小さなマージンの第２制御条件を設定する。

さらに、自車線Ｌ１が一般レーン１０２ｂであり、隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａである場合には、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、制御条件設定部８０は、車線変更制御のための第３制御条件を設定する。一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａへの車線変更は、通常、フリーウェイに入った直後に行われる場合が多く、出口１０８に到達するまで時間的に余裕がある。従って、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄ間での車線変更と比較して、余裕のある状態での車線変更となる。

そのため、制御条件設定部８０は、デフォルト値の第１制御条件よりも緩い第３制御条件を設定する。すなわち、第３制御条件とは、例えば、カープールレーン１０２ａが一般レーン１０２ｂよりも交通量が少なく、閑散であることから、第１制御条件と比較して、マージンを大きく取れるような状況において、一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａに自車両１２を車線変更させるための制御パラメータをいう。従って、制御条件設定部８０は、カープールレーン１０２ａにおいて、自車両１２と前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの間で比較的大きなマージンの第３制御条件を設定する。

このように、制御条件設定部８０によって、車線変更の種類に応じて、異なる第１〜第３制御条件が設定される。設定された第１〜第３制御条件は、車両制御部６８に出力される。

次のステップＳ９において、車両制御部６８は、制御条件設定部８０から供給された制御条件に従って、車線変更開始位置Ｐｃを起点とする車線変更制御を行う。この制御に先立ち、車両制御部６８は、行動計画部６４により作成された行動計画のイベント内容及び走行軌道を取得する。

その後、走行制御部８２は、車線変更を実現するための制御信号を生成し、各々の制御信号を駆動力出力装置４０、操舵装置４２、制動装置４４に対して出力する。一方、報知制御部８４は、車線変更を支援する報知内容（例えば、車線変更のタイミング指示）を示す報知信号を生成し、この報知信号を報知装置４６に対して出力する。

これにより、図４に示すように、自車両１２は、車線変更開始位置Ｐｃにて車線変更を開始し、破線で示す走行予定経路１０６に沿って、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に車線変更する。より具体的には、図５に示すように、自車線Ｌ１の車線中心線１１２上を自車両１２が走行している場合に、車線変更開始位置Ｐｃより、車線中心線１１２から隣接車線Ｌ２側に自車両１２を徐々に移動させる。この結果、走行方向に沿って、車線中心線１１２に対する自車線Ｌ１の隣接車線Ｌ２側へのオフセット量Ｄが大きくなる。そして、自車両１２が車線変更実行位置Ｐｇに到達したときに、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更を実行する。

従って、図４のように、自車両１２がカープールレーン１０２ａを走行している場合には、ステップＳ５→Ｓ７→Ｓ９の順に処理を実行することで、自車線Ｌ１であるカープールレーン１０２ａから隣接車線Ｌ２である一般レーン１０２ｂへの車線変更が実行される。

続いて、ステップＳ１０において、車線変更判断部７８は、自車両１２が出口１０８側の一般レーン１０２ｄに車線変更したか否かを判断する。前述のように、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更が実行されたので、車線変更判断部７８は、一般レーン１０２ｄに車線変更されていないと判断し（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

これにより、車両制御装置１０では、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理が再度実行され、今度は、一般レーン１０２ｂから一般レーン１０２ｃへの車線変更が実行される。この場合、ステップＳ２〜Ｓ４後、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ９の順に処理が実行され、自車両１２は、自車線Ｌ１である一般レーン１０２ｂから隣接車線Ｌ２である一般レーン１０２ｃへの車線変更を実行する。続いて、ステップＳ１０では、車線変更判断部７８は、一般レーン１０２ｄへの車線変更が行われていないと判断し（ステップＳ１０：ＮＯ）、再びステップＳ２に戻る。

この結果、車両制御装置１０では、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理がさらに実行されて、一般レーン１０２ｃから一般レーン１０２ｄへの車線変更が実行される。この場合も、ステップＳ２〜Ｓ４後、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ９の順に処理が実行され、自車両１２は、自車線Ｌ１である一般レーン１０２ｃから隣接車線Ｌ２である一般レーン１０２ｄへの車線変更を実行する。

続いて、ステップＳ１０では、車線変更判断部７８は、一般レーン１０２ｄへの車線変更が行われたと判断し（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、出口１０８側の一般レーン１０２ｄを自車両１２が走行しているので、車両制御部６８は、出口１０８まで自車両１２の走行を継続させる。この結果、自車両１２は、出口１０８を通ってフリーウェイ（道路１００）を抜け出る。

なお、図３のフローチャートにおいて、走行予定経路１０６を維持する場合、破線で示すように、ステップＳ１０で否定的な判断結果となったときには（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ４に戻り、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理を再度実行してもよい。また、図３のフローチャートにおいて、一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａに車線変更する場合には、ステップＳ５→Ｓ８→Ｓ９の順に処理を実行すればよい。

＜２．３ 図３のフローチャートの変形例＞
図３のフローチャートでは、ステップＳ６〜Ｓ８において、一定量のマージンを考慮して第１〜第３制御条件を設定する場合について説明した。車両制御装置１０内では、下記のように処理を実行することも可能である。

制御条件設定部８０は、ステップＳ６〜Ｓ８において、自車線Ｌ１の平均速度と隣接車線Ｌ２の平均速度との速度差の閾値を考慮して、第１〜第３制御条件を設定してもよい。この場合、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２の双方が一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄであり、且つ、速度差が閾値以内であれば、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ９の順に処理が実行され、車両制御部６８による車線変更制御が行われる。これにより、自車線Ｌ１の平均速度と隣接車線Ｌ２の平均速度とが略同じ速度であるときに、自車両１２の車線変更が行われる。

また、自車線Ｌ１又は隣接車線Ｌ２のうち、一方がカープールレーン１０２ａであり、ステップＳ５→Ｓ７→Ｓ９、又は、ステップＳ５→Ｓ８→Ｓ９の順に処理が実行される場合、車両制御部６８は、速度差が閾値を超えているときでも、ステップＳ９で車線変更制御を行う。これにより、自車線Ｌ１と隣接車線Ｌ２との間で交通流の状態が異なっても、自車両１２の車線変更を行うことができる。従って、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更の場合は、余裕のない状態でも車線変更が行われる。また、一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａへの車線変更の場合は、余裕のある状態で車線変更が行われる。

さらに、制御条件設定部８０は、ステップＳ６〜Ｓ８において、残距離Ｌｓを考慮して、第１〜第３制御条件を設定してもよい。この場合、制御条件設定部８０は、出口１０８周辺で渋滞が発生していれば、出口１０８から渋滞の最後尾の他車両の位置までの距離を、残距離Ｌｓから差し引き、差し引いた距離に基づいて、第１〜第３制御条件を設定すればよい。これにより、自車両１２に対して車線変更実行位置Ｐｇが相対的に手前の位置に設定され、渋滞を考慮して、早目の段階で、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更を実行することができる。

さらにまた、ステップＳ６〜Ｓ８において、制御条件設定部８０は、自車両１２の速度が残距離Ｌｓに応じて変化するように、第１〜第３制御条件を設定してもよい。また、ステップＳ６〜Ｓ８において、制御条件設定部８０は、自車線Ｌ１の車線中心線１１２から隣接車線Ｌ２側への自車両１２のオフセット量Ｄが残距離Ｌｓに応じて変化するように、第１〜第３制御条件を設定してもよい。いずれの場合でも、ステップＳ９において、車両制御部６８は、第１〜第３制御条件に基づいて、自車両１２に対する車線変更制御を適切に行うことができる。

また、図４では、自車両１２の走行方向の左側の１車線のみがカープールレーン１０２ａであったが、左側の複数車線がカープールレーン１０２ａであってもよい。この場合、隣接するカープールレーン１０２ａ間で車線変更を行う際、車線変更判断部７８は、図３のステップＳ５において、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２が共にカープールレーン１０２ａと判断する。これを受けて、制御条件設定部８０は、ステップＳ５での判定結果に基づき、新たな制御条件を設定する。この場合、制御条件設定部８０は、上述した第１〜第３制御条件と同様の手法で、隣接するカープールレーン１０２ａ間での車線変更のための新たな制御条件を設定すればよい。

すなわち、カープールレーン１０２ａ間の車線変更は、比較的余裕のある状態で行うことが可能であるため、制御条件設定部８０は、例えば、第１制御条件又は第３制御条件を新たな制御条件として設定してもよい。勿論、制御条件設定部８０は、第１〜第３制御条件とは異なる制御条件を、隣接するカープールレーン１０２ａ間での車線変更のための新たな制御条件として設定してもよい。

この結果、走行制御部８２は、ステップＳ９において、制御条件設定部８０が設定した新たな制御条件に従って、隣接するカープールレーン１０２ａ間での自車両１２の車線変更を行うことができる。

さらに、図３のフローチャートでは、ステップＳ４で車線変更を許可し（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５で車線の種別を認識し、ステップＳ６〜Ｓ８で第１〜第３制御条件を設定した後に、ステップＳ９で車線変更制御を実行していた。本実施形態では、ステップＳ５での車線の種別の認識、及び、ステップＳ６〜Ｓ８での第１〜第３制御条件の設定の後、ステップＳ４の判定処理を実行してもよい。この場合、車線変更の許可後（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ９において、車両制御部６８は、制御条件設定部８０から供給された制御条件に従って車線変更制御を行う。

［３．車両制御装置１０による効果］
以上のように、車両制御装置１０は、自車両１２の周辺を監視する周辺監視装置（外界センサ１８、通信装置２０）、又は、自車両１２の走行位置を特定する位置特定装置（地図情報ＤＢ２２、ナビゲーション装置２４）のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、自車両１２の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置である。

この場合、車両制御装置１０は、自車両１２が走行している自車線Ｌ１及び該自車線Ｌ１に隣接する隣接車線Ｌ２の車線の種別を認識する車線認識部７２と、車線認識部７２が認識した車線の種別に応じて自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への自車両１２の車線変更の第１〜第３制御条件を設定する制御条件設定部８０と、制御条件設定部８０が設定した第１〜第３制御条件に基づいて車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部６８とを備える。

このように、車線毎に交通流の傾向が異なる場合でも、車線の種別に応じて、車線変更を行うための第１〜第３制御条件を変更する。これにより、交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことが可能となる。この結果、フリーウェイのような複数の車線のある道路１００を自車両１２が走行する場合であっても、該自車両１２を安定に走行させることができる。

また、車線の種別は、特定車両が優先的に走行可能な特定レーンとしてのカープールレーン１０２ａと、全ての車両が走行可能な一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄとであり、制御条件設定部８０は、自車線Ｌ１又は隣接車線Ｌ２の一方がカープールレーン１０２ａであると共に他方が一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄである場合と、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２の双方がカープールレーン１０２ａ又は一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄである場合とで、異なる制御条件に設定する。

カープールレーン１０２ａのような特定レーンは、交通量が相対的に少なく、平均速度が相対的に高いので、車間距離が相対的に長くなる傾向がある。一方、一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄは、交通量が相対的に多く、平均速度が相対的に低いので、車間距離が相対的に短くなる傾向がある。そのため、カープールレーン１０２ａ及び一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄの違いに応じて第１〜第３制御条件に変更することで、交通流の傾向が異なる場合でも、車線変更を円滑に行うことが可能となる。

さらに、第１〜第３制御条件には、自車線Ｌ１の平均速度と隣接車線Ｌ２の平均速度との速度差の閾値が含まれ、車両制御部６８は、自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２の双方がカープールレーン１０２ａ又は一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄである場合には、速度差が閾値以内であれば走行制御又は支援制御を行い、自車線Ｌ１又は隣接車線Ｌ２のうち一方がカープールレーン１０２ａである場合には、速度差が閾値を超えているときでも走行制御又は支援制御を行えばよい。

従って、２つのカープールレーン１０２ａの間、又は、２つの一般レーン１０２ｂ〜１０２ｄ間では、速度差が小さいときに車線変更が行われるので、該車線変更を円滑に行わせることができる。一方、カープールレーン１０２ａと一般レーン１０２ｂとの間では、ある程度の速度差がある場合でも、車線変更が行われるので、該車線変更を確実に実行することができる。

さらにまた、制御条件設定部８０は、地図情報ＤＢ２２又はナビゲーション装置２４の出力結果に基づき、自車両１２の走行位置から自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２を含む道路１００の出口１０８までの残距離Ｌｓを考慮して、第１〜第３制御条件を設定すればよい。これにより、自車両１２が出口１０８から出ていけるように車線変更を行わせることが可能となる。

この場合、制御条件設定部８０は、外界センサ１８若しくは通信装置２０、及び／又は、地図情報ＤＢ２２若しくはナビゲーション装置２４の出力結果に基づき、残距離Ｌｓと、出口１０８周辺での渋滞とを考慮して、第１〜第３制御条件を設定してもよい。これにより、出口１０８周辺で渋滞が発生していれば、早目に車線変更を行わせることが可能となる。

また、制御条件設定部８０は、車線変更の際、自車両１２の速度が残距離Ｌｓに応じて変化するように、第１〜第３制御条件を設定してもよい。これにより、残距離Ｌｓが長い場合には、自車両１２の出口１０８への到達に余裕があるため、自車両１２を徐々に減速させて車線変更を行わせることができる。一方、残距離Ｌｓが短い場合には、自車両１２の出口１０８への到達に余裕がないため、自車両１２を急減速させて車線変更を行わせることができる。

さらに、制御条件設定部８０は、車線変更の際、自車線Ｌ１の中央位置（車線中心線１１２の位置）から隣接車線Ｌ２側への自車両１２のオフセット量Ｄが残距離Ｌｓに応じて変化するように、第１〜第３制御条件を設定してもよい。これにより、車線変更にかかる時間を短縮することができる。

さらにまた、制御条件設定部８０は、自車両１２がカープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更を行う際に、一般レーン１０２ｂで自車両１２と前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの間で一定量のマージン（衝突余裕時間ＴＴＣｆ、ＴＴＣｒ、車間距離Ｌｆ、Ｌｒ）が確保されるように、第２制御条件を設定してもよい。これにより、一般レーン１０２ｂを走行する前後の他車両１１０ｆ、１１０ｒとの車間距離Ｌｆ、Ｌｒ又は衝突余裕時間ＴＴＣｆ、ＴＴＣｒを確保した状態で、車線変更を実行させることができる。

また、車両制御装置１０は、車線変更を許可する車線変更判断部７８をさらに備える。この場合、車線変更判断部７８が車線変更を許可した後に、車線認識部７２による車線の種別の認識と、制御条件設定部８０による第１〜第３制御条件の設定と、車両制御部６８による走行制御又は支援制御とが順に行われる。あるいは、車線認識部７２による車線の種別の認識と、制御条件設定部８０による第１〜第３制御条件の設定とが順に行われ、車線変更判断部７８が車線変更を許可した後に、車両制御部６８が走行制御又は支援制御を行えばよい。いずれの場合でも、車線変更を適切且つ円滑に行うことができる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０…車両制御装置 １２…自車両
１８…外界センサ ２０…通信装置
２２…地図情報ＤＢ ２４…ナビゲーション装置
６８…車両制御部 ７２…車線認識部
７８…車線変更判断部 ８０…制御条件設定部

Claims (9)

1. 自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、前記自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、前記自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置であって、
   前記自車両が走行している自車線、及び、該自車線に隣接する隣接車線の車線の種別を認識する車線認識部と、
   前記車線認識部が認識した前記車線の種別に応じて、前記自車線から前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制御条件を設定する制御条件設定部と、
   前記制御条件設定部が設定した前記制御条件に基づいて、前記車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記車線の種別は、特定車両が優先的に走行可能な特定レーンと、全ての車両が走行可能な一般レーンとであり、
   前記制御条件設定部は、前記自車線又は前記隣接車線の一方が前記特定レーンであると共に他方が前記一般レーンである場合と、前記自車線及び前記隣接車線の双方が前記特定レーン又は前記一般レーンである場合とで、異なる制御条件に設定することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件には、前記自車線の平均速度と前記隣接車線の平均速度との速度差の閾値が含まれ、
   前記車両制御部は、
   前記自車線及び前記隣接車線の双方が前記特定レーン又は前記一般レーンである場合には、前記速度差が前記閾値以内であれば、前記走行制御又は前記支援制御を行い、
   前記自車線又は前記隣接車線のうち、一方が前記特定レーンである場合には、前記速度差が前記閾値を超えているときでも、前記走行制御又は前記支援制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件設定部は、前記自車両の走行位置から前記自車線及び前記隣接車線を含む道路の出口までの残距離を考慮して、前記制御条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件設定部は、前記残距離と、前記出口周辺での渋滞とを考慮して、前記制御条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項４又は５に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件設定部は、前記車線変更の際、前記自車両の速度が前記残距離に応じて変化するように、前記制御条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件設定部は、前記車線変更の際、前記自車線の中央位置から前記隣接車線側への前記自車両のオフセット量が前記残距離に応じて変化するように、前記制御条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項２〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記制御条件設定部は、前記自車両が前記特定レーンから前記一般レーンへの車線変更を行う際に、前記一般レーンで前記自車両と前後の他車両との間で一定量のマージンが確保されるように、前記制御条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更を許可する車線変更判断部をさらに備え、
   前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した後に、前記車線認識部による前記車線の種別の認識と、前記制御条件設定部による前記制御条件の設定と、前記車両制御部による前記走行制御又は前記支援制御とが順に行われるか、
   あるいは、前記車線認識部による前記車線の種別の認識と、前記制御条件設定部による前記制御条件の設定とが順に行われ、前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した後に、前記車両制御部が前記走行制御又は前記支援制御を行うことを特徴とする車両制御装置。

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