JP6163718B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車両における自動運転に係る動作を制御する車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置では、例えば先行車との車間距離を一定に保つような制御が実行されることで、自車が先行車を追従する走行が実現される。ただし、このような追従走行制御は、自動運転制御時に常に実行され続ける訳ではなく、より適切な自動運転を実現するために、所定の条件に基づいて適宜他の走行制御（例えば、追い越し制御等）へと切替えられることがある。

例えば特許文献１では、先行車の速度よりも自車の設定車速が速く、追い越し車線へ追い越し制御が可能である場合には、自動で追い越し制御を行うという技術が提案されている。また特許文献２では、追従走行制御中に先行車が交通流を阻害する車両と判定された場合には、当該先行車を追従対象から外すという技術が提案されている。更に特許文献３では、車間距離が設定値になるよう走行制御する車間制御モードと、車速が設定値になるように走行制御する車速制御モードとを、スイッチ等の操作により相互に切替え可能とする技術が提案されている。

特開２００３−０６３２７３号公報 特開２００９−１４３２７２号公報 特開２００２−１７８７８６号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２に係る技術では、各種パラメータに基づいて自動的に走行制御が切替えられるため、運転者の意思とは異なる制御が実行されてしまうおそれがあるという技術的問題点が生じる。例えば、特許文献１に係る技術では、運転者が先行車に追従したいのか、或いはレーンチェンジして先行車を追い越して走行したいのかを判断することはできない。よって、運転者の好みよっては、自分の意図とは異なる走行制御が実行されてしまうという事態が生じ得る。例えば、運転者には追い越しの意思が無いにもかかわらず、追い越し制御が実施されてしまうおそれがある。この場合、運転者の自動運転に対する満足度は大きく低下してしまうと考えられる。

他方、特許文献３に係る技術では、制御モードを切替える際に、運転者に都度操作を行うことが求められる。このため、大なり小なり運転者の操作負担が生じてしまい、例えば運転操作をできるだけ多くの部分を自動で実行させたいと考える運転者にとっては、決して好ましいとは言えない。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、運転者の意思を適切に反映した自動運転を好適に実行可能な車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両制御装置は上記課題を解決するために、運転者による運転操作を少なくとも部分的に自動で実行する、車道を走行させるための自動運転が可能な車両の制御装置であって、前記車両の前方を走行する先行車を検出する先行車検出手段と、前記運転者による前記自動運転の開始要求を、スイッチを介して受け付ける受付手段と、前記先行車が継続して検出されている継続検出時間を計測する計測手段と、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上である場合には、前記先行車を追従する追従モードを選択し、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値未満である場合には、前記車両の設定車速を維持するために前記先行車の追い越し制御を可能とする追い越しモードを選択するモード選択手段とを備える。

本発明の車両制御装置によって制御される車両は、例えばミリ波レーダの監視に基づくスロットル制御及びブレーキ制御によって実現されるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御や、車載カメラでの白線認識に基づくステアリング制御によって実現されるＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御等の各種自動実行制御を含む自動運転が可能である。なお、ここでの「自動運転」には、運転者による運転操作の全てが自動で実行される完全自動運転制御のみならず、運転操作の一部のみを自動で実行する（言い換えれば自動化されない一部の運転操作を運転者が継続して行う）半自動運転制御も含まれる。運転者は、例えば車内に設けられた自動運転作動スイッチの操作により、自動運転と通常運転とを相互に切替えることが可能とされる。

本発明の車両制御装置の動作時には、例えばミリ波レーダ等を含んで構成される先行車検出手段によって、自車の前方を走行する先行車（より具体的には、自車の進行方向前方を同じ方向へと走行する車両）が検出される。先行車検出手段は、単に先行車の存在を検出するだけでなく、各種設定条件と合致する先行車の存在を検出するように構成されてもよい。例えば、先行車検出手段は、検出し得る全ての先行車を検出するのではなく、自車の走行制御に影響を与えるような先行車（例えば、車間距離及び相対速度が所定値以内の先行車）のみを検出するように構成されてもよい。

先行車検出手段によって先行車が検出されている間は、計測手段によって、先行車が継続して検出されている継続検出時間が計測される。より具体的には、計測手段は、先行車検出手段によって先行車が検出された時点で継続検出時間のカウントを開始し、先行車が検出されなくなった時点でカウントをリセットする。なお、継続検出時間は、先行車が継続して検出されている間に自車が走行した距離（言い換えれば、継続検出走行距離）として計測することも可能であり、このような場合は後述の処理において継続検出時間の代わりに継続検出走行距離を用いればよい。

上述した先行車の検出及び継続検出時間の計測は、自動運転が開始される前から（言い換えれば、通常運転を行っている状態では概ね常時）実行されている。そして、運転者の操作により通常運転が自動運転へと切替えられると、その時点での継続検出時間に基づいて、自動運転における制御モードが選択されることになる。

具体的には、継続検出時間が第１閾値以上である場合には、モード選択手段によって、先行車を追従する追従モードが選択される。なお、ここでの「第１閾値」は、運転者に先行者を追い越そうとする意思があるか否かを判定するための閾値であり、予め理論的、実験的、或いは経験的に求められ設定されている。より具体的には、継続検出時間が第１閾値以上である場合には、先行車を追従している状態が比較的長く続いた後に自動運転への切替えが実行されたと考えられるため、運転者は追従走行を続けたいと意思を持っている（言い換えれば、運転者に先行者を追い越そうとする意思はない）と判断され、追従モードが選択される。追従モードでは、自車が先行車に追いついてしまった場合、自動運転時の設定車速よりも追従走行が優先され、設定車速が小さくなるよう変更される。

一方で、継続検出時間が第１閾値未満である場合には、モード選択手段によって、先行車の追従よりも自動運転時の設定車速を優先する追い越しモードが選択される。継続検出時間が第１閾値未満である場合には、先行車を追従している状態が比較的短い状態で自動運転への切替えが実行されたと考えられるため、運転者に先行者を追い越そうとする意思がある（言い換えれば、追従する意思はない）と判断され、追い越しモードが選択される。追い越しモードでは、自車が先行車に追いついてしまった場合に、追従走行より設定車速を一定に保つことが優先され、先行車の追い越し制御（具体的には、レーンチェンジ制御等）が実行される。

なお、本実施形態に係る車両は、上述した追従モード及び追い越しモードの２つの制御モードに加えて、他の制御モード（例えば、先行車が存在しない場合に選択される通常モード等）を実現可能とされていてもよい。

以上説明したように、本発明の車両制御装置によれば、自動運転開始時における先行車の継続検出時間に基づいて、運転者に先行車を追い越す意思があるか否かを適切に判断することができる。このため、運転者が直接的な操作を行わない自動運転においても、運転者の意図を適切に反映した走行を実現することが可能である。

本発明の車両制御装置の一の態様では、前記先行車を識別するための識別手段を備え、前記モード選択手段は、前記先行車が検出されなくなってから所定期間内に再び同一の前記先行車が検出された場合、前記第１閾値に代えて、前記第１閾値よりも短い第２閾値を用いてモードを選択する。

この態様によれば、先行車検出手段によって検出される先行車が、識別手段によって他の先行車と識別される。識別手段は、例えば先行車の画像を用いたナンバープレート認識や、車車間通信で取得されるユニークＩＤ等を用いて先行車を識別する。

本態様では特に、先行車検出手段によって検出されていた先行車が検出されなくなり、その後、所定期間内に再び同一の先行車が検出された場合には、モード選択手段が用いる第１閾値が、より短い第２閾値へと変更される。即ち、継続検出時間が第１閾値より短い場合であっても、例外的に追従モードが選択されるようになる。

先行車検出手段によって検出される先行車は、運転者が追従走行しようという意思を持って運転している場合であっても、例えば先行車の急なレーンチェンジ等により検出されない状態となり得る。このような場合、先行車を追従走行しようとする運転者は、自車を先行車が移ったレーンへとレーンチェンジさせ、再び追従走行を開始すると考えられる。すると、先行車は再び先行車検出手段によって検出される状態となる。

上述したような状況では、運転者が先行車を追従しようという意思を持っていたとしていても、一時的に先行車が検出されなくなることで継続検出時間がリセットされてしまう。この結果、仮に自動運転開始時に第１閾値を用いてモードを選択しようとすると、継続検出時間が短いため追い越しモードが選択されてしまう。即ち、運転者が追従走行したいという意思を持っているにもかかわらず、追従モードではなく、追い越しモードが選択されてしまう。

しかるに本態様では、上述したように、先行車検出手段によって検出された先行車が直前に検出していた先行車である場合に、モード選択に用いる閾値が第１閾値より短い第２閾値へと変更される。言い換えれば、追従モードが選択され易い状態にされる。従って、一時的な先行車の不検出に起因して継続検出時間が短く計測される場合であっても、運転者の意図をより正確に反映して制御モードが選択される。

本発明の車両制御装置の他の態様では、同一車線内における前記車両と前記先行車との進行方向に交わる横方向のずれを検出する横方向ずれ検出手段を備え、前記モード選択手段は、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記横方向のずれが所定ずれ量以上である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する。

この態様によれば、自動運転開始前において、横方向ずれ検出手段により、自車と先行車との横方向（即ち、車両の進行方向に交わる方向）のずれが検出される。そして、検出された横方向のずれは、自動運転への切替えの際に、第３閾値以上であるか否かが判定される。なお、ここでの「第３閾値」とは、運転者に先行者を追い越そうとする意思があるか否かを判定するための閾値であり、予め理論的、実験的、或いは経験的に求められ設定されている。例えば、先行車を追い越す意思のない車両は、先行車の真後ろに近い位置を追従走行する傾向があるのに対し、先行車を追い越そうとする車両は、追い越すタイミングを狙って先行車から横方向（即ち、追い越し車線側）にずれた位置を走行する傾向がある。このような傾向を利用すれば、自車と先行車との横方向のずれに基づいて、運転者に先行車を追い越す意思があるか否かを判断できる。

本態様では特に、上述した横方向のずれが第３閾値以上である場合に、先行車の継続検出時間が第１閾値以上であっても例外的に追い越しモードが選択される。即ち、自動運転が開始されるまで比較的長い時間追従走行を続けていた場合であっても、検出された横方向のずれが大きい場合には追い越しモードが選択される。このように本態様では、継続検出時間以外に横方向のずれというパラメータが利用されるため、運転者の意思をより正確に自動運転に反映させることが可能である。

本発明の車両制御装置の他の態様では、前記先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記車間距離が所定の距離以内である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する。

この態様によれば、自動運転開始前において、車間距離検出手段により、自車と先行車との車間距離が検出される。そして、検出された車間距離は、自動運転への切替えの際に、第４閾値以内であるか否かが判定される。なお、ここでの「第４閾値」とは、運転者に先行者を追い越そうとする意思があるか否かを判定するための閾値であり、予め理論的、実験的、或いは経験的に求められ設定されている。例えば、先行車を追い越す意思のない車両は、先行車とある程度の車間距離をとって走行する傾向があるのに対し、先行車を追い越そうとする車両は、先行車との車間距離を詰めて走行する傾向がある。このような傾向を利用すれば、自車と先行車との車間距離に基づいて、運転者に先行車を追い越す意思があるか否かを判断できる。

本態様では特に、上述した先行車との車間距離が第４閾値以内である場合に、先行車の継続検出時間が第１閾値以上であっても例外的に追い越しモードが選択される。即ち、自動運転が開始されるまで比較的長い時間追従走行を続けていた場合であっても、車間距離が小さい場合には追い越しモードが選択される。このように本態様では、継続検出時間以外に車間距離というパラメータを利用することで、運転者の意思をより正確に自動運転に反映させることが可能である。

本発明の車両制御装置の他の態様では、前記先行車との車間距離の変動を計測する車間距離変動計測手段を備え、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記車間距離の変動頻度が所定の回数以上である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する。

この態様によれば、自動運転開始前において、車間距離変動計測手段により、自車と先行車との車間距離の変動が計測される。車間距離の変動は、例えば単位時間当たりの車間距離の変動幅や変動値の正負反転回数等として計測される。そして、検出された車間距離の変動は、自動運転への切替えの際に、第５閾値以上であるか否かが判定される。なお、ここでの「第５閾値」とは、運転者に先行者を追い越そうとする意思があるか否かを判定するための閾値であり、予め理論的、実験的、或いは経験的に求められ設定されている。例えば、先行車を追い越す意思のない車両は、先行車との車間距離をほぼ一定に保って走行する傾向があるのに対し、先行車を追い越そうとする車両は、先行車との車間距離を細かく変化させながら走行する傾向がある。このような傾向を利用すれば、自車と先行車との車間距離の変動に基づいて、運転者に先行車を追い越す意思があるか否かを判断できる。

本態様では特に、上述した先行車との車間距離の変動が第５閾値以上である場合に、先行車の継続検出時間が第１閾値以上であっても例外的に追い越しモードが選択される。即ち、自動運転が開始されるまで比較的長い時間追従走行を続けていた場合であっても、車間距離が細かく変動していた場合には追い越しモードが選択される。このように本態様では、継続検出時間以外に車間距離の変動というパラメータを利用することで、運転者の意思をより正確に自動運転に反映させることが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図である。 車両の先行車認識領域及び白線認識領域を示す上面図である。 追従モードでの自動運転を示す概念図である。 追い越しモードでの自動運転を示す概念図である。 先行車の継続検出時間を計測する際の動作を示すフローチャートである。 自動運転開始時におけるモード選択動作を示すフローチャートである。 自車と先行車との横方向ずれが生じている状況の一例を示す上面図である。 自車と先行車との車間距離が短い状況の一例を示す上面図である。 自車と先行車との車間距離が細かく変動している状況の一例を示す上面図である。 ロックオンマークの表示例を示す概念図である。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜装置構成＞
先ず、本実施形態に係る車両制御装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車両制御装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図１では、説明の便宜上、車両の制御を行うための各部材のうち本実施形態に関連の深い部材のみを図示しており、他の部材については図示を省略している。

図１において、車両制御装置１０は、主な構成要素として、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、車載カメラ１１０、ミリ波レーダ１２０、自動運転スイッチ１３０、ディスプレイ１４０、電動アクセル２１０、電動ブレーキ２２０及び電動パワーステアリング２３０を備えて構成されている。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、車両における各種制を実行可能に構成されている。

車載カメラ１１０は、主に車両１の前方の画像を撮像する。車載カメラ１１０によって撮像された画像を示す信号は、ＥＣＵ１００に送信される。

ミリ波レーダ１２０は、ミリ波を出射すると共に、対象物（例えば、先行車等）により反射された電波を受信し、伝播時間やドップラー効果に起因して生じる周波数等を基に、対象物の位置や車両との相対速度を測定する。ミリ波レーダ１２０における測定結果は、ＥＣＵ１００に送信される。

自動運転スイッチ１３０は、車内の運転者が操作可能な位置に設けられており、スイッチを操作することで、通常運転と自動運転とを相互に切替えることが可能とされている。

ディスプレイ１４０は、例えばＨＭＩ（Human Machine Interface）、ＨＵＤ（Head Up Display）、カーナビゲーション等のディスプレイであり、運転者又は同乗者から視認可能な位置に設けられている。或いは、車両の運転者が所持する携帯端末（例えば、スマートフォン）等のディスプレイであってもよい。ディスプレイ１４０は、ＥＣＵ１００から伝達される各種信号に応じた表示を行えるように構成されている。

電動アクセル２１０は、自動運転時において、車両の加速制御を実行可能に構成されている。また、電動ブレーキ２２０は、自動運転時において、車両の減速制御を実行可能に構成されている。電動アクセル２１０及び電動ブレーキ２２０によれば、例えば車載カメラ１１０やミリ波レーダ１２０から得られる先行車の情報に基づいて、ＡＣＣ制御が実行可能となる。

電動パワーステアリング２３０は、自動運転時において、車両のステアリング制御を実行可能に構成されている。電動パワーステアリング２３０によれば、例えば車載カメラ１１０やミリ波レーダ１２０から得られる白線の情報に基づいて、ＬＫＡ制御が実行可能となる。

また、本実施形態に係るＥＣＵ１００は特に、先行車検出部１０１、継続検出時間計測部１０２、先行車識別部１０３、横方向ずれ検出部１０４、車間距離検出部１０５、車間距離変動計測部１０６及びモード選択部１０７を備えている。

先行車検出部１０１は、本発明に係る「先行車両検出手段」の一例であり、ミリ波レーダ１２０の測定結果に基づいて、先行車の存在を検出する。

継続検出時間計測部１０２は、本発明に係る「計測手段」の一例であり、先行車検出部１０１において先行車が継続して検出されている時間を計測する。

先行車識別部１０３は、本発明に係る「先行車識別手段」の一例であり、車載カメラ１１０で撮像された画像におけるナンバープレート、或いは図示せぬ車車間通信システムを用いて取得されるユニークＩＤ等を利用して、複数の先行車を互いに識別する。

横方向ずれ検出部１０４は、本発明に係る「横方向ずれ検出手段」の一例であり、車載カメラ１１０で撮像された画像等に基づいて、自車と先行車との横方向（即ち、進行方向に交わる方向）のずれを検出する。

車間距離検出部１０５は、本発明に係る「車間距離検出手段」の一例であり、ミリ波レーダ１２０の計測結果等に基づいて、自車と先行車との車間距離を検出する。

車間距離変動計測部１０６は、本発明に係る「車間距離変動計測手段」の一例であり、車間距離検出部１０５において検出される車間距離の変動（例えば、変動幅や変動頻度）を計測する。

モード選択部１０７は、本発明に係る「モード選択手段」の一例であり、継続検出時間計測部１０２において計測される継続検出時間、横方向ずれ検出部１０４において検出される横方向のずれ、車間距離検出部１０５において検出される車間距離、車間距離変動計測部１０６において計測される車間距離の変動に基づいて、自動運転開始時の制御モードを選択する。自動運転時の制御モードについては、後に詳述する。

＜先行車の検出方法と自動運転制御＞
次に、先行車の検出方法と、先行車が存在する場合の自動運転制御モードについて、図２から図４を参照して説明する。ここに図２は、車両の先行車認識領域及び白線認識領域を示す上面図である。また図３は、追従モードでの自動運転を示す概念図であり、図４は、追い越しモードでの自動運転を示す概念図である。

図２において、本実施形態に係る車両制御装置が搭載される自車３１０の前方を先行車３２０が走行しているとする。この場合、自車３１０の自動運転が実行される際には、車載カメラ１１０によって車道の白線４００が認識され、白線４００内を走行するように電動パワーステアリング２３０が制御される（ＬＫＡ制御）。また、ミリ波レーダ１２０によって先行車３２０が認識され、先行車３２０との車間距離等に基づいて電動アクセル２１０及び電動ブレーキ２２０が制御される（ＡＣＣ制御）。

そして、本実施形態に係る車両制御装置によれば、先行車３２０が検出されている場合において、少なくとも以下に示す２つの制御モードが実現可能とされている。

図３において、追従モードで自動運転が実行されると、自車３１０は、先行車３２０との車間距離を一定に保って走行するように制御される。具体的には、自動運転が開始された時点での自車３１０は、所定の設定車速を保って走行するよう制御される。そして、先行車３２０の速度が自車３１０の速度より速く、車間距離が徐々に大きくなるようであれば、電動アクセル２１０による加速制御が実行される（即ち、設定車速が一時的に大きくされる）。一方で、先行車３２０の速度が自車３１０の速度より遅く、車間距離が徐々に小さくなるようであれば、電動ブレーキ２２０（或いは、電動アクセル２１０を緩める制御）による減速制御が実行される（即ち、設定車速が一時的に小さくされる）。これにより、自車３１０と先行車３２０との車間距離は一定に保たれる。

図４において、追い越しモードで自動運転が実行されると、自車３１０は、先行車３２０との車間距離を一定に保つことより、設定車速を一定に保つことを優先して走行するように制御される。このため、先行車３２０の速度が自車３１０の速度より遅く、車間距離が徐々に小さくなるようであれば、電動パワーステアリング２３０による追い越し車線へのレーンチェンジ制御が実行され、自車３１０は先行車３２０を追い抜いて走行する。このようにすれば、自車３１０と相対速度が異なる先行車３２０が存在している場合であっても、設定車速を一定に保って走行することができる。

以上のように、上述した２つの制御モードは、設定車速を一定に保つことを優先するか否かによって選択的に実現される。このため、自車３１０の運転者が設定車速を一定に保つことを優先するか否かを正確に判断できなければ、適切でないモードで自動運転が実行されることになり、結果として運転者に違和感や不快感を与えてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態に係る車両制御装置は、運転車の意図（好み）を正確に判断して制御モードを選択することで、満足度の高い自動運転を実現させることを目的としている。

以下では、自動運転開始時のモード選択方法について、詳細に説明する。

＜先行車の継続検出時間計測制御＞
先ず、自動運転のモード選択に用いられる継続検出時間の計測について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、先行車の継続検出時間を計測する際の動作を示すフローチャートである。

図５において、本実施形態に係る車両制御装置では、図２で説明したように、車載カメラ１１０及びミリ波レーダを用いて先行車３２０が存在するか否かが監視されている（ステップＳ１０１）。そして、先行車検出部１０１において先行車３２０が検出されると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、継続検出時間計測部１０２により、継続検出時間のカウントが開始される（ステップＳ１０３）。なお、ここでの「先行車３２０が検出される」とは、単に先行車３２０の存在が検出されている状態を意味するのではなく、自車３１０の走行制御に影響を与え得る先行車３２０の存在が検出されている状態を意味する。具体的には、例えば自車３１０との車間距離や相対速度等の各パラメータについて所定の閾値が設定されており、各パラメータが所定の閾値以内となる先行車３２０の存在が検出された場合に、ここで言う「先行車３２０が検出された」状態となる。

継続検出時間のカウント開始後において、それまで検出されていた先行車３２０が検出できない状態となると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、継続検出時間のカウントがリセットされる（ステップＳ１０５）。この場合、再び先行車が検出されるまで継続検出時間のカウントは停止され、再び先行車が検出された場合には、継続検出時間が初期値であるゼロからカウントされる。一方で、先行車３２０が検出され続けている場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、継続検出時間のカウントは続行される。このため、自車３１０が先行車を追従走行しているような場合には、継続検出時間は増加し続ける。

なお、上述した継続検出時間の検出は、自車３１０が通常運転している段階から（即ち、自動運転が開始される前から）実行される。

＜自動運転開始時のモード選択制御＞
次に、継続検出時間に基づいた自動運転のモード選択について、図６から図９を参照して説明する。ここに図６は、自動運転開始時におけるモード選択動作を示すフローチャートである。また図７は、自車と先行車との横方向ずれが生じている状況の一例を示す上面図である。図８は、自車と先行車との車間距離が短い状況の一例を示す上面図である。図９は、自車と先行車との車間距離が細かく変動している状況の一例を示す上面図である。

図６において、車両が通常運転している状態で、運転者が自動運転スイッチ１３０をオンにすると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、先ず、先行車検出部１０１において先行車３２０が検出されている状態であるか否かが判定される（ステップＳ２０２）。ここで、先行車３２０が検出されていないと判定されると（ステップＳ２０２：ＮＯ）、通常モード（即ち、先行車が存在しない場合の制御モード）で自動運転が開始される（ステップＳ２１１）。即ち、自車３１０の走行制御に影響を与えるような先行車３２０は存在しないと判断され、後述する追従モード及び追い越しモードの選択制御は実行されない。

他方、先行車３２０が検出されていると判定されると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、先行車識別部１０３によって、検出中の先行車３２０が直前に検出されていた先行車と同一であるか否かが判定される（ステップＳ２０３）。そして特に、検出中の先行車３２０が直前に検出されていた先行車と同一であると判定された場合には（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、後述する継続検出時間を用いた判定に用いられる閾値Ａ１が、より短い閾値Ａ２へと変更される（ステップＳ２０４）。なお、検出中の先行車３２０が直前に検出されていた先行車と同一でないと判定された場合には（ステップＳ２０３：ＮＯ）、閾値Ａ１は変更されない。

ここで、上述の「検出中の先行車３２０が直前に検出されていた先行車と同一である」とは、運転者の意思に反して追従走行が解除され、その後、再び追従走行が開始されるような状況を想定している。具体的には、例えば運転者が先行車３２０に追従走行しようという意思を持って運転している際に、先行車３２０の急なレーンチェンジ等により先行車３２０が一時的に検出されない状態となり、その後、運転者が自車３１０を先行車３２０が移ったレーンへとレーンチェンジさせ、再び先行車３２０が検出される状態となるような場合が例として挙げられる。このような場合に、閾値Ａ１をより短いＡ２に変更する理由については、後に詳述する。

続いて、モード選択部１０７によって、自動運転スイッチ１３０が操作された時点での継続検出時間が、閾値Ａ１（ステップＳ２０４で変更された場合は閾値Ａ２）以上であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。そして、継続検出時間が閾値Ａ１以上ではないと判定されると（ステップＳ２０５：ＮＯ）、モード選択部１０７によって追い越しモードが選択される（ステップＳ２１０）。

ここで、継続検出時間は、運転者に先行車３２０を追い越す意思があるか否か（言い換えれば、先行車３２０に対する追従走行より、設定車速の一定を優先させるか否か）を判定するための基準として利用されている。具体的には、継続検出時間が閾値Ａ１以上である（即ち、比較的長い）場合には、運転者は先行車３２０を長い間追従走行している状態であると言える。このため、継続検出時間が閾値Ａ１以上である場合には、運転者には先行車３２０を追い越す意思がない（即ち、このまま追従走行を続けたいと考えている）と判断できる。一方で、継続検出時間が閾値Ａ１以上でない（即ち、比較的短い）場合には、逆説的に運転者には先行車３２０を追い越す意思があると判断できる。よって、上述したように、継続検出時間が閾値Ａ１以上でない場合に追い越しモードを選択すれば、運転者の意図を正確に反映させたモードで自動運転を実行することができる。

なお、上述したステップＳ２０３において、検出中の先行車３２０が直前に検出されていた先行車と同一であると判定された場合には、一時的に先行車３２０が検出されなくなることで継続検出時間がリセットされるため、運転者が先行車３２０を追従する意思を持っていたとしても、その意思に反して継続検出時間が短く計測されていると考えられる。このため、ステップＳ２０４において閾値Ａ１をより短いＡ２に変更しておくことで（言い換えれば、運転者に追従走行の意思があると判定され易くすることで）、より正確に運転者の意図を反映させたモードで自動運転を開始することができる。

他方で、継続検出時間が閾値Ａ１（又はＡ２）以上であると判定された場合であっても（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、無条件で追従モードが選択される訳ではない。継続検出時間が閾値Ａ１以上であると判定された場合には、先ず、横方向ずれ検出部１０４によって、自車３１０と先行車３２０との横方向のずれＬ１が検出され、所定の閾値Ｂ以上であるか否かが判定される（ステップＳ２０６）。

図７において、横方向のずれＬ１が比較的大きい状態として、例えば図のように、自車３１０が先行車３２０を追い越そうとして追い越し車線側に寄って走行している状態が想定される。よって、このような場合には、比較的長い期間追従走行をしていたとしても、運転者には先行車３２０を追い越す意思があると判断できる。よって、横方向のずれＬ１が所定の閾値Ｂ以上である場合には（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、継続検出時間が閾値Ａ１以上である場合でも、例外的に追い越しモードが選択される。

図６に戻り、横方向のずれＬ１が所定の閾値Ｂ以上でない場合には（ステップＳ２０６：ＮＯ）、続いて、車間距離検出部１０５によって、自車３１０と先行車３２０との車間距離Ｌ２が検出され、所定の閾値Ｃ以下であるか否かが判定される（ステップＳ２０７）。

図８において、車間距離Ｌ２が極端に小さい状態として、例えば図のように、自車３１０が先行車３２０を追い越そうとして車間距離を縮めて走行している状態が想定される。よって、このような場合には、比較的長い期間追従走行をしていたとしても、運転者には先行車３２０を追い越す意思があると判断できる。よって、車間距離Ｌ２が所定の閾値Ｃ以下である場合には（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、継続検出時間が閾値Ａ１以上である場合でも、例外的に追い越しモードが選択される。

再び図６に戻り、車間距離Ｌ２が所定の閾値Ｃ以下でない場合には（ステップＳ２０７：ＮＯ）、続いて、車間距離変動計測部１０６によって、自車３１０と先行車３２０との車間距離Ｌ２の変動が検出され、所定の閾値Ｄ以上であるか否かが判定される（ステップＳ２０８）。

図９において、車間距離Ｌ２の変動が多い状態として、例えば図のように、自車３１０が先行車３２０を追い越そうとして車間距離を細かく変化させながら走行している状態が想定される。よって、このような場合には、比較的長い期間追従走行をしていたとしても、運転者には先行車３２０を追い越す意思があると判断できる。よって、車間距離Ｌ２の変動が所定の閾値Ｄ以上である場合には（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、継続検出時間が閾値Ａ１以上である場合でも、例外的に追い越しモードが選択される。

再び図６に戻り、車間距離Ｌ２の変動が所定の閾値Ｄ以上でない場合には（ステップＳ２０８：ＮＯ）、最終的に運転者には先行車３２０を追い越す意思はないと判断され、追従モードが選択される（ステップＳ２０９）。

以上のように追従モード及び追い越しモードを選択すれば、運転者の意思を適切に反映した自動運転が実行できる。

＜ロックオン表示制御＞
次に、上述したモード選択制御を視覚化するロックオン表示制御について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、ロックオンマークの表示例を示す概念図である。

上述したモードの選択制御では、実際に自動運転を開始させてみないと、いずれのモードが選択されるか運転者には分からない。このため、車両に搭載されたディスプレイ１４０等を用いて、モード選択制御を視覚化してもよい。

図１０において、ディスプレイ１４０に自車３１０前方の画像が表示されていたとする。ここで、図１０（ａ）は、画像において先行車３２０が認識されるようになった時点での画像であり、この段階では継続検出時間が短いため、仮に自動運転スイッチ１３０が操作されると、追い越しモードが選択されることになる。

しかしながら、継続検出時間が長くなり、自動運転スイッチ１３０が操作されて追従モードが選択される状態となると、図１０（ｂ）に示すように、先行車３２０に対してロックオンマーク５００が表示される。即ち、ロックオンマーク５００が表示されている状態で自動運転スイッチ１３０を操作すれば追従モードが選択され、ロックオンマーク５００が表示されていない状態で自動運転スイッチ１３０を操作すれば追い越しモードが選択される。

ロックオンマークを利用すれば、運転者は、自動運転スイッチ１３０を操作した場合にいずれの制御モードが実現されるかを予め知ることができる。よって、運転者が意図しないモードで自動運転が実行されてしまうことを確実に防止できる。

なお、上述したディスプレイ１４０における表示に代えて、他の方法で運転者に選択モード（即ち、現時点で自動運転スイッチ１３０を操作した場合に選択される制御モード）を知らせるようにしてもよい。例えば、追従モードが選択されるような状況になった時点で（即ち、継続検出時間が閾値Ａ１以上となった時点で）、車載スピーカから効果音や音声ガイドを流すようにすれば、上述したロックオンマークの表示と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、本発明と関連の深い構成及び制御を中心に説明したが、車両には、その他の自動運転に関する構成が備えられていてもよいし、その他の自動運転に関する制御が実行されても構わない。

以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置によれば、運転者の意思を適切に反映した自動運転を好適に実行することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…車両、１０…車両制御装置、１００…ＥＣＵ、１０１…先行車検出部、１０２…継続検出時間計測部、１０３…先行車識別部、１０４…横方向ずれ検出部、１０５…車間距離検出部、１０６…車間距離変動計測部、１０７…モード選択部、１１０…車載カメラ、１２０…ミリ波レーダ、１３０…自動運転スイッチ、１４０…ディスプレイ、２１０…電動アクセル、２２０…電動ブレーキ、２３０…電動パワーステアリング、３１０…自車、３２０…先行車、４００…白線、５００…ロックオンマーク。

Claims (5)

1. 運転者による運転操作を少なくとも部分的に自動で実行する、車道を走行させるための自動運転が可能な車両の制御装置であって、
   前記車両の前方を走行する先行車を検出する先行車検出手段と、
   前記運転者による前記自動運転の開始要求を、スイッチを介して受け付ける受付手段と、
   前記先行車が継続して検出されている継続検出時間を計測する計測手段と、
   前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上である場合には、前記先行車を追従する追従モードを選択し、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値未満である場合には、前記車両の設定車速を維持するために前記先行車の追い越し制御を可能とする追い越しモードを選択するモード選択手段と
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記先行車を識別するための識別手段を備え、
   前記モード選択手段は、前記先行車が検出されなくなってから所定期間内に再び同一の前記先行車が検出された場合、前記第１閾値に代えて、前記第１閾値よりも短い第２閾値を用いてモードを選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 同一車線内における前記車両と前記先行車との進行方向に交わる横方向のずれを検出する横方向ずれ検出手段を備え、
   前記モード選択手段は、前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記横方向のずれが所定ずれ量以上である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
   前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記車間距離が所定の距離以内である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記先行車との車間距離の変動を計測する車間距離変動計測手段を備え、
   前記先行車が検出されている状態であり、且つ、前記開始要求が受け付けられた際に、前記車間距離の変動頻度が所定の回数以上である場合には、前記継続検出時間のうち、前記先行車が検出されてから前記開始要求が受け付けられるまでの時間が第１閾値以上であっても前記追い越しモードを選択する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御装置。

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