JP6926957B2 - 車線変更支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車線変更支援装置に係り、特に、ドライバに異常があると認識された場合に車線変更を自動で行う車線変更支援装置に関する。

特許文献１には、自車両を自車線から隣接車線へ車線変更させる車線変更支援装置に関する技術が開示されている。この技術では、先行車両との車間距離及び衝突予測時間（Time to Collision；以下、「ＴＴＣ」とも称する）がそれぞれ所定値以上である場合にレーンチェンジが可能であると判定する。また、この技術では、後続車両との車間距離及びＴＴＣがそれぞれ所定値以上である場合にレーンチェンジが可能であると判定する。

特開２０１７−７４８２３号公報 特開２０１７−１４４８０８号公報

上記特許文献１の技術は、自車両の周辺情報を検出する外部センサによって、他車両との車間距離や衝突予測時間を検出することとしている。しかしながら、センサによって認識可能な距離は限られている。このため、上記の技術では、センサによって認識可能な範囲外を走行している他車両との相対速度が大きい場合に、車線変更による衝突を回避できないおそれがある。特に、ドライバの異常時に自動で車線変更を行う車線変更支援装置では、安全確保のために自車両を減速させる場合がある。このため、このような車線変更支援装置では、車線変更を行う際の他車両との相対速度が大きくなる傾向となり、上記の課題がより顕著に表れる。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ドライバに異常があると認識された場合に、車線変更を安全に行うことができる車線変更支援装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、自車両が走行する自車線から変更先車線への車線変更を自動で行う車線変更支援装置を対象としている。車線変更支援装置は、自車両のドライバの異常を認識するドライバ異常認識部と、自車両に搭載された周辺情報取得手段によって取得された周辺情報に基づいて、自車両の車速を認識する車速認識部と、変更先車線のうち自車両の後端よりも後方の第１位置から第１位置よりもさらに後方の第２位置までの範囲である後方ガード車両認定範囲に存在する車両を認識する後方認識部と、周辺情報に基づいて、変更先車線のうち自車両の後端よりも後方且つ第１位置よりも前方の第３位置から自車両の前端よりも前方の第４位置までの範囲である車線変更許容間隙に存在する車両を認識する側方認識部と、ドライバに異常があると認識された場合に、車速認識部、後方認識部及び側方認識部から受信した情報に基づいて、車線変更の可否を判断する車線変更可否判断部と、車線変更が可能と判断された場合に、自車両の操舵及び駆動を制御して車線変更を行う車両制御部と、を備えている。そして、車線変更可否判断部は、自車両の車速が所定の上限速度よりも低く、後方認識部により後方ガード車両認定範囲に最寄りの後続車両が所定時間留まっていることが認識され、且つ側方認識部により車線変更許容間隙に車両が存在しないことが認識された場合に、車線変更が可能であると判断するように構成されている。

第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
後方認識部は、自車線のうち自車両の後端から当該後端よりも後方の第５位置までの範囲である後方報知間隙に存在する車両を認識する機能と、変更先車線のうち自車両の後端から当該後端よりも後方の第６位置までの範囲である車線変更先後方間隙に存在する車両を認識する機能と、を含んで構成されている。そして、車線変更可否判断部は、自車両の車速が所定の中速度以上且つ上限速度よりも低く、後方報知間隙に車両が存在せず、車線変更先後方間隙に車両が存在せず、且つ車線変更許容間隙に車両が存在しない場合に、車線変更が可能であると判断するように構成されている。

第３の発明は、第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
後方報知間隙又は車線変更先後方間隙は、自車両の車速に応じて可変に設定される。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
車両制御部は、ドライバに異常があると認識された場合に、車線変更に先立って自車両の車速を所定の上限速度以下に制限するように構成されている。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
車線変更支援装置は、車線変更に先立ってその意思を報知する報知制御部を更に備えている。

第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
車線変更許容間隙は、自車両の車速又はその相関値に応じて可変に設定される。

第１の発明に係る車線変更支援装置によれば、後方ガード車両認定範囲に後続車両が所定時間留まっている場合には、当該車両が変更先車線の更に後方から高速で自車両に接近する他の後続車両をガードする役割を果たしていると判断することができる。このため、この発明によれば、自車両のドライバに異常があると認識された場合に、上記の条件を判定することにより、車線変更許容間隙への車線変更を安全に行うことが可能となる。

また、自車両の車速が中速度以上である場合には、後続車両とのＴＴＣを確保し易いため、後方ガード車両認定範囲に後続車両が存在しなくても、変更先車線後方間隙に車両が存在しなければ車線変更が可能と判断することができる。但し、自車線後方に後続車両が存在すると、変更先車線後方の車両から自車両を確認し難くなるおそれがある。第２の発明によれば、後方報知間隙に後続車両が存在しないことを判定することにより、後方ガード車両認定範囲に後続車両が存在しなくても、車線変更の安全性を確保することが可能となる。

また、第３の発明によれば、後方報知間隙又は車線変更先後方間隙を自車両の車速に応じて可変に設定することができる。これにより、車線変更の安全性をさらに高めることが可能となる。

また、第４の発明によれば、自車両のドライバに異常があると認識された場合に、自車両の車速が上限速度に制限されるので、その後の車線変更を安全に行うことが可能となる。

また、第５の発明によれば、車線変更に先立ってその意思を他車両等に報知することができるので、後続車両を後方ガード車両認定範囲に留まらせることができる。これにより、その後の車線変更を安全に行うことが可能となる。

また、第６の発明によれば、車線変更許容間隙が自車両の車速又はその相関値に応じて可変に設定されるので、車線変更の安全性をさらに高めることが可能となる。

このように、本発明によれば、ドライバに異常があると認識された場合に、車線変更を安全に行うことができる車線変更支援装置を提供することが可能となる。

本実施の形態に係る車線変更支援装置による運転支援制御を説明するための概念図である。 本実施の形態に係る車線変更支援装置による運転支援制御を説明するためのタイムチャートの一例である。 本実施の形態の車線変更支援装置の概略構成を示す図である。 実施の形態１において実行される運転支援制御のルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態１において実行される運転支援制御のルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１．
１−１．車線変更支援装置による運転支援制御の概要
図１は、本実施の形態に係る車線変更支援装置による運転支援制御を説明するための概念図である。車線変更支援装置は車両に搭載されるものであり、車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、ドライバに代わって運転を支援する運転支援制御を実施する。以下の説明では、車線変更支援装置が搭載された車両を「自車両」と称し、自車両の前方を走行する他車両を「先行車両」と称し、自車両の後方を走行する他車両を「後続車両」と称する。また、自車両が走行している車線を「自車線」と称し、自車両が車線変更を行う先の車線を「変更先車線」と称する。さらに、片側Ｎ車線（Ｎ＝１，２，・・・，ｎ）の路線では、最も低車速に規制された車線から順に、第一通行帯、第二通行帯、・・・、第ｎ通行帯と称する。

運転支援制御では、車線変更支援装置は、車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、自車両を第一通行帯まで自動で車線変更させる。その際、車線変更支援装置は、自車両の周辺情報を取得し、取得された周辺情報に基づいて自車両の車線変更可否を判定する。この周辺情報には、他車両との車間距離や衝突予測時間（ＴＴＣ）が含まれる。そして、車線変更支援装置は、自車両の車線変更が可能と判断した場合に、変更先車線への車線変更を行う。自車両が第一通行帯まで車線変更すると、車線変更支援装置は、自車両を減速させて安全に停止させる。

本願発明者は、上述の運転支援制御に関して、次のような課題を認識した。それは、車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合には、安全確保のために自車両の車速を５０ｋｍ／ｈ程度まで減速することが求められる。このような中速域或いは低速域での運転支援制御では、変更先車線を走行している後続車両との相対速度が大きくなり、車線変更による衝突を回避できないおそれがある。すなわち、センサによって物標を認識可能な距離は限られている。このため、センサによって認識できない範囲から高速で自車両に接近している後続車両が存在する場合には、十分なＴＴＣを確保できないおそれがある。

そこで、本実施の形態に係る車線変更支援装置は、自車線及び変更先車線に複数の領域区分を設け、これらの各領域と他車両の存在有無との関係に基づいて、車線変更可否を判定する。本実施の形態に係る車線変更支援装置において適用される領域は、後方ガード車両認定範囲、車線変更許容間隙、後方報知間隙、及び車線変更後方間隙の４つである。

後方ガード車両認定範囲は、自車両の車線変更の意思を認識した変更先車線の後続車両が留まることが想定される領域である。図１では、後方ガード車両認定範囲は、変更先車線の自車両の後方の第１位置Ｐ１から、当該第１位置Ｐ１よりも更に後方の第２位置Ｐ２までの範囲で表されている。第１位置Ｐ１は、自車両の車両後端から所定距離だけ後方の位置であって、例えば自車両の車両後端から１０ｍの位置に設定することができる。また、第２位置Ｐ２は、自車両の車両後端から所定距離だけ後方の位置であって、例えば自車両の車両後端から２０ｍの位置に設定することができる。

車線変更許容間隙は、自車両が車線変更する先の領域である。図１では、車線変更許容間隙は、変更先車線の第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４の間の範囲で表されている。第３位置Ｐ３は、自車両の車両後端から所定距離だけ後方の位置であって、例えば１０ｍに設定することができる。また、第４位置Ｐ４は、自車両の車両前端から所定距離だけ前方の位置であって、例えば１０ｍに設定することができる。なお、第３位置Ｐ３が第１位置Ｐ１よりも後方に設定されると、車線変更許容間隙が後方ガード車両認定範囲に重複してしまう。そこで、第３位置Ｐ３は、第１位置Ｐ１よりも前方となる位置に設定される。

後方報知間隙は、変更先車線を走行する後続車両から自車線を走行する自車両を認識する際に、その視界を妨げる可能性のある自車線の領域である。図１では、後方報知間隙は、自車線の自車両の車両後端から、当該車両後端よりも後方の第５位置Ｐ５までの範囲で表されている。第５位置Ｐ５は、自車両の車両後端から所定距離だけ後方の位置であって、例えば４０ｍに設定することができる。

車線変更先後方間隙は、自車両よりも後方に位置する変更先車線の領域である。図１では、車線変更先後方間隙は、変更先車線の自車両の車両後端から、当該車両後端よりも後方の第６位置Ｐ６までの範囲で表されている。第６位置Ｐ６は、自車両の車両後端から所定距離だけ後方の位置であって、例えば５０ｍに設定することができる。

本実施の形態に係る車線変更支援装置は、車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、第一通行帯まで自動で車線変更を行い、その後減速して停止する運転支援制御を実施する。図２は、本実施の形態に係る車線変更支援装置による運転支援制御を説明するためのタイムチャートの一例である。以下の説明では、図１に加えて図２も参照しつつ運転支援制御の概要に付いて説明する。

図２に示すように、例えば、時間ｔ１において車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、本実施の形態に係る車線変更支援装置は、緩減速モードを作動させる。緩減速モードでは、車速の上限が車線変更に適した所定の上限速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）に制限される。このため、自車両の車速Ｖが上限速度よりも大きい場合には、自車両を上限速度まで減速させる制御が実行される。また、緩減速モードでは、車線変更支援装置は、ドライバに対しての警告を実行する。この警告は、例えば、「運転して下さい。まもなく停車支援機能が作動します」等、ドライバに運転を促す警告や運転支援制御によって自車両の運転を自動で支援する旨の警告を行う。なお、緩減速モードでは、ドライバの異常の可能性を周囲の他車両等に伝えるための報知制御を合わせて実行してもよい。このような報知制御としては、例えば、自車両の灯火装置や方向指示器を点灯或いは点滅させる制御や、警笛装置から外部に向かって警笛を発する制御等を実行することができる。

車線変更支援装置は、ドライバへの警告を所定時間経過後の時間ｔ２まで実行したにも係わらずドライバからの応答がない場合、ドライバに異常があることを確定し、最も低車速に規制された第一通行帯に向かって車線変更を自動で行う自動ＬＣモードを作動させる。自動ＬＣモードでは、車線変更支援装置は、変更先車線の方向指示器を点滅させる。この際、車線変更支援装置は、さらに警笛装置から外部に向かって警笛を発することとしてもよい。

なお、緩減速モードにおいて、自車両の速度が上限速度よりも低い場合には、車線変更支援装置は、自動ＬＣモードを作動させた際に、先ず自車両の車速を上限速度まで上昇させることが好ましい。このような状況は、例えば、図２に鎖線で示すように、先行車両に追従する先行車追従制御が行われていた場合において、先行車両の減速に追従して自車両が減速した場合等に起こり得る。自動ＬＣモードにおいて自車両の車速を上限速度まで上昇させることにより、周囲の他車両との相対速度を小さくすることができるので、後述する車線変更可否の判定の成立可能性を高めることができる。

次に、車線変更支援装置は、上述の領域に他車両が属しているか否かに基づいて車線変更可否を判定する。なお、判定では、各領域の一部にでも車両が属していれば、その領域に属していると判定する。

自動ＬＣモードでは、方向指示器を点滅させて自車両の車線変更の意思を外部に示している。このため、後方ガード車両認定範囲に所定時間（例えば２秒）以上留まっている後続車両は、自車両の車線変更の意思を認識していると判断することができる。このような後続車両は、変更先車線の更に後方から高速で自車両に接近する他の後続車両をガードする役割を果たす車両といえる。以下の説明では、後方ガード車両認定範囲に留まっている後続車両を「後方ガード車両」とも称する。そこで、車線変更支援装置は、後方ガード車両認定範囲に後続車両が所定時間（例えば２秒）以上留まっており、且つ、車線変更先の領域を含む車線変更許容間隙に他車両が属していない場合に、自車両の車線変更が可能と判断する。以下の説明では、上記の車線変更の条件を「ＬＣ条件１」と称する。これにより、変更先車線の後方から高速で接近する後続車両との衝突の危険性を排除することが可能となる。

また、自車両が所定の中速度（例えば４５ｋｍ／ｈ）以上で走行している場合には、後続車両との相対速度が極端に大きくなる事態は想定し難い。そこで、自車両が所定の中速度（例えば４５ｋｍ／ｈ）以上である場合においては、車線変更許容間隙、後方報知間隙、及び車線変更先後方間隙に他車両が存在しない場合に、自車両の車線変更が可能と判断することもできる。以下の説明では、上記の車線変更の条件を「ＬＣ条件２」と称する。これにより、変更先車線の後方から高速で接近する後続車両との衝突の危険性を排除することが可能となる。

本実施の形態に係る車線変更支援装置は、ＬＣ条件１又はＬＣ条件２が成立した場合に、自車両の車線変更が可能であることを判定し、変更先車線への車線変更を実行する。車線変更支援装置は、このような車線変更動作を自車両が第一通行帯に達するまで繰り返す。時間ｔ３において自車両が第一通行帯に達すると、車線変更支援装置は、自車両を減速して停止させる減速停止モードを作動させる。これにより、自車両は第一通行帯において安全に停止される。このような車線変更支援装置によれば、ドライバに異常があると認識された場合に、車線変更を安全に行うことが可能となる。

なお、他車両の状況によっては、ＬＣ条件１及びＬＣ条件２の何れも成立しない状況が長時間継続することも想定される。そこで、車線変更支援装置は、ＬＣ条件１及びＬＣ条件２の何れも成立しない状況が所定時間又は所定距離以上継続した場合に、現在の車線にて自車両を減速停止させる。これにより、ドライバに異常があると認識された場合に、走行が長時間継続される事態を回避することが可能となる。

１−２．車線変更支援装置の構成例
次に、上述した運転支援制御を実行する車線変更支援装置の構成例について説明する。図３は、実施の形態１の車線変更支援装置の概略構成を示す図である。図３に示す車線変更支援装置は車両に搭載されるものであり、車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、ドライバに代わって運転を支援する運転支援制御を実施する。

図３に示すように、車線変更支援装置は自車両に搭載される車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含んで構成されている。また、車線変更支援装置は、車両ＥＣＵ１０の入力側に接続されるカメラ１、レーダ２、通信装置３、ナビゲーション装置４及びドライバ状態検出センサ５を含んで構成されている。さらに車線変更支援装置は、車両ＥＣＵ１０の出力側に接続される駆動装置２１、制動装置２２、操舵装置２３、警笛装置２４、灯火装置２５及び方向指示器２６を含んで構成されている。

カメラ１は、例えば自車両の前方の画像を撮像する前方カメラや、自車両の左右後方の画像を撮像する左後方カメラ及び右後方カメラのように、自車両の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。カメラ１によって撮像された画像は、随時車両ＥＣＵ１０に画像データとして送信され、車両ＥＣＵ１０において各画像データに対して画像処理される。カメラ１で取得される周辺情報は、例えば自車両の前後を走行する他車両の位置情報や白線情報、信号情報等の道路情報である。

レーダ２は、例えばレーザレーダやミリ波レーダ等であって、自車両の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。レーダ２は、自車両の前方及び後方にそれぞれレーザ波等を送出し、その反射波を受信することで自車両の周辺情報を取得する。レーダ２で取得される周辺情報は、例えば他車両の有無情報や他車両までの距離、角度（すなわち、相対位置）や速度（相対速度）情報、電柱や建物等の位置情報等である。レーダ２により検出された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。

通信装置３は、道路上に設けられた路側機から自車両に設けられたアンテナを介して周辺情報を受信する情報取得手段として機能するものである。路側機は、例えば渋滞情報、車線別の交通情報、一時停止等の規制情報、死角位置の交通状況の情報等を送信するビーコン装置である。また、通信装置３は、自車両の周辺の他車両とアンテナを介して直接、或いは中継機（図示略）を経由して通信する情報取得手段としても機能する。ここで取得される周辺情報としては、他車両の位置情報、速度情報及び操作状態（例えば、方向指示器を作動させているか等）に関する情報である。通信装置３において受信された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。

ナビゲーション装置４は、ＧＰＳ衛星からアンテナを介して自車両の現在位置を検出し、またＧＰＳ、速度センサ及びジャイロスコープ等を用いて、自車両の走行速度の検出や目的地への経路案内等を行うものである。ナビゲーション装置４には、詳細な道路情報を含んだ地図データが内蔵されている。この地図データには、例えば道路の形状、レーン数、車線幅の情報等が含まれている。ナビゲーション装置４で取得された現在位置の情報や道路情報等は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。

ドライバ状態検出センサ５は、自車両を運転しているドライバの状態を検出するものである。ここで検出されるドライバの状態とは、例えばドライバの運転姿勢や心拍状態、呼吸状態等がある。ドライバの運転姿勢は、例えば車内に設置されたドライバを撮像するカメラにより、運転中のドライバの姿勢や目線（目の動き）を撮像することで把握される。また、ドライバの心拍状態は、例えばステアリングホイールに内蔵された電極により、ステアリングホイールを握っているドライバの心拍数を検出することで把握される。また、ドライバの呼吸状態は、ドライバが着座する座席シートに内蔵された荷重センサの検出値の変化を観察することで把握される。なお、ドライバの状態を検出する手法は特に限られず、後述するドライバ異常認識部１１においてドライバが運転困難な状態であるか否かを判定できるものであればよい。

車両状態検出センサ６は、自車両の走行状態を検出する。車両状態検出センサ６としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態検出センサ６で検出された情報は、車両ＥＣＵ１０に送信される。

駆動装置２１は自車両の駆動源であり、例えばエンジンが例示される。駆動装置２１で発生する駆動力は図示しない動力伝達経路を介して駆動輪に伝達される。駆動装置２１としてのエンジンは、後述する車両制御部１６によって燃料の噴射量や噴射タイミング、スロットル開度等が制御され、これにより自車両の駆動力が制御される。

制動装置２２は、ブレーキ装置とブレーキアクチュエータとから構成され、ドライバのブレーキ操作に係わらず自動的に各車輪へ制動力を付与するものである。ブレーキ装置は、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み操作に応じ、エア圧を利用して前輪及び後輪に制動力（ブレーキ力）を発生させるフルエア式のドラムブレーキ等の一般的なブレーキ装置である。ブレーキアクチュエータは、ドライバによるブレーキ操作とは別に、後述する車両制御部１６からの指令に基づいて、自動ブレーキとして各車輪に任意の大きさの制動力を発生させるものである。

操舵装置２３は、ステアリングとステアリングアクチュエータとから構成され、ドライバのステアリング操作に係わらず自動的に操舵角を制御するものである。ステアリングは、ドライバによる操舵操作に応じて車輪の向きを変える一般的な操舵装置である。ステアリングアクチュエータは、ドライバによる操舵操作とは別に、後述する車両制御部１６からの指令に基づいて、自動操舵として車輪の向きを変更するものである。

警笛装置２４は、例えばステアリングホイールに内蔵された警笛スイッチが操作されることで音（クラクション）を発し、車外へ報知する報知装置である。灯火装置２５は、自車両の前面の左右に設けられた前照灯と、自車両の後面の左右に設けられた尾灯及び制動灯を含むものである。この灯火装置２５のうちの前照灯には、ハイビームとロービームの二種類があり、ロービームの点灯中にハイビームを点滅させる、いわゆるパッシングを行うことで車外前方へ報知する報知装置としても機能する。また、この灯火装置２５のうちの尾灯或いは制動灯は、これらの何れかを点滅させることで車外後方へ報知する報知装置としても機能する。方向指示器２６は、少なくとも自車両の前後の左右両端にそれぞれ設けられ、自車両の進行方向を他車両等に知らせる報知装置である。

１−３．車両ＥＣＵの機能の説明
車両ＥＣＵ１０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。

実施の形態１の車両ＥＣＵ１０では、自車両を運転するドライバが運転困難な状態に陥った場合に、自車両を最も低速側の車線へと車線変更させて減速停止する運転支援制御が実施される。車両ＥＣＵ１０は、上記の運転支援制御又はそれに付随した制御を実現するための機能ブロックとして、ドライバ異常認識部１１、車速認識部１２、後方認識部１３、側方認識部１４、車線変更可否判断部１５、車両制御部１６、及び報知制御部１７を有している。

ドライバ異常認識部１１は、ドライバ状態検出センサ５から伝達される情報に基づき、ドライバの状態（健康状態）に異常があるか否か、すなわち、ドライバが運転困難な状態であるか否かを認識するための機能ブロックである。なお、ここでいう「ドライバに異常がある」とは、例えばドライバの心拍が停止した場合や、ドライバが昏睡状態に陥った場合等、ドライバが自車両を運転することが困難な状態、脇見、無操作等、ドライバが自車両を運転することが可能か不明の状態、あるいはドライバが自車両を全く運転することができない状態を意味する。ドライバ異常認識部１１における認識結果は、車線変更可否判断部１５、車両制御部１６、及び報知制御部１７に伝達される。

車速認識部１２は、車両状態検出センサ６から伝達される情報に基づき現在の自車両の車速Ｖを認識するための機能ブロックである。車速認識部１２で認識された車速Ｖは、車線変更可否判断部１５、及び車両制御部１６に伝達される。

後方認識部１３は、情報取得手段であるカメラ１、レーダ２、通信装置３及びナビゲーション装置４から取得された周辺情報に基づいて、自車両の後方を走行する後続車両の状態を認識するための機能ブロックである。具体的には、後方認識部１３は、後方ガード車両認定範囲、及び後方報知間隙、及び車線変更先後方間隙を走行する後続車両の有無を判定する。判定された結果は車線変更可否判断部１５に伝達される。

側方認識部１４は、情報取得手段であるカメラ１、レーダ２、通信装置３及びナビゲーション装置４から取得された周辺情報に基づいて、自車両の側方を走行する側方車両の状態を認識するための機能ブロックである。具体的には、側方認識部１４は、車線変更許容間隙を走行する他車両の有無を判定する。判定された結果は車線変更可否判断部１５に伝達される。

車線変更可否判断部１５は、ドライバ異常認識部１１、車速認識部１２、後方認識部１３、及び後方認識部１３から伝達された情報に基づいて、自車両の変更先車線への車線変更可否を判定するための機能ブロックである。車線変更可否判断部１５が実行する具体的な判定については、後述するフローチャートに沿って詳細に説明する。判定された結果は車両制御部１６に伝達される。

車両制御部１６は、ドライバ異常認識部１１、車速認識部１２、及び車線変更可否判断部１５から伝達された情報に基づいて、自車両の運転を自動で制御する車両制御手段として機能する機能ブロックである。具体的には、車両制御部１６は、ドライバの状態に異常がある場合に、自車両の車速を所定の上限速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）に自動で制限する緩減速モードを実行する。また、車両制御部１６は、自車両の車線変更が可能と判断された場合に、変更先車線へと自動で車線変更する自動ＬＣモードを実行する。さらに、車両制御部１６は、ドライバの状態に異常がある場合において、自車両が第一通行帯を走行している場合に、自車両を自動で減速して停止させる減速停止モードを実行する。

緩減速モードでは、車両制御部１６は、駆動装置２１の駆動力及び制動装置２２の制動力を制御することで自車両の車速Ｖを所定の上限値まで徐々に低下させる。また、車両制御部１６は、制御対象車両の車速に合わせて、駆動装置２１の駆動力及び制動装置２２の制動力を制御することで自車両の車速を制御し、制御対象車両に追従する。

自動ＬＣモードでは、車両制御部１６は、自車両の車速を制御する車速制御及び操舵角を制御する操舵角制御を行うことで、変更先車線への車線変更を実施する。車両制御部１６は、駆動装置２１の駆動力及び制動装置２２の制動力を制御することで自車両の車速Ｖを制御する。また、操舵装置２３のステアリングアクチュエータを制御することで車輪の向きを制御し、自車線から変更先車線へと走行車線を変更する。

減速停止モードでは、車両制御部１６は、駆動装置２１の駆動力及び制動装置２２の制動力を制御することで自車両の車速Ｖを徐々に低下させて停止させる。なお、車両制御部１６が実行する具体的な制御については、後述するフローチャートに沿って詳細に説明する。

報知制御部１７は、警笛装置２４、灯火装置２５或いは方向指示器２６を制御して、ドライバの異常や自車両の減速、車線変更等を自車両の周囲にいる他車両などに報知するための機能ブロックである。具体的には、報知制御部１７は、ドライバ異常認識部１１においてドライバが異常であると認識されたときに、警笛装置２４、灯火装置２５或いは方向指示器２６を制御して異常の発生を報知する。また、報知制御部１７は、自動ＬＣモードにおいて、車線変更先の方向指示器２６を点滅させることによって車線変更の意思を報知する。なお、自動ＬＣモードでは、報知制御部１７は、さらに警笛装置２４によって警笛を発して自車両の車線変更の意思を報知してもよい。また、報知制御部１７は、減速停止モード及び緩減速モードにおいて、灯火装置２５を点滅させることによって自車両が減速していることを報知する。なお、減速停止モード及び緩減速モードでは、報知制御部１７は、灯火装置２５に加えて、さらに警笛装置２４によって警笛を発して自車両が減速を報知してもよい。

１−４．運転支援制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の車線変更支援装置において実行される運転支援制御の具体的処理について説明する。図４及び図５は、実施の形態１において実行される運転支援制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図４示すルーチンは、自車両の走行中に所定の制御周期（例えば０．１ｓｅｃ）で車両ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。図５に示すルーチンは、図４に示すルーチンにおいて自動ＬＣモードが作動された場合に実行される。

図４に示すルーチンが開始されると、先ず、ドライバ異常が確定済みであるか否かが判定される（ステップＳ１００）。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、後述するステップＳ１０６におけるドライバへの警告から所定時間経過しているか否かを判定する。ドライバが警告等の呼びかけに応じない場合には、ドライバ自身に異常が発生していると判断することができる。ここでの所定時間は、ドライバの異常有無を判断するための時間として予め設定された時間が利用される。その結果、判定の成立が認められた場合には、自動ＬＣモードが作動される（ステップ１０２）。ここでは、後述する図５に示すルーチンが実行される。

一方、上記ステップＳ１００において、判定の成立が認められない場合には、次にドライバ異常の可能性があるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、ドライバ異常認識部１１によってドライバの状態（健康状態）に異常がある可能性があるか否かを判断する。その結果、判定の成立が認められない場合には、運転支援制御の必要性はないと判断されて、本ルーチンは終了される。

一方、上記ステップＳ１０４において、判定の成立が認められた場合には、緩減速モードが作動される（ステップＳ１０６）。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、ドライバ異常認識部１１によりドライバに対して警告を行う。なお、ここでの警告は、例えば、ドライバに運転を促す警告や、運転支援制御によって自車両の運転を自動で支援する旨の警告である。また、車両ＥＣＵ１０は、車両制御部１６により自車両の車速を所定の上限速度（例えば５０ｋｍ／ｓ）まで自動で減速させる。

次に、ドライバによるキャンセル操作があるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ここでのキャンセル操作とは、ドライバによるキャンセルスイッチの操作等、ドライバが正常に復帰したことを判断可能な入力の操作である。その結果、判定の成立が認められた場合には、ドライバが正常に復帰したと判断されて、本ルーチンにおける運転支援制御が終了される（ステップＳ１１０）。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、実行しているモードを全て終了して本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップＳ１０８において、判定の成立が認められない場合には、依然としてドライバに異常がある或いはその可能性があると判断することができる。この場合、車両ＥＣＵ１０は、実行しているモードを継続して本ルーチンを終了する。

上述した図４に示すルーチンのＳ１０２では、ドライバの異常が確定された場合に、自動ＬＣモードが作動される。自動ＬＣモードでは、車両ＥＣＵ１０は、図５に示すルーチンを繰り返し実行する。

図５に示すルーチンでは、先ず自車両が第一通行帯を走行中か否かが判定される（ステップＳ１２０）。車両ＥＣＵ１０は、カメラ１、レーダ２、通信装置３及びナビゲーション装置４により自車両の周辺情報を取得している。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、取得した周辺情報に基づいて、自車両が第一通行帯を走行中か否かを判定する。その結果、判定の成立が認められた場合には、更なる車線変更は不要と判断されて、減速停止モードが作動される（ステップＳ１２２）。減速停止モードでは、車両ＥＣＵ１０は、車両制御部１６により、自車両の車速を徐々に低下させて停止させる。

一方、上記ステップＳ１２０において、判定の成立が認められない場合には、自車両を第一通行帯に向かって自動で車線変更する必要があると判断することができる。この場合、次のステップへと移行して、方向指示器２６が作動される（ステップＳ１２４）。ここでは、車両ＥＣＵ１０は、報知制御部１７によって変更先車線側の方向指示器２６を点滅させる。

図５に示すルーチンでは、次に、自車両の車速Ｖが所定の中速度（例えば４５ｋｍ／ｈ）以上か否かが判定される（ステップＳ１２６）。その結果、判定の成立が認められた場合には、車線変更の可否を判定するためのＬＣ条件２が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１２８）。その結果、判定の成立が認められた場合には、変更先車線への車線変更が可能と判断されて、車線変更が実行される（ステップＳ１３２）。ここでは、具体的には、車両ＥＣＵ１０の車両制御部１６により、自車両の車速を制御する車速制御及び操舵角を制御する操舵角制御を行うことで、変更先車線への車線変更を実施する。

一方、上記ステップＳ１２８において判定の成立が認められない場合、或いは上記ステップＳ１２６において判定の成立が認められない場合には、車線変更の可否を判定するためのＬＣ条件１が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１３０）。その結果、判定の成立が認められた場合には、上記ステップＳ１３２に移行し、判定の成立が認められた場合には、本ルーチンが終了される。

このような制御によれば、ドライバに異常があると認識された場合に、車線変更を安全に行うことが可能となる。

１−４．実施の形態１に係る車線変更支援装置の変形例
実施の形態１に係る車線変更支援装置は、以下のように変形した構成を適用することができる。

後方報知間隙、及び車線変更先後方間隙は、自車両の車速に応じて可変に設定してもよい。具体的には、例えば、車線変更先後方間隙は、自車両の車速が低いほどその間隙が長くなるように設定してもよい。また、後方報知間隙は、自車両の車速が低いほどその間隙が長くなるように設定してもよい。これにより、車線変更時の安全性をさらに高めることが可能となる。

車線変更許容間隙は、自車両と他車両との相対速度に応じて可変に設定してもよい。具体的には、例えば、車線変更許容間隙は、変更先車線を走行する最寄りの先行車両との相対速度が小さいほど、第４位置Ｐ４と車両前端との距離が小さくなるように設定してもよい。また、車線変更許容間隙は、変更先車線を走行する最寄りの後続車両との相対速度が小さいほど、第３位置Ｐ３と車両後端との距離が小さくなるように設定してもよい。また、車線変更許容間隙は、自車両と他車両との相対速度の相関値として、例えばＴＴＣに応じて可変に設定してもよい。

また、車線変更許容間隙に車両が存在しないか否かの判定は、変更先車線を走行する最寄りの先行車両とのＴＴＣが所定値以上且つ変更先車線を走行する最寄りの後続車両とのＴＴＣが所定値以上であるかによって判定してもよい。

後方ガード車両が後方ガード車両認定範囲に所定時間以上留まっているかの判定は、変更先車線を走行する最寄りの後続車両が後方ガード車両認定範囲に存在し、且つ当該後続車両とのＴＴＣが所定値以上であるかによって判定してもよい。

１ カメラ
２ レーダ
３ 通信装置
４ ナビゲーション装置
５ ドライバ状態検出センサ
６ 車両状態検出センサ
１０ 車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１１ ドライバ異常認識部
１２ 車速認識部
１３ 後方認識部
１４ 側方認識部
１５ 車線変更可否判断部
１６ 車両制御部
１７ 報知制御部
２１ 駆動装置
２２ 制動装置
２３ 操舵装置
２４ 警笛装置
２５ 灯火装置
２６ 方向指示器

Claims (6)

1. 自車両が走行する自車線から変更先車線への車線変更を自動で行う車線変更支援装置であって、
   前記自車両のドライバの異常を認識するドライバ異常認識部と、
   前記自車両の車速を認識する車速認識部と、
   前記自車両に搭載された周辺情報取得手段によって取得された周辺情報に基づいて、前記変更先車線のうち前記自車両の後端よりも後方の第１位置から前記第１位置よりもさらに後方の第２位置までの範囲である後方ガード車両認定範囲に存在する車両を認識する後方認識部と、
   前記周辺情報に基づいて、前記変更先車線のうち前記自車両の後端よりも後方且つ前記第１位置よりも前方の第３位置から前記自車両の前端よりも前方の第４位置までの範囲である車線変更許容間隙に存在する車両を認識する側方認識部と、
   ドライバに異常があると認識された場合に、前記車速認識部、前記後方認識部及び前記側方認識部から受信した情報に基づいて、前記車線変更の可否を判断する車線変更可否判断部と、
   前記車線変更が可能と判断された場合に、前記自車両の操舵及び駆動を制御して前記車線変更を行う車両制御部と、を備え、
   前記車線変更可否判断部は、
   前記自車両の車速が所定の上限速度よりも低く、前記後方認識部により前記後方ガード車両認定範囲に最寄りの後続車両が所定時間留まっていることが認識され、且つ前記側方認識部により前記車線変更許容間隙に車両が存在しないことが認識された場合に、前記車線変更が可能であると判断するように構成されていることを特徴とする車線変更支援装置。
2. 前記後方認識部は、前記自車線のうち前記自車両の後端から当該後端よりも後方の第５位置までの範囲である後方報知間隙に存在する車両を認識する機能と、前記変更先車線のうち前記自車両の後端から当該後端よりも後方の第６位置までの範囲である車線変更先後方間隙に存在する車両を認識する機能と、を含んで構成され、
   前記車線変更可否判断部は、前記自車両の車速が所定の中速度以上且つ前記上限速度よりも低く、前記後方報知間隙に車両が存在せず、前記車線変更先後方間隙に車両が存在せず、且つ前記車線変更許容間隙に車両が存在しない場合に、前記車線変更が可能であると判断するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車線変更支援装置。
3. 前記後方報知間隙又は前記車線変更先後方間隙は、前記自車両の車速に応じて可変に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車線変更支援装置。
4. 前記車両制御部は、ドライバに異常があると認識された場合に、前記車線変更に先立って前記自車両の車速を所定の上限速度以下に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車線変更支援装置。
5. 前記車線変更に先立ってその意思を報知する報知制御部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車線変更支援装置。
6. 前記車線変更許容間隙は、前記自車両の車速又はその相関値に応じて可変に設定されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車線変更支援装置。

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