JP6446731B2 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents
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Description
本願は、2015年7月15日に出願された日本国特願2015−141383号および2016年2月12日に出願された日本国特願2016−025271号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
[車両構成]
図1は、第1の実施形態に係る車両制御装置100が搭載された車両(以下、自車両Mと称する)の有する構成要素を示す図である。車両制御装置100が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動する。
以下、車両制御装置100について説明する。車両制御装置100は、例えば、外界認識部102と、自車位置認識部104と、行動計画生成部106と、車線変更制御部110と、走行制御部120と、制御切替部122と、記憶部130とを備える。外界認識部102、自車位置認識部104、行動計画生成部106、車線変更制御部110、走行制御部120、および制御切替部122のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部130は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等で実現される。プログラムは、予め記憶部130に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部130にインストールされてもよい。
車線変更制御部110は、行動計画生成部106により行動計画に含まれる車線変更イベントが実施される際の制御を行う。車線変更制御部110は、例えば、ターゲット位置候補設定部111と、他車位置変化推定部112と、車線変更可能期間導出部113と、制御計画生成部114と、ターゲット位置決定部115とを備える。
ターゲット位置候補設定部111は、検出部DTにより検出された周辺車両の位置を参照し、まず車線変更の対象となる大枠の対象領域を設定し、対象領域内において、自車両Mが走行している走行車線(自車線)に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として、車線変更ターゲット位置候補を設定する。
図10は、前方基準車両および後方基準車両が対象領域Arに含まれないと定義した場合に、ターゲット位置候補設定部111が実行する処理を説明するための図である。なお、図5に示す場合とは、車線変更ターゲット位置候補Tを設定するに至る処理の過程が異なるが、結果としては同じであり、これらの処理は等価の関係にある。
パターン(a):mA−mB−M−mC
パターン(b):mB−mA−M−mC
パターン(c):mA−M−mB−mC
パターン(d):mA−mB−mC−M
パターン(e):mB−mA−mC−M
パターン(f):mB−mC−mA−M
なお、パターン(f)については、第1の実施形態におけるターゲット位置候補設定部111によっては設定されない車線変更ターゲット位置候補Tに基づいているため、ここでは参考例とする。
開始時点:いつでも。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:mBが自車両Mを追い抜く時点。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:自車両MがmCを追い抜く時点。
終了時点:mCがmAに追いつく時点、またはmCがmBに追いつく時点のいずれか早い方。
開始時点:mAがmCを追い抜く時点。
終了時点:mCがmBに追いつく時点(mCがmAに追いつくことは、開始時点の制約から考慮しない)。
なお、パターン(f)において、速度がmC>mB>mAの場合、mB>mC>mAの場合、およびmC>mA>mBの場合、車線変更は不可である。
走行制御部120は、制御切替部122による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って制御対象を制御する。走行制御部120は、自動運転モード時において、行動計画生成部106によって生成された行動計画情報136を読み込み、読み込んだ行動計画情報136に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。このイベントが車線変更イベントである場合、走行制御部120は、制御計画生成部114により生成された制御計画に従い、ステアリング装置92における電動モータの制御量(例えば回転数)と、走行駆動力出力装置90におけるECUの制御量(例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等)とを決定する。走行制御部120は、イベントごとに決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置(90、92、94)は、走行制御部120から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部120は、車両センサ60の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。
走行態様決定部108は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部120により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部108は、自車両Mの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部108は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部108は、外界認識部102により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部108は、外界認識部102により自車両Mがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部108は、外界認識部102により自車両Mの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
以下、第2の実施形態について説明する。図24は、第2の実施形態に係る車両制御装置100Aを中心とした自車両Mの機能構成図である。第2の実施形態に係る車両制御装置100Aは、車線変更制御部110が車線変更可否判定部116を備える点で、第1の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
以下、第3の実施形態について説明する。図26は、第3の実施形態に係る車両制御装置100Bを中心とした自車両Mの機能構成図である。第3の実施形態に係る車両制御装置100Bは、ナビゲーション装置50との連携で行動計画を生成する構成を備えておらず、任意の車線変更トリガが入力されたときに車線変更制御を行い、それ以外の場合に手動運転モードで制御を行う。なお、自車位置認識部104は、GNSS受信機や地図情報等(ナビゲーション装置に属するものとは限らない)を参照して自車位置を認識する。
以下、第4の実施形態について説明する。第1の実施形態の車両制御装置100は、自車両Mが車線変更しようとしている車線に隣接する車線を走行する周辺車両については考慮せずに、車線変更ターゲット位置候補を設定するものとした。これに対して、第4の実施形態の車両制御装置100Cは、自車両Mが車線変更しようとしている車線に隣接する車線を走行する周辺車両を考慮して、車線変更ターゲット位置候補を設定する点で、第1の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
図28は、第4の実施形態のターゲット位置候補設定部111が、車線変更ターゲット位置候補を設定する様子を示す図である。図中、L1は自車線、L2は隣接車線(自車両Mの車線変更先の車線)、L3は隣接車線に隣接する車線(以下、第3車線)である。T1およびT2は車線変更ターゲット位置候補である。図中、mAからmXは周辺車両である。周辺車両mAは、前走車両であり、周辺車両mBは、隣接車線L2において自車両Mの直前を走行する車両であり、周辺車両mCは、隣接車線L2において自車両Mの直後を走行する車両である。周辺車両mXは、第3車線L3において、周辺車両mBと周辺車両mCとの間に位置し、その位置において走行する車両である。
また、車両制御装置100は、隣接車線L2に周辺車両が走行していない場合であっても、第3車線L3を走行する周辺車両が隣接車線L2に車線変更しようと推定されるとき、隣接車線L2に仮想車両を設定する。図30は、隣接車線L2に周辺車両が走行していない場合に、ターゲット位置候補設定部111が車線変更ターゲット位置候補Tを設定する様子を示す図である。隣接車線L2に周辺車両が走行していない場合、例えば、ターゲット位置候補設定部111は、対象領域Ar内の所望の領域を車線変更ターゲット位置候補Tとして設定する。所望の領域は、対象領域Arの全体でもよいし、一部でもよい。
車両制御装置100は、自車線L1を走行している周辺車両が隣接車線L2に車線変更しようと推定されるときに、隣接車線L2に仮想車両を設定してもよい。ターゲット位置候補設定部111は、仮想車両が設定された場合、仮想車両を周辺車両とみなして、車線変更ターゲット位置候補Tを対象領域内Arで設定する。図32は、仮想車両が設定された場合に、ターゲット位置候補設定部111が車線変更ターゲット位置候補T1を設定する様子を示す図である。外界認識部102により自車線L1を走行する周辺車両mAが隣接車線L2に車線変更することが推定された場合、仮想車両設定部117は、隣接車線L2上に周辺車両mAに対応する仮想車両mAVtを設定する。
上述した例では、外界認識部102は、方向指示器の作動状態等に基づいて、周辺車両車線変更をしているか否か(あるいはしようとしているか否か)を推定するものとしたが、ナビゲーション装置50から取得される自車両の位置および地図情報132、あるいはファインダ20、レーダ30、カメラ40等から入力される情報に基づいて自車両Mの前方における車線減少を検知した場合に、その車線減少地点までの距離または到達時間に基づいて、周辺車両の車線変更を推定してもよい。
Claims (12)
- 自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を参照し、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の候補として、前記隣接車線における対象領域内を走行する前記周辺車両の数に応じて変動する数の車線変更ターゲット位置候補を、前記対象領域内で設定するターゲット位置候補設定部と、
前記自車両の車線変更先の車線上に、前記周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する仮想車両設定部と、
を備え、
前記ターゲット位置候補設定部は、前記仮想車両設定部により設定された前記仮想車両を前記周辺車両とみなして、前記車線変更ターゲット位置候補を前記対象領域内で設定する、
車両制御装置。 - 前記ターゲット位置候補設定部は、前記対象領域内を走行する前記周辺車両の間に、それぞれ前記車線変更ターゲット位置候補を設定する、
請求項1記載の車両制御装置。 - 前記ターゲット位置候補設定部は、前記自車線において前記自車両の直前を走行する前走車両よりも前で前記隣接車線を走行する前記周辺車両のうち、前記自車両に最も近い前方基準車両よりも後ろの領域を、前記対象領域として設定する、
請求項1または2記載の車両制御装置。 - 前記ターゲット位置候補設定部は、前記自車線において前記自車両の直後を走行する後続車両よりも後ろで前記隣接車線を走行する前記周辺車両のうち、前記自車両に最も近い後方基準車両よりも前の領域を、前記対象領域として設定する、
請求項1から3のうちいずれか1項記載の車両制御装置。 - 前記周辺車両が車線変更しようとしているか否かを推定する推定部を、更に備え、
前記仮想車両設定部は、前記推定部により前記周辺車両が前記自車両の前記車線変更先の車線に車線変更しようとしていると推定された場合、前記仮想車両を設定する、
請求項1記載の車両制御装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記推定部により前記自車両が走行する車線とは異なる車線に存在する周辺車両が前記自車両の前記車線変更先の車線に車線変更しようとしていると推定された場合、前記仮想車両を設定する、
請求項6項記載の車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記自車両が走行する車線とは異なる車線に存在する周辺車両が、前記自車両の車線変更先の車線に車線変更しようとしているか否かを推定する推定部と、
前記推定部により前記周辺車両が車線変更しようとしていると推定された場合、前記自車両の前記車線変更先の車線上に、前記周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する仮想車両設定部と、
前記検出部の検出結果および前記仮想車両設定部により設定された前記仮想車両を参照し、自車線に隣接する隣接車線に設定される車線変更ターゲット位置の候補として、前記仮想車両の前方および/または後方に車線変更ターゲット位置候補を設定するターゲット位置候補設定部と、
を備える車両制御装置。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を検出することと、
検出結果を参照し、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の候補として、前記隣接車線における対象領域内を走行する前記周辺車両の数に応じて変動する数の車線変更ターゲット位置候補を、前記対象領域内で設定することと、
前記自車両の車線変更先の車線上に、前記周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定することと、
を含み、
前記仮想車両を前記周辺車両とみなして、前記車線変更ターゲット位置候補を前記対象領域内で設定する、
車両制御方法。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を検出する検出部を備える車両制御装置のコンピュータに、
前記検出部の検出結果を参照させ、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の候補として、前記隣接車線における対象領域内を走行する前記周辺車両の数に応じて変動する数の車線変更ターゲット位置候補を、前記対象領域内で設定させることと、
前記自車両の車線変更先の車線上に、前記周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定させることと、
を含み、
前記仮想車両を前記周辺車両とみなして、前記車線変更ターゲット位置候補を前記対象領域内で設定させる、
車両制御プログラム。 - 自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を参照し、自車線に隣接する隣接車線を走行する前記周辺車両に対する相対位置として設定される車線変更ターゲット位置の候補を設定する対象領域を、前記自車線において前記自車両の直前を走行する前走車両よりも前で前記隣接車線を走行する前記周辺車両のうち、前記自車両に最も近い前方基準車両よりも後ろの領域であって、前記自車線において前記自車両の直後を走行する後続車両よりも後ろで前記隣接車線を走行する前記周辺車両のうち、前記自車両に最も近い後方基準車両よりも前の領域に設定するターゲット位置候補設定部と、
前記自車両の車線変更先の車線上に、前記周辺車両を仮想的に擬した仮想車両を設定する仮想車両設定部と、
を備え、
前記ターゲット位置候補設定部は、前記仮想車両設定部により設定された前記仮想車両を前記周辺車両とみなして、前記車線変更ターゲット位置候補を前記対象領域内で設定する、
車両制御装置。 - 前記ターゲット位置候補設定部は、前記前走車両および前記前方基準車両のうち少なくとも一方が存在しない場合、前記自車両の前方に向けて第1所定距離の地点を、前記対象領域の前方側境界として決定する、
請求項3記載の車両制御装置。 - 前記ターゲット位置候補設定部は、前記後続車両および前記後方基準車両のうち少なくとも一方が存在しない場合、前記自車両の後方に向けて第2所定距離の地点を、前記対象領域の後方側境界として決定する、
請求項4記載の車両制御装置。
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