JP7049391B2 - 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、自車両のトンネル内走行が検出された場合に、トンネル内走行が検出されない場合に対して、第１の操舵力の比率を増加させるように目標操舵力を設定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－３６７５７号公報

ところで近年、自動運転や自動車線変更の実用化が進められているが、従来の技術では、トンネル等の特定の道路構造物を通過する際に、車線変更の制御をどのように扱うかについて考慮されていなかった。

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、車両の自動車線変更が不適切な場面において、制御を適切に抑制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。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行う運転制御部を備え、前記運転制御部は、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、前記車両が、特定の道路構造物の始点を基準として道路長手方向に第１距離の長さをもつ第１領域、または、前記特定の道路構造物の終点を基準として道路長手方向に第２距離の長さをもつ第２領域にいることが検知された場合、前記自動車線変更を制限する。

（２）：上記（１）の態様において、前記運転制御部は、前記車両と同一車線上を走行する前走車両の追い越しを行う際に、自車走行車線から隣接車線に向けて自動車線変更を行い、その後、前記隣接車線から前記自車走行車線に向けて前記自動車線変更を行うものである。

（３）：上記（２）の態様において、前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域を通過した後に前記第２領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できると判定した場合に、前記自動車線変更を許可するものである。

（４）：上記（２）または（３）の態様において、前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域を通過した後に前記第２領域に到達するまでに、前記自動車線変更を許可し、前記自車走行車線から前記隣接車線に向けて自動車線変更を行った後、状況変化によって、前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第２領域を通過するまで前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を行わず、前記第２領域を通過した後に前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を行うものである。

（５）：上記（２）の態様において、前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できると判定した場合に、前記追い越しを行うものである。

（６）：上記（５）の態様において、前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第１領域を通過するまで前記自車走行車線から前記隣接車線への前記自動車線変更を行わず、前記第１領域を通過した後に前記自車走行車線から前記隣接車線への前記自動車線変更を行うものである。

（７）：上記（５）の態様において、前記運転制御部は、前記追い越しを開始しようとする時点で、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第１領域を通過した後、再度、前記追い越しを行うか否かを決定するものである。

（８）：上記（１）から（７）のいずれかの態様において、前記運転制御部は、第１の特定の道路構造物の終点から、前記第１の特定の道路構造物の次に前記車両が通過する第２の特定の道路構造物の始点までの距離が所定距離以下である場合、前記第１の特定の道路構造物の終点から前記第２の特定の道路構造物の始点までの間の区間において、前記自動車線変更を制限するものである。

（９）：上記（１）～（８）の態様において、前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域または前記第２領域にいることが検知された場合、所定の種別の自動車線変更を実行し、所定の種別でない自動車線変更を実行しないものである。

（１０）：上記（１）～（９）の態様において、前記道路構造物は、少なくともトンネルまたは橋を含むものである。

（１１）：上記（１）～（１０）の態様において、前記運転制御部は、前記特定の道路構造物における走行環境を示す特定情報に基づいて、道路長手方向における前記第１領域および前記第２領域の少なくとも一方の長さを変更するものである。

（１２）：上記（１１）の態様において、前記特定情報は、道路長手方向に関する前記特定の道路構造物の長さ、前記特定の道路構造物における照度、道路の勾配または曲率のうち、少なくとも一部の情報を含むものである。

（１３）：本発明の他の態様に係る車両制御装置は、車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行う運転制御部を備え、前記運転制御部は、前記車両が同一車線上を前記車両と同じ方向に走行する前走車両を自動的に追い越すように制御し、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、前記車両が、特定の道路構造物の始点を基準として道路長手方向に第１距離の長さをもつ第１領域、または、前記特定の道路構造物の終点を基準として道路長手方向に第２距離の長さをもつ第２領域にいることが検知された場合、前記前走車両の追い越しを制限する。

（１４）：本発明の他の態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行い、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、前記車両が特定の道路構造物における、前記特定の道路構造物の始点を基準として道路長手方向に第１距離の長さをもつ領域である第１領域、または、前記特定の道路構造物の終点を基準として道路長手方向に第２距離の長さをもつ領域である第２領域にいることが検知された場合、前記自動車線変更を制限するものである。

（１５）：本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行う処理と、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、前記車両が特定の道路構造物における、前記特定の道路構造物の始点を基準として道路長手方向に第１距離の長さをもつ領域である第１領域、または、前記特定の道路構造物の終点を基準として道路長手方向に第２距離の長さをもつ領域である第２領域にいることが検知された場合、前記自動車線変更を制限する処理と、を実行させるものである。

上記（１）～（１５）の態様によれば、車両の自動車線変更が不適切な場面において、制御を適切に抑制することができる。

第１実施形態に係る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。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 特定の道路構造物の第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の設定方法の一例を説明するための図である。 第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の設定方法の一例を説明するための図である。 第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の設定方法の一例を説明するための図である。 第２変形例の処理について説明するための図である。 第３変形例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

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＞
以下、第１実施形態について説明する。

［全体構成］
図１は、第１実施形態に係る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、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置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。自動運転制御装置１００は、車両制御装置の一例である。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。

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、車両システム１が搭載される車両Ｍ（以下、自車両）の任意の箇所に取り付けられる。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。

レーダ装置１２は、自車両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。レーダ装置１２は、自車両の任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置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、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両の周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両の任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置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、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してもよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両の周辺に存在する他車両、或いは各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両の乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、自車両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、自車両の向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両の位置を特定する。自車両の位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両の位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両が、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティック、ウインカ―レバーその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置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のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、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）を実行することにより実現される。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。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、自車両の周辺に存在する物体を認識する。認識部１３０により認識される物体は、例えば、自転車、オートバイク、四輪自動車、歩行者、道路脇などに設置された道路標識、道路面に形成された道路標示、区画線、電柱、ガードレール、落下物などを含む。また、認識部１３０は、物体の位置や、速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両の代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした相対座標上の位置（すなわち自車両に対する相対位置）として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体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。

認識部１３０は、第２地図情報６２を参照し、自車両が走行する道路区間が自動運転許可区間であることを認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両の周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、自動運転許可区間を認識する。更に、認識部１３０は、道路区画線のパターンの比較に基づいて、自車両が走行している自車線や、自車線に隣接した隣接車線を認識する。

認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、自動運転許可区間を認識したり、自車線や隣接車線を認識したりしてもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両の位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、自車線を認識する際に、自車線に対する自車両の相対位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両の基準点の車線中央からの乖離、および自車両の進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、自車線に対する自車両の相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、自車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両の基準点の位置などを、自車線に対する自車両の相対位置として認識してもよい。

行動計画生成部１４０は、例えば、追い越し制御部１４２と、車線変更実行部１４４とを備える。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を自車両が走行し、更に、自車両が推奨車線を走行する際に周辺の状況に対応するため、予め規定された走行態様で自車両を自動的に（運転者の操作に依らずに）走行させる将来の目標軌道を生成する。目標軌道には、例えば、将来の自車両の位置を定めた位置要素と、将来の自車両の速度等を定めた速度要素とが含まれる。また、行動計画生成部１４０は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度を、目標軌道の速度要素として決定する。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両の到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度は、サンプリング時間および軌道点の間隔によって決定される。行動計画生成部１４０は、生成した目標軌道を示す情報を、第２制御部１６０に出力する。追い越し制御部１４２および車線変更実行部１４４のそれぞれは、このような機能を有している。これらについては後述する。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両が通過するように、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。

第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。追い越し制御部１４２と、車線変更実行部１４４と、第２制御部１６０とを合わせたものは、「運転制御部」の一例である。

取得部１６２は、行動計画生成部１４０から目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリに記憶させる。

速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる速度要素（例えば目標速度や目標加速度等）に基づいて、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０の一方または双方を制御する。

操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる位置要素（例えば目標軌道の曲り具合を表す曲率等）に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。

速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両の前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

走行駆動力出力装置２００は、車両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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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、第２制御部１６０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させる。

［追い越し制御］
追い越し制御部１４２は、追い越しをする条件が成立した場合に追い越し制御を行う。追い越し制御とは、自車両が第１車線（自車走行車線）から第１車線に隣接する第２車線（隣接車線）へ移動し、その後に第２車線から第１車線に移動することで自車両と同一車線上を自車両と同じ方向に走行する前走車両の追い越しを行う制御である。追い越し制御では、第１車線から第２車線に向けて自動車線変更を行い、その後、第２車線から第１車線に向けて自動車線変更を行う。追い越しをする条件とは、例えば、前走車両と自車両との相対速度が閾値以上である場合などの条件を含む。追い越しをする条件は、例えば、前走車両と自車両との相対速度に関する条件に加え、自車両の周辺状況に関する条件などを含んでもよい。ただし、追い越し制御部１４２は、追い越しをする条件が成立した場合であっても、自車両が特定の道路構造物の第１領域または第２領域を通過する場合には、追い越し制御の開始を制限する。特定の道路構造物は、少なくともトンネルまたは橋を含む。

［車線変更制御］
車線変更実行部１４４は、自動車線変更をする条件が成立した場合に車線変更制御を行う。車線変更制御とは、自車両が第１車線から第１車線に隣接する第２車線へ自動車線変更する制御である。自動車線変更をする条件とは、例えば、目的地までの走行経路上において自動車線変更が必要な地点に到達したり、乗員が方向指示器を作動させたなどの条件を含む。また、車線変更実行部１４４は、自動車線変更をする条件が成立した場合であっても、自車両が特定の道路構造物の第１領域または第２領域を通過する場合には、車線変更制御の開始を制限する。車線変更実行部１４４は、自動車線変更をする条件が成立した場合に、自車両の乗員に対してＨＭＩ３０を通じて自動車線変更を提案し、自車両の乗員による操作を、ＨＭＩ３０を通じて受け付けた場合に、車線変更制御を開始してもよい。また、車線変更実行部１４４は、車線変更制御の開始が制限された場合であっても、自車両の乗員による操作を、ＨＭＩ３０を通じて受け付けた場合に、車線変更制御の制限を解除してもよい。

図３は、特定の道路構造物の第１領域または第２領域の一例を説明するための図である。以下の説明では、特定の道路構造物はトンネルＴＬであるものとする。図示の例では、トンネルＴＬにおける車線変更禁止領域として、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２が設定されている。第１領域Ｒ１は、自車両の進行方向において、トンネルＴＬの入口ＴＬ１（始点）を基準として道路長手方向に第１距離Ａの長さを持つ領域である。この例では、第１領域Ｒ１は、トンネルＴＬの入口ＴＬ１よりも手前側から奥側に向けて設定されている。ただし、トンネルＴＬの入口ＴＬ１を始点としてもよいし、少し奥側を始点としてもよい。第２領域Ｒ２は、自車両の進行方向において、トンネルＴＬの出口ＴＬ２（終点）を基準として道路長手方向に第２距離Ｂの長さを持つ領域である。第２領域Ｒ２は、トンネルＴＬの出口ＴＬ２よりも手前側から奥側に向けて設定されている。ただし、トンネルＴＬの出口ＴＬ２を終点としてもよいし、少し手前側を終点としてもよい。

［車両制御装置の処理フロー］
以下、第１実施形態に係る自動運転制御装置１００の一連の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図４および図５は、第１実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、禁止フラグの設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、追い越し制御の流れの一例を示すフローチャートである。図４および図５に示すフローチャートは、独立したプロセスとして処理が進められる。

まず、図４に示すフローチャートについて説明する。図４に示すフローチャートの処理は、例えば、自車両がトンネルＴＬに接近した場合に実行されてもよい。

追い越し制御部１４２は、自車両の外部状況を認識する認識部１３０の認識結果を参照し、または、車両センサ４０の出力に基づいて特定または補完された自車両の位置と第２地図情報６２を比較することで、自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。次に、追い越し制御部１４２は、自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を走行中であると判定した場合、禁止フラグを設定する（ステップＳ１２）。禁止フラグは、追い越し制御または車線変更制御の開始を制限するための情報である。禁止フラグが設定されている場合には、追い越しをする条件が成立していたとしても、追い越し制御を開始しない。一方、禁止フラグが解除されている場合には、追い越しをする条件が成立した場合に、追い越し制御を開始する。

次に、追い越し制御部１４２は、自車両が直近の制御サイクルで第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を通過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。追い越し制御部１４２は、自車両が直近の制御サイクルで第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を通過していないと判定した場合、その処理をステップＳ１０に戻す。追い越し制御部１４２は、自車両が直近の制御サイクルで第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を通過するまでの間は、ステップＳ１０～ステップＳ１４の処理を繰り返す。追い越し制御部１４２は、自車両が直近の制御サイクルで第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を通過したと判定した場合には、禁止フラグの設定を解除する（ステップＳ１６）。これによって、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。

次に、図５に示すフローチャートについて説明する。図５に示すフローチャートの処理は、例えば、自動運転中に実行される。

まず、追い越し制御部１４２は、認識部１３０の認識結果に基づき、前走車両を検出したか否かを判定する（ステップＳ２０）。追い越し制御部１４２は、前走車両を検出したと判定した場合には、追い越しをする条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２２）。追い越し制御部１４２は、追い越しをする条件が成立したと判定した場合、禁止フラグが設定されているか否かを判定する（ステップＳ２４）。追い越し制御部１４２は、禁止フラグが設定されていないと判定した場合、追い越し制御を開始する（ステップＳ２６）。一方、追い越し制御部１４２は、禁止フラグが設定されていると判定した場合、追い越し制御を開始することなく、本フローチャートの１サイクルの処理を終了する。

なお、図５に示すフローチャートにおいて、禁止フラグが設定されている場合に、追い越し制御に代えて（または、加えて）、車線変更制御を制限するようにしてもよい。

上記説明した第１実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、自車両の自動車線変更が不適切な場面において、制御を適切に抑制することができる。例えば、自車両がトンネルＴＬに進入した直後や自車両がトンネルＴＬから退出する直前などでは、自車両の自動車線変更の実行を回避することが好ましい。したがって、第１実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、トンネルＴＬにおいて自車両の自動車線変更が不適切な領域として第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を設定し、自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２に位置することが検知された場合には、自車両の自動車線変更を制限する。これにより、自車両の自動車線変更が不適切な場面において、制御を適切に抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比較すると、追い越しに係る自動車線変更が第１領域または第２領域に到達するまでに完了するか否かを判定し、その判定結果に基づき、追い越し制御を開始する点で、追い越し制御の処理内容が異なる。以下、この相違点を中心に説明する。

以下、第２実施形態に係る自動運転制御装置１００の一連の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図６は、第２実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６は、追い越し制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

第２実施形態に係る追い越し制御部１４２は、認識部１３０の認識結果に基づき、前走車両を検出したか否かを判定する（ステップＳ３０）。追い越し制御部１４２は、前走車両を検出したと判定した場合には、追い越しをする条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ３２）。追い越し制御部１４２は、追い越しをする条件が成立したと判定した場合、禁止フラグが設定されているか否かを判定する（ステップＳ３４）。

追い越し制御部１４２は、禁止フラグが設定されていないと判定した場合、自車両が第１領域Ｒ１の手前を走行し、且つ、自車両が第１領域Ｒ１までに追い越しが完了できないか否かを判定する（ステップＳ３６）。この場合、追い越し制御部１４２は、例えば、まず、自車両と前走車両との相対速度、および、自車両と前走車両との距離に基づき、自車両が前走車両の追い越しに必要となる所要時間を算出する。また、追い越し制御部１４２は、算出した所要時間と、自車両の速度とに基づき、追い越しに必要となる走行距離を算出する。そして、追い越し制御部１４２は、算出した走行距離と、第１領域Ｒ１までの距離とを比較することにより、自車両が第１領域Ｒ１までに追い越しが完了できるか否かを判定する。また、追い越し制御部１４２は、隣接車線に他車両が存在している場合には、追い越しに必要となる走行距離を算出することなく、自車両が第１領域Ｒ１までに追い越しが完了できないと判定してもよい。

追い越し制御部１４２は、自車両が第１領域Ｒ１の手前を走行していない、または、自車両が第１領域Ｒ１までに追い越しが完了できると判定した場合には、自車両が第２領域Ｒ２の手前を走行し、且つ、自車両が第２領域Ｒ２までに追い越しが完了できないか否かを判定する（ステップＳ３８）。追い越し制御部１４２は、自車両が第２領域Ｒ２の手前を走行していない、または、自車両が第２領域Ｒ２までに追い越しを完了できると判定した場合には、追い越し制御を開始する（ステップＳ４０）。これによって、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。一方、追い越し制御部１４２は、先のステップＳ３６において、自車両が第１領域Ｒ１の手前を走行し、且つ、自車両が第１領域Ｒ１までに追い越しが完了できないと判定した場合、自車両が第１領域Ｒ１を通過後に追い越し制御を開始する（ステップＳ４２）。これによって、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。また、追い越し制御部１４２は、先のステップＳ３８において、自車両が第２領域Ｒ２の手前を走行し、且つ、第２領域Ｒ２までに追い越しが完了できないと判定した場合、追い越し制御を開始することなく、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。

上記説明した第２実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、第１実施形態に係る自動運転制御装置１００の効果を奏する他、より慎重に追い越し制御を開始させることができる。例えば、自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２に到達するまでに追い越しが完了できるか否かを判定することなく、追い越し制御を開始した場合、追い越し制御を開始した後に追い越し制御が完了できないと判定したとすると、追い越し制御をキャンセルすることが必要となる場合がある。したがって、第２実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２に到達するまでに追い越しが完了できるか否かを判定し、追い越しが完了できると判定したことを条件に、追い越し制御を開始する。これにより、より慎重に追い越し制御を開始させることができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態と比較すると、追い越し制御を開始し、第２車線に移動した後に第２領域までに第１領域に復帰できるか否かを判定する点で、追い越し制御の処理内容が異なる。以下、この相違点を中心に説明する。

以下、第３実施形態に係る自動運転制御装置１００の一連の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図７は、第３実施形態に係る自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、第１領域と第２領域の間で追い越し制御を開始した後の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図７に示すフローチャートについて説明する。図７に示すフローチャートの処理は、例えば、追い越し制御が開始された場合に実行されてもよい。

第３実施形態に係る追い越し制御部１４２は、自車両が第２車線に移動済みであるか否かを判定する（ステップＳ５０）。追い越し制御部１４２は、自車両が第２車線に移動済みであると判定した場合、自車両が第２領域Ｒ２に到達するまでに第１車線に移動できないか否かを判定する（ステップＳ５２）。追い越し制御部１４２は、自車両が第２領域Ｒ２に到達するまでに第１車線に移動できると判定した場合、自車両を第１車線へ移動させる（ステップＳ５４）。これによって、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。一方、追い越し制御部１４２は、自車両が第２領域Ｒ２に到達するまでに第１車線に移動できないと判定した場合、自車両が第２領域Ｒ２を通過後に第１車線に移動させる（ステップＳ５６）。これによって、本フローチャートの１サイクルの処理が終了する。

上記説明した第３実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、第１実施形態に係る自動運転制御装置１００の効果を奏する他、追い越し制御の完了タイミングを適正に制御することができる。例えば、追い越し制御を開始した後、第２車線への車線変更を行ったものの、追い越しの対象の車両が加速するなどして、所定領域までに第１車線に復帰することができない場合がある。したがって、第３実施形態に係る自動運転制御装置１００によれば、追い越し制御を開始した後に、自車両が第２車線に移動済みであることを条件に、自車両が第２領域Ｒ２に到達するまでに第１車線に移動できるか否かを判定し、その判定結果に基づき、自車両が第１車線に移動するタイミングを決定する。これにより、追い越し制御の完了タイミングを適正に制御することができる。

［実施形態の変形例］
（第１変形例）
上記各実施形態において、追い越し制御部１４２は、トンネルＴＬにおける走行環境を示す特定情報に基づいて、道路長手方向における第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の少なくとも一方の長さを変更してもよい。特定情報は、道路長手方向に関するトンネルＴＬの長さ、トンネルＴＬにおける照度、道路の勾配または曲率のうち、少なくとも一部の情報を含む。例えば、図８に示す例のように、トンネルＴＬの入口ＴＬ１または出口ＴＬ２の近傍に勾配区間を含む場合には、勾配区間を含まない場合よりも、道路長手方向における第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２の長さが長くなるように設定してもよい。また、図９および図１０に示す例のように、道路長手方向におけるトンネルＴＬの長さが長いほど、道路長手方向における第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２の長さが長くなるように設定してもよい。また、トンネルＴＬの内外における照度差が大きいほど、道路長手方向における第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の長さが長くなるように設定してもよい。

（第２変形例）
また、行動計画生成部１４０は、更に、あるトンネルＴＬ（以下、第１のトンネルＴＬ＃１）の出口（終点）ＴＬ＃１－２から、第１のトンネルＴＬ＃１の次に自車両が通過するトンネルＴＬ（以下、第２のトンネルＴＬ＃２）の入口（始点）ＴＬ＃２－１までの距離Ｘが所定距離Ｘｍｉｎ以下である場合、第１のトンネルＴＬ＃１の出口ＴＬ＃１－２から第２のトンネルＴＬ＃２の入口ＴＬ＃２－１までの間の区間Ｃにおいて、自動車線変更を制限するようにしてもよい。図１１は、第２変形例の処理について説明するための図である。図中、Ｍは自車両、Ｄ_Ｍは自車両の進行方向である。区間Ｃは、距離Ｘが所定距離Ｘｍｉｎ以下であるならば自動車線変更が禁止される区間である。係る処理を実現するために、例えば、図４のステップＳ１０の判定処理を、「自車両が第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２を走行中である、または、距離Ｘが所定距離Ｘｍｉｎ以下の区間Ｃを走行しているか否かを判定する」と変更すればよい。この結果、距離Ｘが所定距離Ｘｍｉｎ以下の区間Ｃを走行している場合には禁止フラグが設定され、自動車線変更が禁止されることになる。

（第３変形例）
また、行動計画生成部１４０は、自車両が第１領域または第２領域（あるいは上記の所定距離以内のトンネルとトンネルの間など）にいることで禁止フラグが設定されている場合、自動車線変更を制限することの他の例として、所定の種別の自動車線変更を実行し、所定の種別でない自動車線変更を実行しないようにしてもよい。図１２は、第３変形例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの前提として、図４などで説明した処理によって禁止フラグの設定が行われているものとする。

まず、行動計画生成部１４０は、自動車線変更イベントが発生したか否かを判定する（ステップＳ６０）。自動車線変更イベントの発生トリガについてはＳ６６のところで説明する。自動車線変更イベントが発生した場合、行動計画生成部１４０は、禁止フラグが設定されているか否かを判定する（ステップＳ６２）。禁止フラグが設定されていない場合、行動計画生成部１４０は、自動車線変更を実行する（ステップＳ６４）。

禁止フラグが設定されている場合、行動計画生成部１４０は、自動車線変更イベントに係る自動車線変更が、所定の種別の自動車線変更であるか否かを判定する（ステップＳ６６）。行動計画生成部１４０は、自動車線変更イベントに係る自動車線変更が、所定の種別の自動車線変更である場合は例えば条件付きで自動車線変更を実行し（ステップＳ６４）、所定の種別の自動車線変更でない場合は自動車線変更を実行しない（ステップＳ６８）。

第３変形例において、以下の種別の自動車線変更が存在する。
種別１：システム要求による自動車線変更（その１）
種別２：システム要求による自動車線変更（その２）
種別３：ドライバ要求による自動車線変更（その３）

種別１は、例えば、前走車両を追い越す条件が成立した、目的地に向かうために車線変更をする必要がある、などの理由で行動計画生成部１４０が自発的に行う自動車線変更である。行動計画生成部１４０は、種別１を所定の種別ではないものとして扱う。すなわち、種別１の自動車線変更イベントが発生した場合、行動計画生成部１４０は、自動車線変更を実行しない。

種別２は、行動計画生成部１４０が自発的に行う自動車線変更であり、且つドライバへの問いかけを行ってドライバの承認を経て行う自動車線変更である。問いかけと承認はＨＭＩ３０を用いて行われる。行動計画生成部１４０は、種別２を所定の種別ではないものとして扱う。すなわち、種別２の自動車線変更イベントが発生した場合、行動計画生成部１４０は、自動車線変更を実行しない。

種別３は、ドライバが行う操作に基づく自動車線変更である。行動計画生成部１４０は、運転操作子８０に含まれるウインカーレバーを第１操作量で操作した場合、自動車線変更の指示がなされたと判断して自動車線変更を行う。これが種別３の自動車線変更である。種別３の自動車線変更のイベントが発生した場合、行動計画生成部１４０は、所定の種別の自動車線変更が指示されたと判定し、例えば条件付きで自動車線変更を実行する。例えば、行動計画生成部１４０は、一回目の操作時にはＨＭＩ３０を用いて車線変更ができないことを示す情報を出力し、二回目の操作がなされたときに条件を満たしたものとして自動車線変更を実行する。行動計画生成部１４０は、係る条件を課すことなく自動車線変更を実行してもよい。

なお、ドライバが行う操作に基づいて手動運転に切り替わった後に、ドライバの手動運転による車線変更については、行動計画生成部１４０は禁止しない（実行を許容する）。自動運転制御装置１００は、ドライバが運転操作子８０に含まれるウインカーレバーを第２操作量で操作した場合、自動運転を停止して手動運転に切り替える。第２操作量は、第１操作量よりも大きい操作量であり、例えば、ウインカーレバーを最大量操作した場合の操作量である。この場合、ドライバのステアリング操作によって車線変更が行われる。手動運転への切り替わりは、ウインカーレバーの他、他の運転操作子８０への操作に基づいて同様に行われる。

あるいは、ドライバが第２操作量でウインカーレバーを操作した場合、行動計画生成部１４０は、第１操作量でウインカーレバーが操作された場合のような条件を課すことなく、自動車線変更を行うようにしてもよい。この場合の自動車線変更は、所定の種別の自動車線変更として扱われる。

本発明は、自動運転機能を有さず、かつ自動車線変更機能を有する車両にも適用することができる。この場合の自動車線変更機能とは、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、ＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）の作動中に、乗員が方向指示器を作動させるなどして車線変更制御を指示した場合に、速度と操舵の双方を制御して車線変更を実行するものである。また、自動運転機能を有し、かつ手動運転時に上記の自動車線変更機能を有する車両の場合、自動運転時と手動運転時の自動車線変更の双方に本発明を適用してもよい。

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。

１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、６０…ＭＰＵ、８０…運転操作子、１００…自動運転制御装置、１２０…第１制御部、１３０…認識部、１４０…行動計画生成部、１４２…追い越し制御部、１４４…車線変更実行部、１６０…第２制御部、１６２…取得部、１６４…速度制御部、１６６…操舵制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置

Claims (14)

1. 車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行う運転制御部を備え、
   前記運転制御部は、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、第１の特定の道路構造物の終点から、前記第１の特定の道路構造物の次に前記車両が通過する第２の特定の道路構造物の始点までの距離が所定距離以下であることが検知された場合、前記第１の特定の道路構造物の終点から前記第２の特定の道路構造物の始点までの間の区間において、前記自動車線変更を制限する、
   車両制御装置。
2. 前記運転制御部は、前記車両と同一車線上を走行する前走車両の追い越しを行う際に、自車走行車線から隣接車線に向けて自動車線変更を行い、その後、前記隣接車線から前記自車走行車線に向けて前記自動車線変更を行う、
   請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記運転制御部は、外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、前記車両が、特定の道路構造物の始点を基準として道路長手方向に第１距離の長さをもつ第１領域、または、前記特定の道路構造物の終点を基準として道路長手方向に第２距離の長さをもつ第２領域にいることが検知された場合、前記自動車線変更を制限する、
   請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域を通過した後に前記第２領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できると判定した場合に、前記自動車線変更を許可する、
   請求項３記載の車両制御装置。
5. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域を通過した後に前記第２領域に到達するまでに、前記自動車線変更を許可し、前記自車走行車線から前記隣接車線に向けて自動車線変更を行った後、状況変化によって、前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第２領域を通過するまで前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を行わず、前記第２領域を通過した後に前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を行う、
   請求項３または４記載の車両制御装置。
6. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できると判定した場合に、前記追い越しを行う、
   請求項３記載の車両制御装置。
7. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第１領域を通過するまで前記自車走行車線から前記隣接車線への前記自動車線変更を行わず、前記第１領域を通過した後に前記自車走行車線から前記隣接車線への前記自動車線変更を行う、
   請求項６記載の車両制御装置。
8. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域に到達するまでに、前記追い越しに係る前記隣接車線から前記自車走行車線への前記自動車線変更を完了できないと判定した場合、前記第１領域を通過した後、再度、前記追い越しを行うか否かを決定する、
   請求項６記載の車両制御装置。
9. 前記運転制御部は、前記車両が前記第１領域または前記第２領域にいることが検知された場合、所定の種別の自動車線変更を実行し、所定の種別でない自動車線変更を実行しない、
   請求項３から８のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
10. 前記道路構造物は、少なくともトンネルまたは橋を含む、
    請求項１から９のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
11. 前記運転制御部は、前記特定の道路構造物における走行環境を示す特定情報に基づいて、道路長手方向における前記第１領域および前記第２領域の少なくとも一方の長さを変更する、
    請求項３から８のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
12. 前記特定情報は、道路長手方向に関する前記特定の道路構造物の長さ、前記特定の道路構造物における照度、道路の勾配または曲率のうち、少なくとも一部の情報を含む、
    請求項１１記載の車両制御装置。
13. コンピュータが、
    車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行い、
    外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、第１の特定の道路構造物の終点から、前記第１の特定の道路構造物の次に前記車両が通過する第２の特定の道路構造物の始点までの距離が所定距離以下であることが検知された場合、前記第１の特定の道路構造物の終点から前記第２の特定の道路構造物の始点までの間の区間において、前記自動車線変更を制限する、
    車両制御方法。
14. コンピュータに、
    車両の速度および操舵を制御し、自動車線変更を行う処理と、
    外界認識結果と地図情報のいずれか一方の情報に基づき、第１の特定の道路構造物の終点から、前記第１の特定の道路構造物の次に前記車両が通過する第２の特定の道路構造物の始点までの距離が所定距離以下であることが検知された場合、前記第１の特定の道路構造物の終点から前記第２の特定の道路構造物の始点までの間の区間において、前記自動車線変更を制限する処理と、
    を実行させるプログラム。

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