JP7205773B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、部分的自動車線変更システムおよび路車間通信を利用した自動合流システムに関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の技術、例えば、車間距離制御システム（Adaptive Cruise Control System：ＡＣＣＳ）、車線維持支援システム（Lane Keeping Assistance System：ＬＫＡＳ）などが実用化されている。さらに、これらをベースにした「車線内部分的自動走行システム（Partially Automated in-lane Driving System：ＰＡＤＳ）」や「部分的自動車線変更システム（Partially Automated Lane Change System：ＰＡＬＳ）」、路車間通信を利用した自動合流システムの実用化や国際規格化が進められている。

このような走行制御システムは、あくまでも運転支援を目的としたものであり、完全な自動運転とは異なる。運転者はハンドルに手を添えて何時でも手動運転できるように、運転状況を把握することが求められ、状況に応じて運転者の対応が必要であり、システム作動中であっても、運転者の操作介入によって手動運転に切替わるオーバーライド機能を備えている。特許文献１には、運転者により入力される操舵操作量の変化速度に応じて手動運転に移行する縮退制御量の変化速度（縮退速度）を決定するようにした車両の横方向運動制御装置が開示されている。

特開２０１２－９６５６９号公報

特許文献１では、操舵操作量の変化速度が大きい場合は、運転者が意図した操舵介入と見做して短時間で手動運転に移行し、操舵操作量の変化速度が小さい場合は比較的時間をかけて縮退制御され手動運転に移行する。しかしながら、操舵操作量の変化速度が大きい場合が、必ずしも運転者が意図した操舵介入であるとは限らないし、操舵操作量の変化速度に応じた縮退制御が車両の運動状態に適した制御であるとも限らない。

例えば、路車間通信を利用した自動合流システムにおいて、合流支援中に路車間通信機の故障や通信障害により路車間通信が途切れた場合、自動合流システムは、自車両のセンサ情報により自動合流（自動車線変更）の継続を試図するが、他車両の動向などでセンサ情報による自動合流を継続不可能な場合は、自動車線変更機能停止予告と操作引継要求が運転者に通知され、数秒経過後に自動車線変更機能の縮退制御が開始される。

ところが、通信障害発生や自動合流中止・操作引継要求が運転者に通知された際に、通知に慌てた運転者の過剰な操舵操作によるオーバーライドや、過度のブレーキ操作／アクセル操作によるオーバーライドにより手動運転に移行すると、後続車両と接近したり、車線逸脱により隣接車線の車両に接近したりする虞がある。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、路車間通信を利用した合流支援中の通信障害発生時における過度の操作介入による車線逸脱や他車両との接近を防止することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車線と隣接車線および前記各車線上の他車を認識する周囲認識機能と、自車運動状態を取得する機能と、被合流車線の他車情報を取得する通信機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
前記目標経路に自車を追従させるべく加減速制御および操舵制御を行う車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
前記周囲認識機能により隣接車線の所定範囲に他車が認識されない場合に、前記所定範囲を目標として目標経路を生成し前記隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記通信機能により取得される他車情報を利用して目標経路を生成し加減速制御および操舵制御を行い被合流車線に自動合流する合流支援機能と、
を有するものにおいて、
前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した場合に、前記加減速制御および前記操舵制御を停止させる操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値を、前記通信機能の正常時よりも大きい値に変更する機能を有することを特徴とする。

本発明に係る車両の走行制御装置によれば、自動合流中に通信機能に障害が発生した場合に、操舵および制駆動に係る操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値が、通信機能の正常時よりも大きい値に変更されるので、通信障害発生に伴う自動合流停止および操作引継通知に慌てた運転者が、過度の操作介入を行った場合にもオーバーライドが回避され、合流支援機能（自動車線変更機能）の縮退制御に移行でき、過度の操作介入に起因する加減速や車線逸脱等を防止でき、円滑な操作引継を行う上で有利である。

車両の走行制御システムを示す概略図である。 車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。 車両の走行制御システムを示すブロック図である。 路車間通信による合流支援中における通信障害発生時の過度の操作介入によるオーバーライドの防止制御を示すフローチャートである。 （ａ）路車間通信による合流支援、（ｂ）合流支援中における通信障害発生時の過度の操作／操舵オーバーライドとその防止制御を例示する概略平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、車間距離制御のためのＡＣＣコントローラ１４、車線維持支援制御のためのＬＫＡコントローラ１５、および、それらを統括して経路追従制御を行い、車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ）、自動車線変更（ＰＡＬＳ）、そして、後述する自動合流を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群は、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３を含む。ＥＳＰ（登録商標；エレクトロニックスタビリティプログラム）はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。

外界センサ２１は、自車線および隣接車線を画定する道路上の区分線、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向所定距離内の車両や障害物等の位置と距離、区分線位置を検知できるようにしている。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、および、ＥＰＳコントローラ３１に入力される。

自動運転コントローラ１０は、環境状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含み、以下に記載されるような機能を実施するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

環境状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報とのマッチングにより自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１に取得される画像データや点群データなどの外界データに基づいて自車線および隣接車線の区分線位置、他車位置および速度を推定する。また、内界センサ２２に計測される内界データより自車の運動状態を取得する。

経路生成部１２は、環境状態推定部１１で推定された自車位置から到達目標までの目標経路を生成する。また、地図情報２３を参照し、環境状態推定部１１で推定された隣接車線の区分線位置、他車位置および速度、自車の運動状態に基づいて、車線変更における自車位置から到達目標地点までの目標経路を生成する。

車両制御部１３は、経路生成部１２で生成された目標経路に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、定速走行または車間距離維持・追従走行のための速度指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵トルクが変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角－操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦方向および横方向の運動が制御される。

（車線内部分的自動走行システムおよび部分的自動車線変更システムの概要）
次に、高速道路での走行を想定して、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）および部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の概要を説明する。

車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）は、自動運転コントローラ１０とともにＡＣＣＳを構成するＡＣＣコントローラ１４およびＬＫＡＳを構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行可能となる。

車線内部分的自動走行システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、単一車線内目標経路および目標車速を生成する。

自動運転コントローラ１０（車両制御部１３）は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートγと横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）および部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能（ＡＣＣＳ）は、外界センサ２１を構成する前方検知手段２１１としてのミリ波レーダ、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車がいない場合は、クルーズコントロールセット速度を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度がクルーズコントロールセット速度以下の場合）には、先行車速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従走行する。

ＬＫＡ機能（ＬＫＡＳ）は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づき、自動運転コントローラ１０の環境状態推定部１１で車線区分線と自車位置を検知し、車線中央を走行できるように、ＬＫＡコントローラ１５およびＥＰＳコントローラ３１により操舵制御を行う。

すなわち、ＬＫＡコントローラ１５からの操舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速－操舵角－操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。

車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）は、以上述べたようなＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（操舵制御、車線維持走行制御）を組み合わせることにより実施される。

部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、運転者の指示または承認によって、システムが自動的に車線変更（レーンチェンジ）を行うものであり、部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）と同様に、ＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（自動操舵による目標経路追従制御）を組み合わせることにより実施される。

部分的自動車線変更システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（自車線および隣接車線の車線区分線、自車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、現在走行中の車線から隣接車線に車線変更するための目標経路を常時生成している。

この自動車線変更目標経路は、現在走行中の車線から車線変更して隣接車線中央を走行する状態に至る経路であり、隣接車線を走行する他車両については、それぞれの未来位置および速度の予測がなされ、自車速度に応じて設定される隣接車線の所定領域内に他車両が存在しないと判断され、運転者がウインカ操作、あるいはシステム判断などにより車線変更を指示した場合に、自動操舵により当該隣接車線への自動車線変更を実行する。

（路車間通信を利用した自動合流システムの概要）
次に、高速道路のインターチェンジでランプウェイから本線に合流する場合を想定して、路車間通信を利用した自動合流システムの概要を説明する。

自動合流システムは、上述した自動運転コントローラ１０による自動車線変更（ＰＡＬＳ）機能をベースとし、路車間通信により取得される被合流車線（本線）の他車情報を利用して目標経路を生成し加減速制御（縦方向制御）および操舵制御（横方向制御）を行い被合流車線に自動合流（合流支援）するものであり、車両側システムと道路側システムで構成される。

車両側システムは、自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）を構成する自動運転コントローラ１０に、路車間通信により他車情報を受信するための通信機１６、および、受信された他車情報に基づいて環境状態推定部１１における周囲認識および経路生成部１２における目標経路生成を行うソフトウエアで構成される。

道路側システムとしては、図５（ａ）に示すように、高速道路本線の被合流車線５１（および隣接車線５２）上の車両を合流地点の上流側で検知する検知装置６１（カメラなど）、この検知装置６１に取得される情報を解析して、被合流車線５１（および隣接車線５２）を走行する車両の位置、速度、それらより推定される車間距離、合流地点までの到達時間などの他車情報を構成する処理装置６、および、この他車情報を路車間通信により合流車線５０（ランプウェイ）を走行する車両に配信する道路側通信機６０を備える。

図５（ａ）は、便宜的に、車両１が合流車線５０のランプウェイを走行する第１の時刻ｔ１（下側）と、同じ車両１が加速レーンの合流地点付近に達した第２の時刻ｔ２（上側）を合成して表示しており、第１の時刻ｔ１において、通信機１６で道路側通信機６０から他車情報を受信した車両１は、自動運転コントローラ１０にて、他車情報に基づいて合流地点までの速度制御および経路生成を行い、第２の時刻ｔ２にて合流地点に到達するまでの間に目標速度まで加速した状態で、ウインカを点滅させながら経路追従のための操舵制御を行い、被合流車線５１における車間スペースＳ′に自動合流する。

なお、路車間通信は、通信機の故障や通信障害など、システム障害発生時に備えて冗長化されており、例えば無線／光通信の二重化対策が施されている。さらに、自動合流走行中に路車間通信が途絶えた場合には、自車両１の外界センサ２１の検知情報に基づいて自動合流のための操舵制御および速度制御（車間制御）を継続できるようになっている。

（オーバーライド機能）
自動合流システムは、路車間通信を利用した自動合流中における運転者の加減速操作介入または手動操舵介入により、自動合流を中止して手動運転に切替わるオーバーライド機能を備えている。

すなわち、運転者のアクセルペダル操作によるエンジントルク要求、または、ブレーキペダル操作による減速度要求が、それぞれのオーバーライド閾値以上の場合にオーバーライドされる。これらのオーバーライド閾値は、運転者が意図をもって加減速操作を行ったと判断されるアクセル操作量（エンジントルク指令値）またはブレーキ操作量（ＥＳＰ油圧指令値）に設定され、かつ、何れも車両の加減速特性および走行状態に応じて設定される。

また、運転者の手動操舵３４による操舵トルク（または操舵角速度）がオーバーライド閾値以上の場合にもオーバーライドされる。この操舵介入によるオーバーライド閾値は、車両の操舵特性、走行状態に応じて設定される。

（自動合流中の通信障害発生時における過操作防止制御）
ところで、自動合流システムによる合流支援中に、路車間通信に障害が発生した場合に、外界センサ２１の検知情報に基づいて自動合流（自動車線変更）の継続を試図し、他車両の動向などで自動車線変更を継続不可能な場合は、自動車線変更機能停止予告と操作引継要求が運転者に通知され、数秒経過後に自動車線変更機能の縮退制御が開始されるが、その際、自動車線変更中止・操作引継通知に慌てた運転者の過剰な操舵操作によるオーバーライドや、過度のブレーキ操作／アクセル操作によるオーバーライドにより手動運転に移行すると、後続車両と接近したり、車線逸脱により隣接車線の車両に接近したりする虞があることは既に述べた通りである。

そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０では、自動合流システムによる合流支援中に路車間通信に障害が発生した場合に、障害発生と同時または自動車線変更中止・操作引継要求通知と同時に、オーバーライド閾値（アクセル操作介入の判定基準となるアクセルオーバーライド閾値、ブレーキ操作介入の判定基準となるブレーキオーバーライド閾値、および、操舵操作介入の判定基準となる操舵オーバーライド閾値）を、正常時よりも大きな値に変更する過操作防止機能を備えている。

障害発生時（または自動車線変更中止・操作引継要求通知時）にオーバーライド閾値を大きくすることにより、自動車線変更中止・操作引継通知に慌てた運転者の過度のアクセル／ブレーキ操作介入または操舵介入によって、閾値変更前であれば加減速や車線逸脱につながるような大きな操作量が与えられた場合でもオーバーライド状態にならず、速度制御および自動操舵が継続されることで、過度の加減速や操舵が抑制され、後続車両と接近や車線逸脱などを回避できる。

１．アクセル／ブレーキオーバーライド閾値
以下、先ず、アクセル／ブレーキオーバーライド閾値の変更による過操作防止機能について述べる。操舵オーバーライド閾値の変更による過操舵防止機能については後述する。

先述したように、路車間通信を利用した自動合流は、自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）をベースとしており、ＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（目標経路追従制御）を組み合わせることにより実施される。したがって、アクセル／ブレーキオーバーライド閾値は、ＡＣＣ機能のオーバーライド閾値に準じて次のように設定される。

（通信機能正常時のアクセルオーバーライド閾値）
ＡＣＣ設定速度（クルーズセット速度または先行車追従速度）またはＡＣＣ設定加速度を保持するためのエンジントルク指令値よりも運転者のアクセル踏込によるエンジントルク指令値が大きい場合、アクセルオーバーライドとなり、運転者のアクセル操作が優先される。閾値は車速・ギア段に応じて設定されたエンジントルクマップにより求められ、ＡＣＣ設定速度に対して、例えば速度４ｋｍ／ｈ相当の加速を与えるエンジントルク指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．３ｍ／ｓ^２相当の加速度となるエンジントルク指令値を閾値Ｔｄとする。

（通信機能正常時のブレーキオーバーライド閾値）
ＡＣＣ設定速度（クルーズセット速度または先行車追従速度）またはＡＣＣ設定加速度に対して減速となるＥＳＰ油圧指令が運転者のブレーキ踏込によって与えられた場合、ブレーキオーバーライドとなり、運転者のブレーキ操作が優先される。ＡＣＣ設定速度に対して、例えば速度２ｋｍ／ｈ相当の減速となるＥＳＰ油圧指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．２ｍ／ｓ^２相当の減速度となるＥＳＰ油圧指令値を閾値Ｐｄとする。

（通信障害発生時のアクセルオーバーライド閾値）
正常時のＡＣＣアクセルオーバーライド閾値より大きな値、好適には、正常時のＡＣＣアクセルオーバーライド閾値の１２０％~２５０％、さらに好適には１５０％~２２０％の範囲から選定される。例えば、ＡＣＣ設定速度に対して、速度８ｋｍ／ｈ相当の加速を与えるエンジントルク指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．６ｍ／ｓ^２相当の加速度となるエンジントルク指令値を閾値Ｔｏとする。

（通信障害発生時のブレーキオーバーライド閾値）
正常時のＡＣＣブレーキオーバーライド閾値より大きな値、好適には、正常時のＡＣＣブレーキオーバーライド閾値の１２０％~２５０％、さらに好適には１５０％~２２０％の範囲から選定される。例えば、ＡＣＣ設定速度に対して速度４ｋｍ／ｈ相当の減速となるＥＳＰ油圧指令値、または、ＡＣＣ設定加速度に対して０．４ｍ／ｓ^２相当の減速度となるＥＳＰ油圧指令値を閾値Ｐｏとする。

２．操舵オーバーライド閾値
以下、操舵オーバーライド閾値変更による過操舵防止機能について述べる。なお、以下において、合流車線５０から被合流車線５１への車線変更と同方向の横変位を与える操舵（高速道路では一般的に図５に示すように右操舵）を順操舵、被合流車線５１への車線変更と逆方向の横変位を与える操舵（高速道路では一般的に図５に示すように左操舵）を逆操舵とする。

（通信機能正常時の操舵オーバーライド閾値）
路車間通信正常時の順操舵オーバーライド閾値は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙ′ｔがｙｔ＋α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角に相当する操舵トルク（車速－操舵角－操舵トルクマップから算出した操舵トルク）が順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｄとして設定される。

逆操舵の場合は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙｔがｙｔ十α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角を操舵トルクに換算した値（操舵トルク目標値）に対して、操舵トルクを減少させる方向に印加される、微小でないと判断（操舵角、操舵角速度などで判断）できる値が逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｄとして設定される。

（通信障害発生時の操舵オーバーライド閾値）
順操舵オーバーライド閾値は、通信機能正常時の仮想横変位ｙｔに対して、通信障害発生時の仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ十β、但しβ＞α）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏとして設定される。

逆操舵オーバーライド閾値は、通信機能正常時の仮想横変位ｙｔに対して、通信障害発生時の仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ－γ、但しγは操舵トルクＸ′Ｎｍに相当する横変位より大きい）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏとして設定される。

（合流支援中における通信障害発生時の過操作防止フロー）
次に、自動合流システムによる合流支援中に路車間通信に障害が発生した場合におけるオーバーライド閾値変更による過操作防止フローについて図４を参照しながら説明する。

（１）路車間通信による合流支援
自動合流システムによる合流支援は、図５（ａ）に示すように、合流車線５０（ランプウェイ）を走行する車両１のＡＣＣＳ（速度・車間距離制御）およびＬＫＡＳ（操舵制御）が起動している状態で、道路側通信機６０との路車間通信により他車情報を受信し、それに基づいて合流地点までの速度制御および経路生成を実施する（ステップ１００）。

（２）通信障害有無判定
自動合流システムの起動中は、通信機１６の異常検出機能により、通信機自体の故障や電波障害等による通信障害の発生有無を常時監視し、判定している（ステップ１０１）。

（３）通信障害フラグ
通信障害発生と判定された場合は、通信障害フラグが立てられる（ステップ１０２）。

（４）オーバーライド閾値の変更
同時に、通信機能正常時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｄおよびブレーキオーバーライド閾値Ｐｄが、それぞれ、通信障害発生時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｏ（Ｔｏ＞Ｔｄ）およびブレーキオーバーライド閾値Ｐｏ（Ｐｏ＞Ｐｄ）に変更される。

同時に、通信機能正常時の操舵オーバーライド閾値（順方向Ｔ１ｄ、逆方向Ｔ２ｄ）が、通信障害発生時の操舵オーバーライド閾値（順方向Ｔ１ｏ、逆方向Ｔ２ｏ）に変更される。より厳密には、操舵オーバーライド閾値を算出する計算式（係数）が、通信機能正常時のものから通信障害発生時のものに変更され、車両の運動状態に応じて更新される。

（５）車線変更可否判定
通信障害発生と同時に、外界センサ２１により自車周囲の所定範囲における他車の有無を検知し、外界センサ２１の検知情報に基づく被合流車線５１への自動車線変更の可否が判定される（ステップ１０３）。

（６）センサ情報による自動車線変更
自車周囲の所定範囲に他車が存在しない場合は、被合流車線５１への自動車線変更が開始される（ステップ１２４）。自動車線変更開始後も外界センサ２１により自車周囲の所定範囲への他車の侵入およびそれによる自動車線変更の継続可否が監視され（ステップ１２５）、自動車線変更による本線合流が終了すると（ステップ１２６）、被合流車線５１におけるＰＡＤＳ走行に移行する（ステップ１３０）。

（７）自動車線変更中止・操作引継通知
一方、ステップ１０３で、自車周囲の所定範囲に他車が存在し、自動車線変更不可能と判定された場合、および、ステップ１２５で自動車線変更継続不可能と判定された場合は、ヘッドアップディスプレイやメーターパネル内の表示や音声によって、通信障害発生・車線変更中止と操作引継が運転者に通知される（ステップ１０４）。これと同時に、速度・車間距離制御（ＡＣＣ機能）と自動操舵機能が縮退制御に移行するまでの待機時間のカウントが開始される。

（８）アクセル・ブレーキ操作および手動操舵の有無判定
この時点ではまだ速度・車間距離制御（ＡＣＣ機能）と自動操舵機能が作動中であり、運転者によるアクセル操作またはブレーキ操作の有無が、アクセルおよびブレーキペダルに取り付けられたポジションセンサにより判定されると同時に、ＥＰＳコントローラ３１付帯のトルクセンサにより、手動操舵３４の有無が判定される（ステップ１０５）。

（９－１）加減速要求判定
ステップ１０５において、運転者によるアクセル操作またはブレーキ操作が検出された場合、運転者のオーバーライドが加速要求なのか、減速要求なのか判定される（ステップ１０６）。

（９－１ａ）アクセルオーバーライド判定
加速要求の場合には、運転者のアクセル踏込によるエンジントルク指令値がオーバーライド閾値Ｔｏと比較される（ステップ１０８）。
ｉ）エンジントルク指令値Ｔ＞オーバーライド閾値Ｔｏの場合には、アクセルオーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行に移行する（ステップ１２０）。
ｉｉ）エンジントルク指令値Ｔ≦Ｔｏの場合には、オーバーライドせず、ＡＣＣ・自動操舵が継続される。

（９－１ｂ）ブレーキオーバーライド判定
減速要求の場合には、運転者のブレーキ踏込によるＥＳＰ油圧指令値がオーバーライド閾値Ｐｏと比較される（ステップ１１０）。
ｉ）ＥＳＰ油圧指令値Ｐ＞Ｐｏの場合には、ブレーキオーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行に移行する（ステップ１２０）。
ｉｉ）ＥＳＰ油圧指令値Ｐ≦Ｐｏの場合には、オーバーライドせず、ＡＣＣ・自動操舵が継続される。

（９－２）操舵方向判定
一方、ステップ１０５において、ＥＰＳコントローラ３１付帯のトルクセンサの検出値から、手動操舵ありと判断された場合、手動操舵３４の操舵方向が判定される（ステップ１０７）。

操舵方向の判定は、自動車線変更における経路追従のための横変位を与える操舵トルク値に対して、操舵トルクを増加させる方向に印加された場合は順操舵と判定され、操舵トルクを減少させる方向に印加された場合は逆操舵と判定される。

（９－２ａ）順操舵オーバーライド判定
操舵方向判定で順操舵と判定された場合は、操舵トルクが順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏと比較される（ステップ１０９）。
ｉ）操舵トルク＞順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏであれば、オーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行となる（ステップ１２０）。
ｉｉ）操舵トルク≦順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏであれば、オーバーライドせず、ＡＣＣ・自動操舵が継続される。

（９－２ｂ）逆操舵オーバーライド判定
操舵方向判定で逆操舵と判定された場合は、操舵トルクが逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏと比較される（ステップ１１１）。
ｉ）操舵トルク＞逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏであれば、オーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行となる（ステップ１２０）。
ｉｉ）操舵トルク≦逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏであれば、オーバーライドせず、ＡＣＣ・自動操舵が継続される。

（１０）通信障害解消判定
ステップ１０２において通信障害発生と判定されて以降も、通信機１６の異常検出機能により通信障害の有無、通信障害が解消したか否かが常時監視されている（ステップ１１２）。

（１１）通信障害フラグキャンセル
ＡＣＣ・自動操舵の継続中に通信障害が解消した場合は、障害フラグがキャンセルされ、各オーバーライド閾値が通信機能正常時の値に戻る（ステップ１１３）。

（１２）路車間通信による合流支援再開
ＡＣＣ・自動操舵の継続中に通信障害が解消した時点で被合流車線５１への合流（車線変更）が終了しているか否かが判定され（ステップ１１４）、合流（車線変更）が終了していない（または開始していない）場合は、路車間通信による合流支援を再開する（ステップ１１５）。一方、合流（車線変更）が終了している場合は、ＰＡＤＳ走行に移行する（ステップ１３０）。

（１３）手動走行
ステップ１０２で通信障害発生と判定され、ステップ１０４で通信障害発生・車線変更中止と操作引継が運転者に通知されて以降、所定時間が経過しても通信障害が解消しない場合は（ステップ１１６）、速度・車間距離制御（ＡＣＣ機能）と自動操舵機能が縮退制御に移行し（ステップ１１７）、自動車線変更機能が停止し、操舵および制駆動操作が運転者に引継がれ（ステップ１１８）、手動走行に移行する（ステップ１２０）

以上のようなオーバーライド閾値の変更によって、通信障害発生時の過操舵によるオーバーライドは基本的に防止できるが、上述したオーバーライド判定（ステップ１０９，１１１）において、手動操舵がオーバーライド閾値以上であれば、ＡＣＣ・自動操舵機能が手動操舵でオーバーライドされることになる。

そこで、通信障害発生時におけるオーバーライド閾値の変更（ステップ１０２）の際に、ＥＰＳコントローラ３１において車速に応じて設定される（車速に逆比例する／車速上昇に伴い降下する）操舵トルクまたは操舵角の上限値を通信機能正常時よりも低い値にすることで、手動操舵によってオーバーライドされた場合における過操舵を防止できる。

また、通信障害発生時におけるオーバーライド閾値の変更（ステップ２０３）の際に、ＥＰＳコントローラ３１において手動操舵の操舵ゲインを小さい値に変更することで、手動操舵によってオーバーライドされた場合にも、その操舵量が操舵トルクに部分的に反映されるようにすることもできる。

（作用と効果）
以上詳述したように、本発明に係る車両の走行制御装置は、路車間通信を利用した合流支援中に通信障害が発生した場合に、速度・車間距離制御（ＡＣＣ機能）および自動操舵機能を停止させる操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値が、通信機能正常時よりも大きい値に変更されるので、以下に例示するような過操作防止効果が期待できる。

例えば、図５（ａ）に示すように、第１の時刻ｔ１で車両１が道路側通信機６０から被合流車線５１の他車情報（車両２，４、車間スペースＳなど）を受信し、それに基づいて合流地点までの速度制御および経路生成を行うべきところ、図５（ｂ）に示すように、第１の時刻ｔ１′で通信障害が発生し、被合流車線５１の他車情報を取得できなくなった場合に、第２の時刻ｔ２′では車両１のセンサ情報による自動合流の継続（自動車線変更）を試図するが、他車両の動向などでセンサ情報による自動合流を継続不可能と判断された場合は、自動車線変更機能停止予告と操作引継要求が運転者に通知され、数秒経過後に自動車線変更機能の縮退制御が開始される。

この際、通信障害発生や自動合流中止・操作引継要求通知に慌てた運転者が、過剰な操舵操作や制駆動操作を行った場合でも、操作介入の判定基準となる操舵オーバーライド閾値およびアクセル／ブレーキオーバーライド閾値が、通信機能正常時よりも大きい値に変更されていることでオーバーライドが回避され、図５（ｂ）に示すように、速度・車間距離制御（ＡＣＣ機能）および自動操舵機能が継続した状態で縮退制御に移行でき、過度の操舵介入に起因する右車線逸脱（ＯＲ）やそれに伴う隣接車線の車両との接近、過度の操作介入に起因する先行車両２との接近（ＯＡ）や後続車両３との接近（ＯＡ）を防止できる。

なお、上記実施形態では、通信障害発生時にＡＣＣ機能（縦方向制御）と自動操舵機能（横方向制御）の両方が縮退制御に移行する場合を示したが、自動操舵機能（横方向制御）のみが縮退制御に移行するように構成することもできる。

また、上記実施形態では、アクセルオーバーライド閾値が運転者のアクセルペダル操作によるエンジントルク要求に基づいて設定される場合について述べたが、アクセルオーバーライド閾値を運転者のアクセルペダル踏込量すなわちアクセルペダルポジションに基づいて設定されるように構成することもできる。

同様に、上記実施形態では、ブレーキオーバーライド閾値が運転者のブレーキペダル操作による減速度要求に基づいて設定される場合について述べたが、運転者のブレーキペダル踏込量すなわちブレーキペダルポジションに基づいて設定されるように構成することもできる。

また、上記実施形態では、操舵オーバーライド閾値が操舵トルクに基づいて設定される場合を示したが、操舵角（ステアリング角）や操舵角速度などに基づいて設定されるように構成することもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１ 車両（自車）
２，４ 車両（他車、被合流車線）
３ 車両（他車、合流車線）
６ 処理装置
１０ 自動運転コントローラ
１１ 環境状態推定部
１２ 経路生成部
１３ 車両制御部
１４ ＡＣＣコントローラ
１５ ＬＫＡコントローラ
１６ 通信機
２１ 外界センサ
２２ 内界センサ
３１ ＥＰＳコントローラ
３２ エンジンコントローラ
３３ ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
３４ 手動操舵（ハンドル）
４１ 操舵機構
４２ エンジン
４３ ブレーキ
５０ 合流車線
５１ 被合流車線
６０ 道路側通信機
６１ 検知装置

Claims (7)

1. 自車線と隣接車線および前記各車線上の他車を認識する周囲認識機能と、自車運動状態を取得する機能と、被合流車線の他車情報を取得する通信機能を含む環境状態推定部と、
   前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
   前記目標経路に自車を追従させるべく加減速制御および操舵制御を行う車両制御部と、
   を備えた車両の走行制御装置であって、
   前記周囲認識機能により隣接車線の所定範囲に他車が認識されない場合に、前記所定範囲を目標として目標経路を生成し前記隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
   前記通信機能により取得される他車情報を利用して目標経路を生成し加減速制御および操舵制御を行い被合流車線に自動合流する合流支援機能と、
   を有するものにおいて、
   前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した場合に、前記加減速制御および前記操舵制御を停止させる操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値を、前記通信機能の正常時よりも大きい値に変更する機能を有することを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した場合に、前記周囲認識機能に基づく自動車線変更による合流が可能であれば、該自動車線変更により合流を継続し、前記周囲認識機能に基づく自動車線変更による合流が不可能であるかまたは継続不可能であれば、自動車線変更機能の停止と操作引継を運転者に通知し、該機能の縮退制御に移行することを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
3. 前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した後、所定時間内に前記通信機能の障害が解消した場合に、前記加減速制御および前記操舵制御を停止させる操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値を、前記通信機能の正常時の値に戻す機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の車両の走行制御装置。
4. 前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した後、所定時間内に前記通信機能の障害が解消した時に、被合流車線への合流が終了していない場合は、前記通信機能により取得される他車情報を利用した自動合流を再開する機能を有することを特徴とする請求項３記載の車両の走行制御装置。
5. 前記自動合流中に前記通信機能に障害が発生した後、所定時間内に前記通信機能の障害が解消しなかった場合に、前記自動車線変更機能の縮退制御に移行する機能を有することを特徴とする請求項２記載の車両の走行制御装置。
6. 前記オーバーライド閾値は、アクセル操作介入の判定基準となるアクセルオーバーライド閾値、および／または、ブレーキ操作介入の判定基準となるブレーキオーバーライド閾値を含むことを特徴とする請求項１～５の何れか一項記載の車両の走行制御装置。
7. 前記オーバーライド閾値は、操舵操作介入の判定基準となる操舵オーバーライド閾値を含み、該操舵オーバーライド閾値は、被合流車線への車線変更と同方向となる順操舵オーバーライド閾値と、被合流車線への車線変更と逆方向となる逆操舵オーバーライド閾値とを含み、前記順操舵オーバーライド閾値と前記逆操舵オーバーライド閾値とに異なる値が設定されていることを特徴とする請求項１～６の何れか一項記載の車両の走行制御装置。
   

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