JP6907895B2 - 自動運転システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動運転技術に関する。特に、本発明は、自動運転における車線変更制御に関する。

特許文献１は、自動運転中の追い越し制御に関する技術を開示している。当該技術によれば、自動運転システムは、後続車両等の状況によっては、追い越し制御を実行しない、あるいは、追い越し制御を中止することを決定する。

特開２０１６−００２８９２号公報

自動運転システムが、車線変更を計画し、車線変更制御を実施する場合を考える。このとき、ドライバは、自動運転システムによる車線変更制御を中止したいという意思を有する可能性がある。しかしながら、上記の特許文献１に開示されている技術では、そのようなドライバの中止意思を、自動運転システムによる車線変更制御に反映させることができない。

本発明の１つの目的は、自動運転システムによる車線変更制御にドライバの中止意思を反映させることができる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両に搭載される自動運転システムを提供する。
前記自動運転システムは、
前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う車線変更制御装置と、
前記車両のドライバによるドライバ操作を検出するドライバ操作検出装置と
を備える。
前記車線変更制御装置は、
前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
前記中止要求操作が行われた場合、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理と、
前記中止許可条件が成立しない場合、前記車線変更制御を継続する継続処理と、
前記中止許可条件が成立する場合、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と
を行う。
前記車線変更制御装置は、前記中止要求操作の種類、前記中止要求操作の操作量、前記中止要求操作の操作速度、及び前記車線変更の目的のうち少なくとも１つに応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する。

第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更制御装置は、前記中止要求操作の種類に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する。

第３の発明は、第２の発明において、更に次の特徴を有する。
前記ドライバ操作検出装置は、ウィンカレバーとステアリングホイールを含む。
前記ウィンカレバーを用いた前記中止要求操作の場合の前記中止許可条件は、前記ステアリングホイールを用いた前記中止要求操作の場合の前記中止許可条件よりも成立しやすい。

第４の発明は、第３の発明において、更に次の特徴を有する。
前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向である。
前記ウィンカレバーを用いた前記中止要求操作は、前記中止方向を指示するように前記ウィンカレバーを操作することである。
前記ステアリングホイールを用いた前記中止要求操作は、前記ステアリングホイールを前記中止方向に操舵することである。

第５の発明は、第３又は第４の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両が前記第２車線とオーバーラップした後に、前記中止要求操作が行われ、且つ、前記中止許可条件が成立した場合、前記車線変更制御装置は、前記車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す復帰制御を行う。
前記復帰制御における前記車両の走行パスは、復帰パスである。
前記ウィンカレバーを用いた前記中止要求操作が行われた場合の前記復帰パスは、前記ステアリングホイールを用いた前記中止要求操作が行われた場合の前記復帰パスよりも短い。

第６の発明は、第３又は第４の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両が前記第２車線とオーバーラップした後に、前記中止要求操作が行われ、且つ、前記中止許可条件が成立した場合、前記車線変更制御装置は、前記車両を前記第２車線から前記第１車線に戻す復帰制御を行う。
前記復帰制御における前記車両の加減速度は、復帰加減速度である。
前記ウィンカレバーを用いた前記中止要求操作が行われた場合の前記復帰加減速度は、前記ステアリングホイールを用いた前記中止要求操作が行われた場合の前記復帰加減速度よりも高い。

第７の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更制御装置は、前記中止要求操作の操作量あるいは操作速度に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する。

第８の発明は、第７の発明において、更に次の特徴を有する。
前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向である。
前記ドライバ操作検出装置は、ステアリングホイールを含む。
前記中止要求操作は、前記ステアリングホイールを前記中止方向に操舵することである。
前記ステアリングホイールの操舵量が大きくなるほど、あるいは、前記ステアリングホイールの操舵速度が高くなるほど、前記中止許可条件はより成立しやすくなる。

第９の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更制御装置は、前記車線変更の目的に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する。

第１０の発明は、第９の発明において、更に次の特徴を有する。
前記目的が追い越しである場合の前記中止許可条件は、前記目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合の前記中止許可条件よりも成立しやすい。

第１１の発明は、第１から第１０の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
中止許可領域は、前記車線変更制御の中止が認められる領域である。
前記中止許可条件は、前記車両が前記中止許可領域の内側にいることである。
前記中止許可条件をより成立しやすくする場合、前記車線変更制御装置は、前記中止許可領域を拡げる。
前記中止許可条件をより成立しにくくする場合、前記車線変更制御装置は、前記中止許可領域を狭める。

第１２の発明は、第１から第１０の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記中止許可条件は、前記第１車線を走行している周辺車両の混雑度が閾値未満であることである。
前記中止許可条件をより成立しやすくする場合、前記車線変更制御装置は、前記閾値を増加させる。
前記中止許可条件をより成立しにくくする場合、前記車線変更制御装置は、前記閾値を減少させる。

本発明に係る自動運転システムは、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバからの中止要求操作を受け付けることができるように構成されている。ドライバによって中止要求操作が行われ、且つ、中止許可条件が成立した場合、自動運転システムは、車線変更制御を中止する。これにより、自動運転システムによる車線変更制御にドライバの中止意思が反映される。

更に、本発明によれば、中止許可条件の成立しやすさは、「中止要求操作の種類」、「中止要求操作の操作量」、「中止要求操作の操作速度」、及び「車線変更の目的」のうち少なくとも１つに応じて変更される。中止要求操作の種類、操作量、あるいは、操作速度には、ドライバの中止意思の強さが反映されている。これらに応じて中止許可条件の成立しやすさを変更することによって、ドライバの中止意思を、適切に車線変更制御に反映させることが可能となる。

また、車線変更の目的によっては、ドライバの中止意思を受け入れることなく、車線変更制御を優先させることが好ましい場合がある。車線変更の目的に応じて中止許可条件の成立しやすさを変更することによって、適切に車線変更を継続し完了させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車線変更制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態におけるドライバによる中止要求操作を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止許可条件の可変設定の様々な例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置において用いられる運転環境情報の例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置による車線変更制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の第１の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の第１の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の第２の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の第２の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の第３の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ５０（中止処理）における復帰制御の例を説明するための概念図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本実施の形態に係る自動運転システム１０による車線変更制御を説明するための概念図である。自動運転システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の自動運転を制御する。その自動運転制御には、車両１の走行車線を変更するための「車線変更制御」も含まれる。例えば、自動運転システム１０は、先行車両２を追い越すために車線変更制御を行う。車線変更の目的としては、追い越しの他、合流、分岐、障害物の回避、等も考えられる。

以下の説明において、車線変更の前の元の走行車線は、「第１車線Ｌ１」と呼ばれる。車線変更の後の走行車線、つまり、車線変更の目標車線は、「第２車線Ｌ２」と呼ばれる。すなわち、自動運転システム１０は、車両１の自動運転の最中に、第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２へ車線変更するための車線変更制御を行う。また、第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２へ向かう方向は、以下「車線変更方向ＤＬＣ」と呼ばれる。

尚、本実施の形態における車線変更制御は、車両１を第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動させるための操舵制御だけに限られない。例えば、操舵制御を開始する前のウィンカ点滅も、本実施の形態の車線変更制御に含まれる。また、操舵制御を開始する前に、車両１を加減速して車線変更に好適な位置に移動させるポジショニングも、本実施の形態の車線変更制御に含まれる。操舵制御の前に実施されるウィンカ点滅やポジショニングは、予備制御と呼ばれる。自動運転システム１０が車両１のドライバに対して車線変更の実施を提案し、提案された車線変更をドライバが承認するという場合も考えられる。その場合は、ドライバによる承認後に行われる一連の制御が、車線変更制御に含まれる。

本実施の形態に係る自動運転システム１０は、車線変更制御の開始後、ドライバがその車線変更制御を中止（abort, cancel）することができるように設計される。ドライバが自動運転システム１０に対して車線変更制御の中止を要求する操作は、以下「中止要求操作ＡＲ」と呼ばれる。

図２は、ドライバによる中止要求操作ＡＲを説明するための概念図である。図２において、「中止方向ＤＡＢ」は、第２車線Ｌ２から第１車線Ｌ１へ向かう方向、すなわち、車線変更方向ＤＬＣとは逆の方向である。中止要求操作ＡＲの一例として、ドライバは、ウィンカレバーを中止方向ＤＡＢを指示するように操作する（中止要求操作ＡＲ＝ウィンカレバー操作）。他の例として、ドライバは、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵する（中止要求操作ＡＲ＝ステア操作）。自動運転システム１０は、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバによって中止要求操作ＡＲが行われたか否かを判定する。

但し、中止要求操作ＡＲが行われた場合であっても、常に車線変更制御が中止されるわけではない。中止要求操作ＡＲが行われた場合、自動運転システム１０は、更に、「中止許可条件」が成立するか否かを判定する。中止許可条件は、ドライバの中止要求を受け入れるか否かを判定するための条件である。中止許可条件が成立しない場合、自動運転システム１０は、ドライバの中止要求を受け入れず、車線変更制御を継続する。一方、中止許可条件が成立する場合、自動運転システム１０は、ドライバの中止要求を受け入れ、車線変更制御を中止する。車線変更制御を中止する場合、自動運転システム１０は、車両１を元の第１車線Ｌ１で走行させる。

ドライバの中止意思が強いと考えられる場合は、なるべくドライバの中止要求を受け入れることが好ましい。その一方で、車線変更の必要度が高いと考えられる場合は、ドライバの中止要求を受け入れることなく、車線変更制御を継続することが好ましい。そのために、本実施の形態では、上記の中止許可条件は、一定ではなく、状況に応じて可変に設定される。

図３は、本実施の形態における中止許可条件の可変設定の様々な例を示す図である。自動運転システム１０は、状況に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。

例えば、自動運転システム１０は、「中止要求操作ＡＲの種類」に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。例えば、中止要求操作ＡＲの種類として、上述のウィンカレバー操作とステア操作の２種類を考える。ウィンカレバー操作は、ドライバの強い中止意思を表していると考えられる。一方、ステア操作の場合の中止意思は、ウィンカレバー操作の場合の中止意思よりも弱いと考えられる。また、ステア操作が、車線変更制御の中止を要求するためではなく、単に幅寄せしてくる隣接車両を避けるために行われる可能性もある。そこで、自動運転システム１０は、ウィンカレバー操作の場合の中止許可条件を、ステア操作の場合の中止許可条件よりも成立しやすくなるように設定する。

他の例として、自動運転システム１０は、「中止要求操作ＡＲの操作量」に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。具体的には、中止要求操作ＡＲの操作量が大きいほど、ドライバの中止意思は強いと考えられる。そこで、自動運転システム１０は、中止要求操作ＡＲの操作量が大きくなるほど、中止許可条件をより成立しやすくなるように設定する。例えば、中止要求操作ＡＲとして、上述のステア操作を考える。この場合、ステアリングホイールの操舵量が大きくなるほど、中止許可条件はより成立しやすくなる。

更に他の例として、自動運転システム１０は、「中止要求操作ＡＲの操作速度」に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。具体的には、中止要求操作ＡＲの操作速度が高いほど、ドライバの中止意思は強いと考えられる。そこで、自動運転システム１０は、中止要求操作ＡＲの操作速度が高くなるほど、中止許可条件をより成立しやすくなるように設定する。例えば、中止要求操作ＡＲとして、上述のステア操作を考える。この場合、ステアリングホイールの操舵速度が大きくなるほど、中止許可条件はより成立しやすくなる。

更に他の例として、自動運転システム１０は、「車線変更の目的」に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。例えば、合流あるいは分岐のための車線変更は、目的地に到達するために重要であり、それが中止された場合の自動運転への影響は大きい。また、障害物を回避するための車線変更は、安全のために重要であり、それが中止された場合の自動運転への影響は大きい。一方、先行車両２を追い越すための車線変更が中止されても、自動運転への影響はそれほど大きくない。つまり、合流、分岐、障害物回避のための車線変更の優先度は高く、追い越しのための車線変更の優先度は低い。そこで、自動運転システム１０は、車線変更の目的が追い越しである場合の中止許可条件を、目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合の中止許可条件よりも成立しやすくなるように設定する。

本実施の形態では、上に例示された「中止要求操作ＡＲの種類」、「中止要求操作ＡＲの操作量」、「中止要求操作ＡＲの操作速度」、及び「車線変更の目的」のうち少なくとも１つに応じて、中止許可条件が可変設定される。これらのうち２以上の組み合わせが考慮されてもよい。

以上に説明されたように、本実施の形態に係る自動運転システム１０は、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバからの中止要求操作ＡＲを受け付けることができるように構成されている。ドライバによって中止要求操作ＡＲが行われ、且つ、中止許可条件が成立した場合、自動運転システム１０は、車線変更制御を中止する。これにより、自動運転システム１０による車線変更制御にドライバの中止意思が反映される。

更に、本実施の形態によれば、中止許可条件の成立しやすさは、「中止要求操作ＡＲの種類」、「中止要求操作ＡＲの操作量」、「中止要求操作ＡＲの操作速度」、及び「車線変更の目的」のうち少なくとも１つに応じて変更される。中止要求操作ＡＲの種類、操作量、あるいは、操作速度には、ドライバの中止意思の強さが反映されている。これらに応じて中止許可条件の成立しやすさを変更することによって、ドライバの中止意思を、適切に車線変更制御に反映させることが可能となる。

また、車線変更の目的によっては、ドライバの中止意思を受け入れることなく、車線変更制御を優先させることが好ましい場合がある。車線変更の目的に応じて中止許可条件の成立しやすさを変更することによって、適切に車線変更を継続し完了させることが可能となる。

２．自動運転システムの構成例
図４は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の構成を概略的に示すブロック図である。車両１に搭載される自動運転システム１０は、ドライバ操作検出装置２０と車線変更制御装置１００を備えている。

ドライバ操作検出装置２０は、ドライバによる操作（以下、「ドライバ操作」と呼ばれる）を検出するための装置である。より詳細には、ドライバ操作検出装置２０は、ドライバが操作する操作部材と、操作部材が操作されたことを検出する操作センサを含んでいる。操作部材としては、ウィンカレバー、ステアリングホイールが例示される。ドライバ操作検出装置２０は、操作センサによってドライバ操作を検出し、検出したドライバ操作に関する情報をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。

ウィンカレバーを用いたドライバ操作は、「ウィンカレバー操作」である。操作センサは、ウィンカレバー操作を検出するセンサを含んでいる。ドライバ操作検出装置２０は、ウィンカレバーの操作方向を示す情報をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。ウィンカレバーを用いたドライバ操作には、中止要求操作ＡＲも含まれる。その中止要求操作ＡＲは、中止方向ＤＡＢを指示するようにウィンカレバーを操作することである。

ステアリングホイールを用いたドライバ操作は、「ステア操作」である。操作センサは、ステアリングホイールの舵角を検出する舵角センサを含んでいる。ドライバ操作検出装置２０は、舵角センサによる検出結果に基づいて、ステアリングホイールの操舵量及び操舵速度を算出する。そして、ドライバ操作検出装置２０は、算出した操舵量及び操舵速度をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。ステアリングホイールを用いたドライバ操作には、中止要求操作ＡＲも含まれる。その中止要求操作ＡＲは、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵することである。

車線変更制御装置１００は、車両１の自動運転の最中に車線変更制御を行う。車線変更制御の開始から完了までの間、車線変更制御装置１００は、ドライバ操作情報ＩＤＯに基づいてドライバ操作を認識し、ドライバ操作が中止要求操作ＡＲとして行われたか否かを判定する。中止要求操作ＡＲが行われた場合、車線変更制御装置１００は、中止許可条件が成立するか否かを判定する。中止許可条件が成立しない場合、車線変更制御装置１００は、車線変更制御を継続する。一方、中止許可条件が成立する場合、車線変更制御装置１００は、車線変更制御を中止して、車両１を第１車線Ｌ１で走行させる。

図５は、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００の構成例を示すブロック図である。車線変更制御装置１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器１１０、地図データベース１２０、センサ群１３０、通信装置１４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット１５０、走行装置１６０、及び制御装置１７０を備えている。

ＧＰＳ受信器１１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。

地図データベース１２０には、地図情報が記録されている。地図情報は、レーン配置（レーン位置、レーン形状、レーン傾き）の情報を含んでいる。

センサ群１３０は、車両１の周囲の状況や車両１の走行状態を検出する。センサ群１３０としては、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、カメラ、車速センサ等が例示される。ライダーは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両１の周囲の物標を検出する。カメラは、車両１の周囲の状況を撮像する。車速センサは、車両１の速度を検出する。

通信装置１４０は、車両１の外部と通信を行う。例えば、通信装置１４０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。通信装置１４０は、周辺車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行ってもよい。通信装置１４０は、自動運転サービスを管理する管理サーバと、通信ネットワークを介して通信を行うこともできる。

ＨＭＩユニット１５０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。具体的には、ＨＭＩユニット１５０は、入力装置と出力装置を有している。入力装置としては、タッチパネル、スイッチ、マイク、等が例示される。出力装置としては、表示装置、スピーカ、等が例示される。出力装置は、例えば、自動運転システム１０（車線変更制御装置１００）からドライバに対する車線変更の提案に用いられる。入力装置は、提案された車線変更をドライバが承認／拒否するために用いられる。

走行装置１６０は、操舵装置、駆動装置、制動装置を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、電動機やエンジンが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

制御装置１７０は、車両１の自動運転を制御する。この制御装置１７０は、プロセッサ１７１及び記憶装置１７２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ１７１が記憶装置１７２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１７０による自動運転制御が実現される。

より詳細には、制御装置１７０は、自動運転制御に必要な情報を取得する。自動運転制御には車両１の運転環境を示す情報が必要であり、その情報は、以下「運転環境情報２００」と呼ばれる。運転環境情報２００は、記憶装置１７２に格納され、適宜読み出されて利用される。

図６は、本実施の形態における運転環境情報２００の例を示している。運転環境情報２００は、位置方位情報２１０、地図情報２２０、センサ検出情報２３０、及び配信情報２４０を含んでいる。

位置方位情報２１０は、車両１の位置及び方位を示す。制御装置１７０は、ＧＰＳ受信器１１０から位置方位情報２１０を取得する。

地図情報２２０は、レーン配置（レーン位置、レーン形状、レーン傾き）の情報を含んでいる。制御装置１７０は、位置方位情報２１０と地図データベース１２０に基づいて、車両１の周囲の地図情報２２０を取得する。制御装置１７０は、地図情報２２０に基づいて、車線合流、車線分岐、交差点等を把握することができる。

センサ検出情報２３０は、センサ群１３０による検出結果から得られる情報である。具体的には、センサ検出情報２３０は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。車両１の周囲の物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、白線、標識などが例示される。物標情報は、検出された物標の相対位置、相対速度等を含んでいる。また、センサ検出情報２３０は、車速センサによって検出される車速を含んでいる。制御装置１７０は、センサ群１３０による検出結果に基づいて、センサ検出情報２３０を取得する。

配信情報２４０は、通信装置１４０を通して得られる情報である。例えば、配信情報２４０は、インフラから配信される道路交通情報（工事区間情報、事故情報、交通規制情報、渋滞情報等）を含む。配信情報２４０は、自動運転サービスを管理する管理サーバから配信される情報を含んでいてもよい。制御装置１７０は、通信装置１４０を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報２４０を取得する。

制御装置１７０は、このような運転環境を示す運転環境情報２００に基づいて、車両１の自動運転を制御する。具体的には、制御装置１７０は、運転環境情報２００に基づいて、車両１の走行プランを生成する。そして、制御装置１７０は、走行装置１６０を制御し、走行プランに従って車両１を走行させる。

制御装置１７０による自動運転制御には、上述の「車線変更制御」も含まれる。以下、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００（制御装置１７０）による車線変更制御について詳しく説明する。

３．車線変更制御の処理フロー
図７は、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００による車線変更制御処理を示すフローチャートである。

３−１．ステップＳ１０
車線変更制御装置１００は、運転環境情報２００に基づいて、車線変更を計画する。車線変更の目的としては、合流、分岐、障害物の回避、先行車両２の追い越し、等が挙げられる。

車線変更の目的が合流の場合、典型的には、第１車線Ｌ１が合流車線であり、第２車線Ｌ２が本線である。更に、合流は、第１車線Ｌ１（例えば、登坂車線）が前方で消滅する場合も含む。車線変更の目的が分岐の場合、典型的には、第１車線Ｌ１が本線であり、第２車線Ｌ２が目的地に向かう分岐車線である。更に、分岐は、前方の分岐車線に入るために、分岐車線に隣接する車線に事前に車線変更することも含む。これら合流及び分岐のための車線変更は、目的地、位置方位情報２１０、及び地図情報２２０に基づいて計画される。

障害物としては、工事区間、事故車両、非合流区間が例示される。工事区間及び事故車両は、配信情報２４０（道路交通情報）あるいはセンサ検出情報２３０（物標情報）に基づいて認識される。非合流区間は、地図情報２２０に基づいて認識される。追い越し対象の先行車両２は、センサ検出情報２３０（物標情報、車速情報）に基づいて決定される。

３−２．ステップＳ２０
車線変更制御装置１００は、ステップＳ１０で計画した車線変更を実現するために、車線変更制御を開始する。ここで、車線変更制御は、車両１を第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動させるための操舵制御だけに限られない。操舵制御を開始する前のポジショニング（加減速）やウィンカ点滅といった予備制御も、車線変更制御に含まれる。車線変更制御装置１００は、走行装置１６０を制御して、ポジショニングや操舵制御を行う。

車線変更制御を開始する前に、車線変更制御装置１００は、ＨＭＩユニット１５０の出力装置を通して、ドライバに車線変更の実施を提案してもよい。その場合、ドライバは、ＨＭＩユニット１５０の入力装置を用いて、提案された車線変更をドライバが承認あるいは拒否する。

３−３．ステップＳ３０（中止要求検出処理）
車線変更制御の開始から完了までの間、車線変更制御装置１００は、ドライバによるドライバ操作が中止要求操作ＡＲとして行われたか否かを判定する中止要求検出処理を行う。この中止要求検出処理は、ドライバ操作検出装置２０からのドライバ操作情報ＩＤＯに基づいて行われる。

例えば、ウィンカレバーが中止方向ＤＡＢを指示するように基準時間以上操作された場合、ウィンカレバー操作が中止要求操作ＡＲとして行われたと判定される。他の例として、ステアリングホイールが中止方向ＤＡＢに基準操舵量以上操舵された場合、ステア操作が中止要求操作ＡＲとして行われたと判定される。更に他の例として、ステアリングホイールが中止方向ＤＡＢに基準速度以上の操舵速度で操舵された場合、ステア操作が中止要求操作ＡＲとして行われたと判定される。

中止要求操作ＡＲが行われた場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ４０に進む。一方、中止要求操作ＡＲが行われていない場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６０に進む。

３−４．ステップＳ４０（条件判定処理）
車線変更制御装置１００は、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理を行う。このとき、車線変更制御装置１００は、中止許可条件の成立しやすさを、状況に応じて変更（可変設定）する。

より詳細には、車線変更制御装置１００は、中止要求操作ＡＲの種類、中止要求操作ＡＲの操作量、中止要求操作ＡＲの操作速度、及び車線変更の目的のうち少なくとも１つに応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する（図３参照）。中止要求操作ＡＲの種類、操作量、及び操作速度は、ドライバ操作情報ＩＤＯに基づいて認識可能である。車線変更の目的は、上記のステップＳ１０で計画されたものである。中止許可条件の設定、変更方法としては、様々な例が考えられ、それらは後に詳しく説明される。

中止許可条件が成立する場合（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ５０に進む。一方、中止許可条件が成立しない場合（ステップＳ４０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６０に進む。

３−５．ステップＳ５０（中止処理）
車線変更制御装置１００は、車線変更制御を中止する。そして、車線変更制御装置１００は、車両１を元の第１車線Ｌ１で走行させる。

特に、車両１が第２車線Ｌ２にオーバーラップした後に、中止要求操作ＡＲが行われ、中止許可条件が成立した場合、車線変更制御装置１００は、「復帰制御」を実施する。復帰制御は、車両１を第２車線Ｌ２から元の第１車線Ｌ１に戻すための車両制御である。

３−６．ステップＳ６０（継続処理）
車線変更制御装置１００は、車線変更制御を継続する。その後、処理は、ステップＳ７０に進む。

３−７．ステップＳ７０
車線変更制御装置１００は、車線変更制御が完了したか否かを判定する。車線変更制御がまだ完了していない場合（ステップＳ７０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ３０に戻る。車線変更制御が完了した場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、図７に示された処理フローは終了する。

４．ステップＳ４０の様々な例
以下、上記のステップＳ４０（条件判定処理）の様々な例を説明する。

４−１．第１の例
図８は、第１の例における中止許可条件の設定を説明するための概念図である。第１の例では、「中止許可領域Ｒａ」と「中止禁止領域Ｒｂ」が用いられる。中止許可領域Ｒａは、車線変更制御の中止が認められる領域である。一方、中止禁止領域Ｒｂは、車線変更制御の中止が認められない領域である。

図８に示される例において、第１車線Ｌ１の幅と第２車線Ｌ２の幅の合計は“ｄ０”で表されている。中止許可領域Ｒａは、合計幅ｄ０のうち第１車線Ｌ１側の幅ｄａに相当する領域である。一方、中止禁止領域Ｒｂは、合計幅ｄ０のうち第２車線Ｌ２側の幅ｄｂに相当する領域である。分配比ｒ１（０≦ｒ１≦１）を考えたとき、中止許可領域Ｒａの幅ｄａと中止禁止領域Ｒｂの幅ｄｂは、次の式（１）で表される。

式（１）：
ｄａ＝ｒ１×ｄ０
ｄｂ＝ｄ０−ｄａ

第１の例における中止許可条件は、「車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいること」、言い換えれば、「車両１が中止禁止領域Ｒｂの外側にいること」である。分配比ｒ１を増加させることにより、中止許可領域Ｒａを拡げ、中止許可条件をより成立しやすくすることができる。逆に、分配比ｒ１を減少させることにより、中止許可領域Ｒａを狭め、中止許可条件をより成立しにくくすることができる。

図９は、第１の例の場合のステップＳ４０（条件判定処理）を示すフローチャートである。

ステップＳ４１：
まず、車線変更制御装置１００は、中止許可領域Ｒａを設定する。第１車線Ｌ１及び第２車線Ｌ２の配置（形状や幅）は、地図情報２２０あるいはセンサ検出情報２３０（白線検出情報）から得られる。

上述の通り、車線変更制御装置１００は、状況に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。中止許可条件をより成立しやすくする場合、車線変更制御装置１００は、分配比ｒ１を増加させて、中止許可領域Ｒａを拡げる。一方、中止許可条件をより成立しにくくする場合、車線変更制御装置１００は、分配比ｒ１を減少させ、中止許可領域Ｒａを狭める。状況に応じて変更される分配比ｒ１は、例えば、予め作成されたマップにより与えられる。

ステップＳ４２：
車線変更制御装置１００は、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいるか否かを判定する。車両１の位置としては、例えば、上から見たときの車両１の中心位置が用いられる。車線変更制御装置１００は、位置方位情報２１０及び地図情報２２０あるいはセンサ検出情報２３０（白線検出情報）に基づいて、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいるか否かを判定する。

車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいる場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、中止許可条件は成立していると判定される（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）。一方、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいない場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、中止許可条件は成立していないと判定される（ステップＳ４０；Ｎｏ）。

４−２．第２の例
図１０は、第２の例における中止許可条件の設定を説明するための概念図である。第２の例では、第１車線Ｌ１を走行している周辺車両３の「混雑度Ｃ」が用いられる。

例えば、車両１の前後一定距離内の領域である混雑度算出領域Ｒｃに存在している周辺車両３が認識される。そのような周辺車両３は、センサ検出情報２３０（物標情報）から認識可能である。続いて、認識された各周辺車両３について、車両１と周辺車両３との間の車間距離λが算出される。算出された車間距離λの最小値は、最小車間距離λｍｉｎである。このとき、混雑度Ｃは、次の式（２）で示されるように、最小車間距離λｍｉｎの逆数で表される。

式（２）：
Ｃ＝１／λｍｉｎ

最小車間距離λｍｉｎが小さくなるほど、混雑度Ｃは増加する。最小車間距離λｍｉｎの代わりに、算出された車間距離λの平均値である平均車間距離λａｖｅが用いられてもよい。

第２の例における中止許可条件は、「混雑度Ｃが閾値Ｃｔｈ未満であること」である。混雑度Ｃが大きい場合は、車両１を第１車線Ｌ１に戻さず、車線変更制御を継続した方が好ましい。しかしながら、閾値Ｃｔｈが大きい場合は、第１車線Ｌ１の混雑度Ｃが多少大きくても、車線変更制御の中止が許される。すなわち、閾値Ｃｔｈを増加させることによって、中止許可条件をより成立しやすくすることができる。逆に、閾値Ｃｔｈを減少させることによって、中止許可条件をより成立しにくくすることができる。

図１１は、第２の例の場合のステップＳ４０（条件判定処理）を示すフローチャートである。

ステップＳ４３：
車線変更制御装置１００は、閾値Ｃｔｈを設定する。上述の通り、車線変更制御装置１００は、状況に応じて、中止許可条件の成立しやすさを変更する。中止許可条件をより成立しやすくする場合、車線変更制御装置１００は、閾値Ｃｔｈを増加させる。一方、中止許可条件をより成立しにくくする場合、車線変更制御装置１００は、閾値Ｃｔｈを減少させる。状況に応じて変更される閾値Ｃｔｈは、例えば、予め作成されたマップにより与えられる。

ステップＳ４４：
車線変更制御装置１００は、混雑度Ｃを算出する。具体的には、車線変更制御装置１００は、センサ検出情報２３０（物標情報）に基づいて、混雑度算出領域Ｒｃに存在している周辺車両３を認識し、混雑度Ｃを算出する。

ステップＳ４５：
車線変更制御装置１００は、混雑度Ｃが閾値Ｃｔｈ未満であるか否かを判定する。混雑度Ｃが閾値Ｃｔｈ未満である場合（ステップＳ４５；Ｙｅｓ）、中止許可条件は成立していると判定される（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）。一方、混雑度Ｃが閾値Ｃｔｈ以上である場合（ステップＳ４５；Ｎｏ）、中止許可条件は成立していないと判定される（ステップＳ４０；Ｎｏ）。

４−３．第３の例
図１２は、ステップＳ４０（条件判定処理）の第３の例を示すフローチャートである。第３の例は、上述の第１の例と第２の例の組み合わせである。ステップＳ４２において、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいると判定された場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ４３に進む。その他は、第１の例及び第２の例と同じである。

５．復帰制御の例
上記のステップＳ５０において、車線変更制御装置１００は、車線変更制御を中止し、車両１を元の第１車線Ｌ１で走行させる。特に、車両１が第２車線Ｌ２にオーバーラップした後に、中止要求操作ＡＲが行われ、中止許可条件が成立した場合、車線変更制御装置１００は、「復帰制御」を実施する。復帰制御は、車両１を第２車線Ｌ２から元の第１車線Ｌ１に戻すための車両制御である。この復帰制御の方法は、状況に応じて変更されてもよい。

図１３は、復帰制御の一例を説明するための概念図である。復帰制御における車両１の走行パス（つまり、車両１が第２車線Ｌ２から第１車線Ｌ１に戻る際の走行パス）は、以下「復帰パスＰＲ」と呼ばれる。復帰制御において、車線変更制御装置１００は、復帰パスＰＲを計算し、復帰パスＰＲに沿って車両１が走行するように走行装置１６０を制御する。車線変更制御装置１００は、この復帰パスＰＲの長さを、中止要求操作ＡＲの種類（ウィンカレバー操作、ステア操作）に応じて変更する。

より詳細には、中止要求操作ＡＲがウィンカレバー操作の場合、ドライバの中止意思は強い。従って、車両１を早期に第１車線Ｌ１に戻すために、比較的短い復帰パスＰＲｓが用いられる。一方、中止要求操作ＡＲがステア操作の場合、急激な車両挙動を抑えるために、比較的長い復帰パスＰＲｌが用いられる。すなわち、中止要求操作ＡＲがウィンカレバー操作である場合の復帰パスＰＲｓは、中止要求操作ＡＲがステア操作である場合の復帰パスＰＲｌよりも短い。このように中止要求操作ＡＲの種類に応じて復帰パスＰＲを変更することによって、ドライバの意思を反映した適切な車両挙動が実現される。

他の例として、車線変更制御装置１００は、復帰制御において発生させる車両１の加減速度（以下、「復帰加減速度」と呼ばれる）を、中止要求操作ＡＲの種類に応じて変更してもよい。

より詳細には、中止要求操作ＡＲがウィンカレバー操作の場合、車両１を俊敏に第１車線Ｌ１に戻すために、復帰加減速度は比較的高く設定される。一方、中止要求操作ＡＲがステア操作の場合、急激な車両挙動を抑えるために、復帰加減速度は比較的低く設定される。すなわち、中止要求操作ＡＲがウィンカレバー操作である場合の復帰加減速度は、中止要求操作ＡＲがステア操作である場合の復帰加減速度よりも高い。このように中止要求操作ＡＲの種類に応じて復帰加減速度を変更することによって、ドライバの意思を反映した適切な車両挙動が実現される。

１ 車両
２ 先行車両
３ 周辺車両
１０ 自動運転システム
２０ ドライバ操作検出装置
１００ 車線変更制御装置
１１０ ＧＰＳ受信器
１２０ 地図データベース
１３０ センサ群
１４０ 通信装置
１５０ ＨＭＩユニット
１６０ 走行装置
１７０ 制御装置
２００ 運転環境情報
２１０ 位置方位情報
２２０ 地図情報
２３０ センサ検出情報
２４０ 配信情報
ＡＲ 中止要求操作
ＩＤＯ ドライバ操作情報

Claims (6)

1. 車両に搭載される自動運転システムであって、
   前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う車線変更制御装置と、
   前記車両のドライバによるドライバ操作を検出するドライバ操作検出装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、
   前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
   前記中止要求操作が行われた場合、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理と、
   前記中止許可条件が成立しない場合、前記車線変更制御を継続する継続処理と、
   前記中止許可条件が成立する場合、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と
   を行い、
   前記車線変更制御装置は、前記車線変更の目的に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する
   自動運転システム。
2. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   前記目的が追い越しである場合の前記中止許可条件は、前記目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合の前記中止許可条件よりも成立しやすい
   自動運転システム。
3. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更の前記目的は、追い越し、合流、分岐、及び障害物回避のいずれかである
   自動運転システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   中止許可領域は、前記車線変更制御の中止が認められる領域であり、
   前記中止許可条件は、前記車両が前記中止許可領域の内側にいることであり、
   前記中止許可条件をより成立しやすくする場合、前記車線変更制御装置は、前記中止許可領域を拡げ、
   前記中止許可条件をより成立しにくくする場合、前記車線変更制御装置は、前記中止許可領域を狭める
   自動運転システム。
5. 車両の自動運転を制御する自動運転制御方法であって、
   前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う処理と、
   前記車両のドライバによるドライバ操作を検出する処理と、
   前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
   前記中止要求操作が行われた場合、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理と、
   前記中止許可条件が成立しない場合、前記車線変更制御を継続する継続処理と、
   前記中止許可条件が成立する場合、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と、
   前記車線変更の目的に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する処理と
   を含む
   自動運転制御方法。
6. コンピュータにより実行され、車両の自動運転を制御する自動運転制御プログラムであって、
   前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う処理と、
   前記車両のドライバによるドライバ操作を検出する処理と、
   前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
   前記中止要求操作が行われた場合、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理と、
   前記中止許可条件が成立しない場合、前記車線変更制御を継続する継続処理と、
   前記中止許可条件が成立する場合、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と、
   前記車線変更の目的に応じて、前記中止許可条件の成立しやすさを変更する処理と
   を前記コンピュータに実行させる
   自動運転制御プログラム。

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