JP6600889B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、車線変更の障害となる車両が目標レーンに存在するときは車線変更を抑制し、障害となる車両が存在しなくなるまで待機した後に車線変更の抑制を解除し、車線変更を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２２６３９２号公報

しかしながら、従来の技術では、車線変更を行う過程における予期せぬ事象の発生に対する配慮が十分でなかった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、他車両または乗員に配慮した車線変更を実施することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：他車両を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させる車線変更実行部と、前記車線変更実行部により前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させる制御が開始された後、前記検出部により検出された、または検出されていた、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定する決定部と、前記決定部により前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す復帰制御部と、を備える車両制御装置。

（２）：（１）において、前記決定部は、前記自車両の前記第２車線への進入度合に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定するもの。

（３）：（２）において、前記決定部は、前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が前記自車両に対して所定の位置関係にある場合において、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも高い場合は前記車線変更を継続し、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも低い場合は前記車線変更を継続しないと決定するもの。

（４）：（３）において、前記決定部は、前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両と前記自車両との接近度合を示す指標値に基づいて、前記基準を変更するもの。

（５）：（２）〜（４）において、前記決定部は、第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が、前記自車両の側方における所定領域に進入する場合、前記進入度合に拘わらず、前記車線変更を継続しないと決定するもの。

（６）：（３）または（４）において、前記基準は、乗員により変更可能であるもの。

（７）：（１）〜（６）において、前記決定部は、前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両と前記自車両との接近度合を示す指標値に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定するもの。

（８）：（１）〜（７）において、前記決定部は、前記自車両の前記第２車線への進入度合に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定するための条件を変更するもの。

（９）：（８）において、前記決定部は、前記自車両の前記第２車線への進入度合が大きいほど、前記車線変更を継続するか否かを決定するための条件を、継続しやすい側に変更するもの。

（１０）コンピュータが、他車両を検出し、前記検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させ、前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させることが開始された後、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定し、前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す、車両制御方法。

（１１）コンピュータに、他車両を検出させ、前記検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させ、前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させることが開始された後、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定させ、前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻させる、プログラム。

（１）〜（１１）によれば、他車両または乗員に配慮した車線変更を実施することができる。

第１実施形態の車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 ＡＬＣが支障なく完了するまでの制御の遷移を示す図である。 ＡＬＣが中止されるまでの制御の遷移を示す図である。 第１タイミングおよび第２タイミングについて説明するための図である。 第１期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。 第２期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。 第３期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。 第１実施形態の車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 車線変更実行部１５４により車線変更が実行されている場面において表示装置６０により表示される画像ＩＭ１の一例を示す図である。 復帰制御部１５６により元の車線に戻す制御が実行されている場面において表示装置６０により表示される画像ＩＭ２の一例を示す図である。 第２実施形態の車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 運転支援制御ユニット１００（或いは自動運転車両に適用された車両制御装置）のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態の車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２０と、車両センサ４０と、速度調節支援スイッチ５０と、車線維持支援スイッチ５２と、ウインカーレバー５４と、表示装置６０と、運転操作子８０と、運転支援制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。運転支援制御ユニット１００は、車両制御装置の一例である。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ１２は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度、移動方向などを認識する。認識される物体は、例えば、車両や、ガードレール、電柱、歩行者、道路標識といった種類の物体である。物体認識装置１６は、認識結果を運転支援制御ユニット１００に出力する。また、物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ１２、またはファインダ１４から入力された情報の一部を、そのまま運転支援制御ユニット１００に出力してもよい。

車両センサ４０は、例えば、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。車両センサ４０に含まれる各センサは、検出結果を示す検出信号を運転支援制御ユニット１００に出力する。

速度調節支援スイッチ５０は、速度調節支援の作動の開始を指示するためのスイッチである。車線維持支援スイッチ５２は、車線維持支援の作動の開始を指示するためのスイッチである。これらのスイッチは、機械式スイッチであってもよいし、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、すなわちタッチパネルに設けられた操作領域であってもよい。ウインカーレバー５４は、方向指示器の作動を指示すると共に、所定の場合には、自動的な車線変更を指示するためのスイッチとして機能する。所定の場合とは、例えば、速度調節支援と車線維持支援の双方が作動していることである。自動的な車線変更を指示するためのスイッチとして、他の態様のスイッチが用いられてもよい。

表示装置６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）などの表示装置である。表示装置６０は、例えば、インストルメントパネルの運転者に正対する部分において、メータの間に設けられる。これに限らず、表示装置６０は、ＨＵＤ（Head Up Display）であってもよいし、インストルメントパネルの車両中央部に設けられてもよいし、ナビゲーション装置と共用される表示装置であってもよい。

運転操作子８０は、例えば、上述したアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール、シフトレバーなどの各種操作子を含む。運転操作子８０のそれぞれには、乗員による操作の操作量または操作の有無を検出する操作検出部が取り付けられている。操作検出部は、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込量、シフトレバーの位置、ステアリングホイールの操舵角や操舵トルクなどを検出する。そして、操作検出部は、検出結果を示す検出信号を運転支援制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力する。

［運転支援制御ユニット（車両制御装置）］
運転支援制御ユニット１００は、例えば、一以上のプロセッサにより実現される。運転支援制御ユニット１００は、例えば、他車両検出部１１０と、自車位置認識部１２０と、速度調節支援制御部１３０と、車線維持支援制御部１４０と、車線変更制御部１５０と、表示制御部１６０とを備える。車線変更制御部１５０は、例えば、車線変更可否判定部１５２と、車線変更実行部１５４と、復帰制御部１５６とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

運転支援制御ユニット１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０について説明する。走行駆動力出力装置２００は、自車両Ｍが走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するパワーＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。パワーＥＣＵは、運転支援制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、運転支援制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、運転支援制御ユニット１００から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。
電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、運転支援制御ユニット１００から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更する。

他車両検出部１１０は、物体認識装置１６を介してカメラ１０、レーダ１２、およびファインダ１４から入力された情報に基づいて、他車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。他車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。他車両の「状態」とは、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。なお、他車両検出部１１０に相当する機能が物体認識装置１６に搭載され、運転支援制御ユニット１００は、他車両の位置などの情報を物体認識装置１６から取得してもよい。この場合、他車両検出部１１０は省略されてよい。

自車位置認識部１２０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（自車線）、並びに自車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２０は、例えば、カメラ１０によって撮像された画像から道路の区画線ＬＭを認識し、認識した区画線ＬＭの中で自車両Ｍに最も近い２本の区画線ＬＭにより区画された車線を自車線として認識する。そして、自車位置認識部１２０は、認識した自車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。更に、自車位置認識部１２０は、自車線に隣接する隣接車線、および隣接車線に隣接する車線などの位置を認識する。

速度調節支援制御部１３０は、例えば、他車両検出部１１０により検出された他車両のうち、自車両Ｍの前方の所定距離（例えば５０［ｍ］程度）以内に他車両が存在する場合、その他車両（以下、前走車両）に対して一定の車間距離を維持しながら自車両Ｍが追従するように、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０を制御する。また、速度調節支援制御部１３０は、前走車両に該当する他車両が存在しない場合、予め設定された設定車速を維持するように、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０を制御する。

車線維持支援制御部１４０は、自車位置認識部１２０により認識された自車線を維持するように、ステアリング装置２２０を制御する。例えば、車線維持支援制御部１４０は、自車線の中央を自車両Ｍが走行するように、ステアリング装置２２０に操舵トルクを出力させる。この際の操舵トルクは、例えば、自車線の中央に向く方向への操作に対してはアシストトルクとなり、自車線の中央から離れる方向への操作に対しては反力トルクとなるように調整される。

また、車線維持支援制御部１４０は、自車両Ｍが自車線の中央から左右いずれかに偏した位置を走行している場合、路外逸脱抑制制御を行う。例えば、車線維持支援制御部１４０は、自車線を区画する区画線ＬＭと自車両Ｍとの距離が所定距離以下となるまで自車両Ｍが区画線ＬＭに近づいた場合に、ステアリングホイールを振動させることで乗員に注意を促す。このとき、各種表示装置に画像を表示させたり、スピーカから音声などを出力させたりすることで、自車両Ｍが自車線から逸脱しそうであることを乗員に通知してもよい。ステアリングホイールを振動させた後に、ステアリングホイールに対して乗員の操作が無い場合（操舵角や操舵トルクが閾値未満である場合）、車線維持支援制御部１４０は、転舵輪の向きを自車線の中央側に変更させるように、ステアリング装置２２０に操舵トルクを出力させる。

車線変更制御部１５０は、例えば、乗員によって、自動的な車線変更（以下、ＡＬＣ；Auto Lane Changeと称する）を行う指示がなされたときに動作を開始する。ＡＬＣの指示は、例えば、ウインカーレバー５４の操作によって行われる。車線変更制御部１５０は、ウインカーレバー５４がいずれかの方向に一定時間以上操作されると、操作された側の車線へのＡＬＣを実行する。車線変更制御部１５０は、例えば、速度調節支援制御部１３０と車線維持支援制御部１４０との双方が作動していることを、ＡＬＣの開始条件とする。スムーズなＡＬＣを実現するためには、開始時点において車両の挙動が安定的に維持されていることが望ましいからである。ＡＬＣの開始指示を受け付けるための操作子としてウインカーレバー５４以外のものが用意されてもよい。

車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣが指示された側の車線への車線変更が可能であるか否かを判定する。車線変更可否判定部１５２は、例えば、車線変更先の車線に他車両を含む障害物が存在しない、車線変更先の車線と自車線との間を区画する区画線ＬＭが、車線変更の禁止（はみ出しの禁止）を表す道路標示でない、車線変更先の車線が認識されている、カーブ路でない、ＡＬＣよりも優先順位の高い他の運転支援制御が行われていない、速度調節支援制御部１３０と車線維持支援制御部１４０の作動開始から所定時間以上経過している、などのＡＬＣの開始条件を満たす場合に、車線変更実行部１５４に処理を開始させる。ＡＬＣよりも優先順位の高い他の運転支援制御とは、例えば、障害物を緊急に回避する制御である。

車線変更実行部１５４は、乗員のステアリングホイールの操作（操舵制御）に依らずに、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御して、乗員によって指示された側の隣接車線に自車両Ｍを車線変更させる。車線変更実行部１５４は、例えば、スプライン曲線などに基づいた目標軌道を生成し、軌道上のサンプリング点を通過するように走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。また、車線変更実行部１５４は、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御して速度を所望の速度パターンに近づけながら、横方向（車線幅方向）の速度、ヨーレート、旋回角などに対して時系列の目標値を設定し、目標値に近づくようにステアリング装置２２０を制御してもよい。所望の速度パターンは、一定の速度を継続する速度パターンであってもよいし、車線変更の進捗に応じて加減速するように設定された速度パターンであってもよい。

以下、自車両Ｍが第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に車線変更し、第２車線Ｌ２に対して第１車線Ｌ１と反対側に隣接する第３車線Ｌ３が存在することを前提として説明する。図２は、ＡＬＣが支障なく完了するまでの制御の遷移を示す図である。図中、ＡＣＣとは、速度調節支援制御部１３０の制御をＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）と表現したものであり、ＬＫＡＳとは、車線維持支援制御部１４０の制御をＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）と表現したものである。以下、適宜、これらの表現を用いて説明する。図２の例では、地点Ｐ１において、速度調節支援制御部１３０と車線維持支援制御部１４０の双方が作動している状態でウインカーレバー５４が左側に操作された。このとき、車線変更制御部１５０の車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣの開始条件が満たされているか否かを判定することを開始する。判定が終了するまでの間、車線変更可否判定部１５２はバックグラウンドで判定処理を進めるのみであり、操舵制御権は車線維持支援制御部１４０にある。地点Ｐ２において、ＡＬＣの実行開始条件が満たされていると判定されたときに、操舵制御権が車線変更制御部１５０に移される。こうして車線変更実行部１５４によりＡＬＣが実行される。ＡＬＣが完了すると、再度、操舵制御権は車線維持支援制御部１４０に移される。

車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣの開始後、ＡＬＣが完了するまでの間、他車両検出部１１０により検出された（または検出されていた）、第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２に車線変更する他車両（以下、特定他車両）の状態に基づいて、ＡＬＣの実行継続条件を満たしているか否かを判定し、判定結果に基づいてＡＬＣを継続するか否かを決定する。なお、ＡＬＣの実行継続条件は、特定他車両だけでなく、元々車線Ｌ２を走行していた他車両についても同様に適用されてよい。

図３は、ＡＬＣが中止されるまでの制御の遷移を示す図である。図３の例では、地点Ｐ２において、ＡＬＣの実行開始条件が満たされていると判定されたが、その後、他車両が第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２に車線変更したことで特定他車両ｍ１となり、車線変更可否判定部１５２によってＡＬＣの実行継続条件を満たさなくなったため、ＡＬＣを継続しないと決定された。このため、自車両Ｍは第２車線Ｌ２に移行せず、復帰制御部１５６によって第１車線Ｌ１に戻される。

復帰制御部１５６は、自車両Ｍの位置が元の車線である第１車線Ｌ１の中央に移動するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する（以下、これを「元の車線に戻す（或いは、戻される）」と称する）。復帰制御部１５６は、車線変更実行部１５４と同様、スプライン曲線などに基づいた目標軌道を生成し、軌道上のサンプリング点を通過するように走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御してもよいし、速度を所望の速度パターンに近づけながら、横方向（車線幅方向）の速度、ヨーレート、旋回角などに対して時系列の目標値を設定し、目標値に近づくようにステアリング装置２２０を制御してもよい。

ＡＬＣの実行継続条件は、例えば、ウインカーレバー５４が操作された後、時間の経過に応じて段階的に設定される。例えば、ＡＬＣの実行継続条件は、第１タイミングよりも前の第１期間、第１タイミング以降かつ第２タイミングよりも前の第２期間、第２タイミング以降の第３期間のそれぞれにおいて、異なる条件となる。ＡＬＣの実行継続条件は、第１期間が最も元の車線に戻され易く、次いで第２期間、第３期間の順に、元の車線に戻されにくくなるように設定される。

第１タイミングとは、例えば、仮に車線変更を中止する場合、第１車線の中央に向けて転舵する制御を開始するタイミングがそれよりも遅れると、自車両Ｍの車体の一部が第２車線にはみ出てしまうタイミングである。図４は、第１タイミングおよび第２タイミングについて説明するための図である。以下の説明では、車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの前輪車軸の中央と後輪車軸の中央とを結ぶ線分の中央を、自車両Ｍの代表点Ｍｃとして計算を行うものとする。自車両Ｍの速度Ｖおよび加速度ａは、道路を基準とした座標系において、道路延在方向の成分である速度Ｖｘおよび加速度ａｘと、道路幅方向の成分である速度Ｖｙおよび加速度ａｙとに分離される。車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの代表点Ｍｃと車線変更しようとしている側の道路区画線（図４ではＬＭ２）との距離をＤとし、式（１）によってＴＴＬＣ（Time To Lane Change）を求め、ＴＴＬＣが閾値Ｔｈ１以下となるタイミングを、第１タイミングとする。

また、第２タイミングとは、例えば、仮に車線変更を中止する場合、第１車線の中央に向けて転舵する制御を開始するタイミングがそれよりも遅れると、自車両Ｍの中心部が第２車線にはみ出てしまうタイミングである。車線変更可否判定部１５２は、ＴＴＬＣが閾値Ｔｈ２以下となるタイミングを、第２タイミングとする（Ｔｈ１＞Ｔｈ２）。

図５は、第１期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。第１期間におけるＡＬＣの実行継続条件は、例えば、第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２に車線変更する車両ｍ１を第２車線Ｌ２上に射影した仮想車両ｍ１＃が、領域Ａ１１、Ａ１２ｆ、Ａ１２ｒのいずれにも存在せず、且つ仮想車両ｍ１＃と自車両ＭとのＴＴＣ（Time To Collision）、すなわち距離を相対速度で除算した指標値であり、仮想車両ｍ１＃（或いは特定他車両ｍ１）との接近度合を示す指標値が、閾値Ｔｈ３以上であることを含む。車線変更可否判定部１５２は、これらのいずれか一方でも満たされない場合、ＡＬＣを継続しないと決定し、復帰制御部１５６に自車両Ｍの制御を開始させる。ここで、領域Ａ１１は、自車両Ｍの前端部から後端部までの間の領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。領域Ａ１２ｆは、自車両Ｍの前端部から距離Ｌ１ｆまでの領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。領域Ａ１２ｒは、自車両Ｍの後端部から距離Ｌ１ｒまでの領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。距離Ｌ１ｆと距離Ｌ１ｒは同じ距離であってもよいし、異なる距離であってもよい。車線変更可否判定部１５２は、特定他車両ｍ１に該当するかを判定する際に、例えば、他車両の道路幅方向の位置や速度などに基づいて判定を行う。なお、特定他車両ｍ１は、第１期間において初めて「第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２に車線変更する他車両」として検出された他車両であってもよいし、第１期間よりも前に「第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２に車線変更する他車両」として検出されていた他車両であってもよい。

図６は、第２期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。第２期間におけるＡＬＣの実行継続条件は、例えば、仮想車両ｍ１＃が、領域Ａ２１、Ａ２２ｆ、Ａ２２ｒのいずれにも存在せず、且つ仮想車両ｍ１＃と自車両ＭとのＴＴＣが閾値Ｔｈ４以上であることを含む。車線変更可否判定部１５２は、これらのいずれか一方でも満たされない場合、ＡＬＣを継続しないと決定し、復帰制御部１５６に自車両Ｍの制御を開始させる。ここで、領域Ａ２１は、自車両Ｍの前端部から後端部までの間の領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。領域Ａ２２ｆは、自車両Ｍの前端部から距離Ｌ２ｆまでの領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。領域Ａ２２ｒは、自車両Ｍの後端部から距離Ｌ２ｒまでの領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。距離Ｌ２ｆと距離Ｌ２ｒは同じ距離であってもよいし、異なる距離であってもよい。但し、距離Ｌ１ｆ＞距離Ｌ２ｆ、距離Ｌ１ｒ＞距離Ｌ２ｒである。また、閾値Ｔｈ３＞閾値Ｔｈ４である。

図７は、第３期間におけるＡＬＣの実行継続条件について説明するための図である。第３期間におけるＡＬＣの実行継続条件は、例えば、仮想車両ｍ１＃が、領域Ａ３に存在しないことを含む。車線変更可否判定部１５２は、この条件が満たされない場合、ＡＬＣを継続しないと決定し、復帰制御部１５６に自車両Ｍの制御を開始させる。ここで、領域Ａ３は、自車両Ｍの前端部から後端部までの間の領域を、第２車線Ｌ２に射影した領域である。

［処理フロー］
図８は、第１実施形態の車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、車線変更可否判定部１５２は、ＡＣＣとＬＫＡＳの双方が作動中であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。ＡＣＣとＬＫＡＳのうち少なくとも一方が作動中でない場合、車線変更可否判定部１５２は、ＡＣＣとＬＫＡＳの双方が作動中となるまで待機する。

ＡＣＣとＬＫＡＳの双方が作動中である場合、車線変更可否判定部１５２は、ウインカーレバー５４が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ウインカーレバー５４が操作されていない場合、ステップＳ１００に処理が戻される。

ウインカーレバー５４が操作された場合、車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣの開始条件の判定を行う（ステップＳ１０４）。そして、車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣの開始条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＡＬＣの開始条件を満たさないと判定された場合、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

ＡＬＣの開始条件を満たすと判定された場合、車線変更実行部１５４がＡＬＣの実行を開始する（ステップＳ１０８）。続いて、車線変更可否判定部１５２は、第１期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１０）。第１期間のＡＬＣの実行継続条件を満たさないと判定された場合、車線変更実行部１５４はＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１２２）。

第１期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすと判定された場合、車線変更可否判定部１５２は、第１タイミングを通過したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。第１タイミングを通過していないと判定された場合、ステップＳ１１０に処理が戻される。

第１タイミングを通過したと判定すると、車線変更可否判定部１５２は、第２期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１４）。第２期間のＡＬＣの実行継続条件を満たさないと判定された場合、車線変更実行部１５４はＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１２２）。

第２期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすと判定された場合、車線変更可否判定部１５２は、第２タイミングを通過したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。第２タイミングを通過していないと判定された場合、ステップＳ１１４に処理が戻される。

第２タイミングを通過したと判定すると、車線変更可否判定部１５２は、第３期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１８）。第３期間のＡＬＣの実行継続条件を満たさないと判定された場合、車線変更可否判定部１５２はＡＬＣを継続しないと決定し、車線変更実行部１５４がＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１２２）。

第３期間のＡＬＣの実行継続条件を満たすと判定された場合、車線変更実行部１５４は、ＡＬＣが完了したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ＡＬＣが完了していないと判定された場合、ステップＳ１１８に処理が戻される。ＡＬＣが完了したと判定された場合、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

このように、車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合に基づいて、条件を変えながらＡＬＣの実行を継続するか否かを決定する。これによって、車線変更制御部１５０は、他車両または乗員に配慮した車線変更を実施することができる（詳しくは後述）。

また、進入度合が第１の度合（例えば第１期間に相当する進入度合）である場合のＡＬＣの実行継続条件は、進入度合が第２の度合（例えば第２期間や第３に相当する進入度合）である場合のＡＬＣの実行継続条件に比して、継続しにくいように設定される。換言すると、特定他車両ｍ１が自車両Ｍに対して所定の位置関係にある場合において、進入度合が第１の度合であれば元の車線に戻されるが、進入度合が第２の度合であれば元の車線に戻されないという状況が生じる。

［表示制御］
表示制御部１６０は、表示装置６０に、車線変更の進捗を示す画像を表示させる。図９は、車線変更実行部１５４により車線変更が実行されている（換言すると、ＡＬＣの開始条件が満たされ、更にＡＬＣの実行継続条件が満たされている）場面において表示装置６０により表示される画像ＩＭ１の一例を示す図である。図示するように、画像ＩＭ１では、道路に擬した背景画像上に、車線変更が実行中であることを示すオブジェクトＯＢ１、車線変更の方向を示すオブジェクトＯＢ２などが表示される。

図１０は、復帰制御部１５６により元の車線に戻す制御が実行されている（換言すると、ＡＬＣの実行継続条件が満たされなかった）場面において表示装置６０により表示される画像ＩＭ２の一例を示す図である。図示するように、画像ＩＭ２では、道路に擬した背景画像上に、元の車線に戻す方向を示すオブジェクトＯＢ３、車線変更先における他車両の存在を示唆するオブジェクトＯＢ４、元の車線に戻ることを案内する案内表示Ｇ１などが表示される。

以上説明した第１実施形態の車両制御装置によれば、他車両を検出する検出部（１１０または１６）と、検出部により検出された他車両の状態に基づいて、自車両（Ｍ）の乗員の操舵操作に依らずに自車両を車線変更させる車線変更実行部（１５４）と、車線変更実行部により自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させる制御が開始された後、検出部により検出された、または検出されていた、第２車線に隣接する第３車線から第２車線に車線変更する他車両（ｍ１）の状態に基づいて、車線変更を継続するか否かを決定する決定部（１５２）と、決定部により車線変更を継続しないと決定された場合、自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す復帰制御部（１５６）と、を備えることにより、他車両または乗員に配慮した車線変更を実施することができる。

例えば、車両制御装置は、車線変更がまだ余り進捗していない場面（一例として第１期間）では、ＡＬＣの実行継続条件を比較的成立しにくい条件に設定し、元の車線への復帰が行われやすいように制御する。一方、車線変更がある程度進捗した場面（一例として第２期間や第３期間）では、ＡＬＣの実行継続条件を比較的成立しやすい条件に設定し、元の車線への復帰が行われにくいように制御する。これによって、車線変更の初期で他車両が車線変更先の車線に進入してきた場合には他車両に進路を譲る傾向で制御を行うため、他車両に配慮した車線変更を行うことができる。また、車線変更に伴って隣接車線に大きく進入した後に元の車線に復帰すると、自車両Ｍの乗員が違和感を覚えることが想定されるが、そのような場面では元の車線への復帰が行われにくいように制御することで、自車両Ｍの乗員に配慮した車線変更を行うことができる。これらの結果、車両制御装置は、他車両または乗員に配慮した車線変更を実施することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態の車両制御装置は、第３期間における制御の内容が第１実施形態と異なる。第２実施形態に係る車線変更可否判定部１５２は、第３期間に入るとＡＬＣの実行条件について判定せず、ＡＬＣが完了するまで車線変更実行部１５４に車線変更を実行させる。これは、自車両Ｍの大半が第２車線Ｌ２に入った状態では、仮に、第３車線Ｌ３から第２車線Ｌ２における自車両Ｍの真横に近い位置に進入しようとする他車両ｍ１がいたとしても、自車両Ｍに優先権があると考えるのが、実際の交通局面では自然な譲り合いの流れだからである。以下、この相違点を中心に説明する。

図１１は、第２実施形態の車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００〜Ｓ１１６までの処理は、第１実施形態における図８のフローチャートに示す処理と同様であるため、再度の説明を省略する。

ステップＳ１１６において、第２タイミングを通過したと判定すると、車線変更可否判定部１５２は、ＡＬＣが完了したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ＡＬＣが完了したと判定された場合、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

以上説明した第２実施形態の車両制御装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。第１および第２実施形態では、自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合に基づいて、条件を変えながらＡＬＣの実行を継続するか否かを決定するものとして説明した。第３実施形態の車両制御装置は、特定他車両ｍ１の自車両Ｍに対する接近度合に基づいて、どの程度の進入度合までであれば元の車線に戻すのかという基準を変更する。第３実施形態は、制御の趣旨および結果については第１または第２実施形態と同様であるが、処理手順が異なるものである。例えば、車線変更可否判定部１５２は、まず特定他車両ｍ１の接近度合を示す指標値を計算し、指標値に基づいて、どの進入度合までであれば元の車線への復帰を行うかを決定し、実際の進入度合に基づいて元の車線に戻すか否かを決定する。

図１２は、第３実施形態に係る車線変更制御部１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００〜Ｓ１０８までは図８または図１１のフローチャートに示した処理と同様であるため、再度の説明を省略する。

ＡＬＣの実行が開始されると、車線変更可否判定部１５２は、特定他車両ｍ１が存在するか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここでの特定他車両ｍ１とは、第２車線Ｌ２に車線変更すると判定され、且つ自車両とのＴＴＣが閾値Ｔ３未満である他車両であるものとする。特定他車両ｍ１が存在しない場合、車線変更実行部１５４が、ＡＬＣが完了したか否かを判定する（ステップＳ１３２）。ＡＬＣが完了していないと判定された場合、ステップＳ１３０に処理が戻される。ＡＬＣが完了したと判定された場合、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

特定他車両ｍ１が存在すると判定した場合、車線変更可否判定部１５２は、特定他車両ｍ１と自車両ＭとのＴＴＣが閾値Ｔｈ４以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３４）。

特定他車両ｍ１と自車両ＭとのＴＴＣが閾値Ｔｈ４以上である場合、車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第１の度合未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３６）。第１の度合とは、例えば、第１実施形態で説明した第１タイミングまでの進入度合をいう。自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第１の度合未満である場合、車線変更可否判定部１５２はＡＬＣを継続しないと決定し、車線変更実行部１５４がＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１４２）。自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第１の度合以上である場合は、ステップＳ１３２に処理が戻される。

特定他車両ｍ１と自車両ＭとのＴＴＣが閾値Ｔｈ４未満である場合、車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第２の度合未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３８）。第２の度合とは、例えば、第１実施形態で説明した第２タイミングまでの進入度合をいう。自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第２の度合未満である場合、車線変更可否判定部１５２はＡＬＣを継続しないと決定し、車線変更実行部１５４がＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１４２）。

自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合が第２の度合以上である場合、車線変更可否判定部１５２は、自車両Ｍの真横（例えば、図７で示した領域Ａ３）に特定他車両ｍ１を第２車線Ｌ２に射影した仮想車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１４０）。自車両Ｍの真横に仮想車両が存在する場合、車線変更可否判定部１５２はＡＬＣを継続しないと決定し、車線変更実行部１５４がＡＬＣの実行を中止し、復帰制御部１５６が自車両Ｍを元の車線に戻す（ステップＳ１４２）。自車両Ｍの真横に仮想車両が存在しない場合、ステップＳ１３２に処理が戻される。

以上説明した第３実施形態の車両制御装置によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお。第３実施形態において、自車両Ｍの第２車線Ｌ２への進入度合に対する判定の基準は、乗員によって設定可能にしてもよい。

＜その他＞
また、上記各実施形態では、自車両Ｍの前輪車軸の中央と後輪車軸の中央とを結ぶ線分の中央を、自車両Ｍの代表点Ｍｃとして計算を行うものとして説明したが、これに限らず、自車両Ｍの他の箇所を代表点として計算を行ってもよい。また、代表点は一つである必要はない。例えば、第１タイミングまたは第１の度合の基準となる「自車両Ｍの車体の一部が第２車線Ｌ２にはみ出てしまう」ことの基準になる箇所として、車線変更する側の前側端部を代表点に設定してもよい。また、「自車両Ｍの車体の全部が第２車線Ｌ２に進入した」ことの基準になる箇所として、車線変更する側とは反対側の後側端部を代表点に設定してもよい。

また、車両制御装置は、ＡＬＣの実行中に、車線変更の継続も元の車線への復帰も困難な状況になった場合、例えば、一定時間、車線と平行に自車両Ｍを走行させてから手動運転に切り替えるといった制御を行ってよい。

また、車両制御装置は、車線変更や分岐・合流、右左折などを自動的に行う自動運転車両に適用することもできる。この場合、車両制御装置は、目的地までの経路に沿って走行するために車線変更する場合、追い越しのために車線変更する場合、その他の場合において、上記実施形態と同様の制御を行う。なお、この場合、ＡＣＣやＬＫＡＳが作動していることは、車線変更の開始条件に含まれなくてよい。

図１３は、運転支援制御ユニット１００（或いは自動運転車両に適用された車両制御装置）のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、運転支援制御ユニット１００等は、通信コントローラ１００−１、ＣＰＵ１００−２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００−３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００−４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００−５、ドライブ装置１００−６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００−１は、運転支援制御ユニット１００等以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００−５には、ＣＰＵ１００−２が実行するプログラム１００−５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００−３に展開されて、ＣＰＵ１００−２によって実行される。これによって、運転支援制御ユニット１００の各構成要素のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記車両を車線変更させ、
前記車線変更実行部により前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させる制御が開始された後、前記検出された、または検出されていた、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定し、
前記車線変更を継続しないと決定した場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す、
ように構成されている、車両制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１０ カメラ
１２ レーダ
１４ ファインダ
１６ 物体認識装置
５０ 速度調節支援スイッチ
５２ 車線維持支援スイッチ
５４ ウインカーレバー
１００ 運転支援制御ユニット
１１０ 他車両検出部
１２０ 自車位置認識部
１３０ 速度調整支援制御部
１４０ 車線維持支援制御部
１５０ 車線変更制御部
１５２ 車線変更可否判定部
１５４ 車線変更実行部
１５６ 復帰制御部
１６０ 表示制御部

Claims (5)

1. 他車両を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させる車線変更実行部と、
   前記車線変更実行部により前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させる制御が開始された後、前記検出部により検出された、または検出されていた、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定する決定部と、
   前記決定部により前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す復帰制御部と、
   を備える車両制御装置であって、
   前記決定部は、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が前記自車両に対して所定の位置関係にある場合において、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも高い場合は前記車線変更を継続し、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも低い場合は前記車線変更を継続しないと決定し、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両と前記自車両との接近度合を示す指標値に基づいて、前記基準を変更する、
   車両制御装置。
2. 前記決定部は、第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が、前記自車両の側方における所定領域に進入する場合、前記進入度合に拘わらず、前記車線変更を継続しないと決定する、
   請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記基準は、乗員により変更可能である、
   請求項１または２記載の車両制御装置。
4. コンピュータが、
   他車両を検出し、
   前記検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させ、
   前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させることが開始された後、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定し、
   前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻し、
   前記決定する際に、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が前記自車両に対して所定の位置関係にある場合において、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも高い場合は前記車線変更を継続し、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも低い場合は前記車線変更を継続しないと決定し、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両と前記自車両との接近度合を示す指標値に基づいて、前記基準を変更する、
   車両制御方法。
5. コンピュータに、
   他車両を検出させ、
   前記検出された前記他車両の状態に基づいて、自車両の乗員の操舵操作に依らずに前記自車両を車線変更させ、
   前記自車両を第１車線から前記第１車線に隣接する第２車線に車線変更させることが開始された後、前記第２車線に隣接する第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両の状態に基づいて、前記車線変更を継続するか否かを決定させ、
   前記車線変更を継続しないと決定された場合、前記自車両を前記第２車線から前記第１車線に戻させ、
   前記決定させる際に、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両が前記自車両に対して所定の位置関係にある場合において、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも高い場合は前記車線変更を継続し、前記自車両の前記第２車線への進入度合が基準よりも低い場合は前記車線変更を継続しないと決定させ、
   前記第３車線から前記第２車線に車線変更する他車両と前記自車両との接近度合を示す指標値に基づいて、前記基準を変更させる、
   プログラム。

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