JP7316542B2

JP7316542B2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP7316542B2
Application number: JP2019095192A
Authority: JP
Inventors: 勝彦佐藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2039-05-21
Also published as: JP2020189543A; CN112061121A; FR3096327A1; CN112061121B; FR3096327B1; US20200369281A1; US11161513B2

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、自動車線変更システムを構成する走行制御装置に関する。

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）」の実用化や国際規格化が進められている。

例えば、特許文献１では、自動車線変更の実施中に自車周囲の所定領域に侵入する他車が認識された場合に、隣接車線との区分線に対する自車の位置により車線変更を継続するか否かを判定する機能と、車線変更を継続すべきでないと判定された場合に、元車線に復帰する機能を備えた車両の走行制御装置が開示されている。

特開２０１８－１５８６８４号公報

ところで、上記のような自動車線変更機能は、インターチェンジやジャンクションにおける本線から分流車線への分流時の車線変更や合流車線から本線への合流時の車線変更にも利用可能である。しかし、例えば、分流車線への自動車線変更中に自車周囲の所定領域に侵入する他車が認識された場合に、車線変更中止（元車線復帰）機能が作動すると、運転者の意思に反して分流車線に移行できないなどの課題があった。

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、分合流などの目的性を持った自動車線変更中における目的外の車線変更中止や元車線復帰を抑制することにある。

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速度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、
隣接車線の所定範囲に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記自動車線変更の実施中に自車周囲の所定領域内に他車が認識された場合に、車線変更の継続可否を判定する機能と、
を有するものにおいて、
前記自動車線変更の実施中に、自車位置が特定区間にある場合は、前記車線変更の継続可否判定の基準となる前記所定領域を、自車位置が前記特定区間以外の一般区間にある場合の前記所定領域よりも狭い第２の所定領域に変更する機能を有しており、
前記特定区間が車線分流区間である場合は、前記所定領域は、自車の前方所定距離と側方所定距離とによって画定され、かつ、前記第２の所定領域では、前記前方所定距離のみが短縮され、
前記特定区間が車線合流区間であるか、または、前記車線分流区間での車線変更のための最側部車線への予備的車線変更が実施される車線分流手前区間である場合は、前記所定領域は、自車の前方所定距離と後方所定距離と側方所定距離とによって画定され、かつ、前記第２の所定領域は、前記前方所定距離と前記後方所定距離とが短縮され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、自動車線変更の実施中に、自車位置が車線分流区間を含む特定区間にある場合は、車線変更継続可否判定の基準となる所定領域が、自車位置が一般区間にある場合よりも狭い第２の所定領域に変更されることで、車線変更中に自車周囲の所定領域に侵入する他車が認識された場合でも、第２の所定領域外であれば自動車線変更が継続され、車線変更中止（元車線復帰）機能の作動が回避されるので、運転者の意思に反して分流車線に移行できないといった事態が抑制され、車線変更中における他車割込み等の課題に対し、車線変更の目的性を考慮した実用的解決がもたらされる点で有利である。

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。分流区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止制御を示すフローチャートである。（ａ）分流区間における自動車線変更、（ｂ）分流区間における自動車線変更中の状況変化、（ｃ）分流区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止制御を例示する概略平面図である。（ａ）合流区間における自動車線変更、（ｂ）合流区間における自動車線変更中の状況変化、（ｃ）合流区間における自動車線変更中の目的外元車線復帰防止制御を例示する概略平面図である。分流区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止制御の他の実施例を示すフローチャートである。

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）や自動車線変更（ＰＡＬＳ）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。車速により操舵反力が変わるため、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の概要）
次に、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）によ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の概要）
次に、中央分離帯のある片側二車線以上の高速道路で車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）している状態からの車線変更を想定して、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の概要を説明する。

部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、システムの判断により、あるいは、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前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、および、側方所定領域ＺＬ内に、他車両が存在しないと判断され状況下で、システムの判断により、あるいは、運転者がウインカ操作などにより車線変更を指示または承認した場合に、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。

前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲは、自車前方および後方で他車との間に確保されるべき車間距離、すなわち、前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲに対応しており、それぞれ、下式のように求められる。

前方所定距離（ＸＦ）＝車間距離（Ｓ）＋車頭時間（ＴＨ）×自車速（Ｖ）
但し、車間距離（Ｓ）＝自車速（Ｖ）×車間時間（ＴＧ）
車頭時間（ＴＨ）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ＝ΔＶ／自車最大減速度（Ｄ_max）
ΔＶ＝Ｖ－Ｖｆ、Ｖｆは前方車速

後方所定距離（ＸＲ）＝車頭時間（ＴＨ）×後方車速（Ｖr）
但し、車頭時間（ＴＨ）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ＝ΔＶ／後方車減速度（Ｄｒ）
ΔＶ＝Ｖｒ－Ｖ、Ｖｒは後方車速

上記から明らかなように、前方所定距離（ＸＦ）、後方所定距離（ＸＲ）は、自車、前方車両、後方車両のそれぞれの車速Ｖ，ＶＦ，Ｖｒにより変動するため、それぞれについて、自車速（Ｖ）・相対速度（ΔＶ）毎の計算値を格納したルックアップテープルが用意され、参照処理によって対応する値が適用されるようになっている。

前方所定領域ＺＦは、縦方向：前方所定距離ＸＦ×横方向：走行中の車線幅＋隣接車線幅で画定される領域であり、後方所定領域ＺＲは、縦方向：後方所定距離ＸＲ×横方向：走行中の車繍幅＋隣接車線幅で画定される領域である。また、側方所定領域ＺＬは、縦方向：車長×横方向：隣接車線幅で画定される領域である。

（自動車線変更中における車線変更継続可否判定）
上述したように、自車周囲環境および目標経路が確認され、自動車線変更可能フラグが立った状態で、運転者の車線変更指示またはシステムの判断により、自動車線変更が実行されるが、ウインカ点滅後に車線変更を開始し隣接車線に移動するまでの間に、他車両の挙動により周囲環境が変化する可能性もある。

そこで、自動車線変更中においても、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により、自車周囲の監視が継続されており、前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、または、側方所定領域ＺＬへの他車の侵入（割込み）が確認された場合、自動運転コントローラ１０は、車線変更中の自車位置に基づき、車線変更継続または中止の判定を行う。

車線変更を継続不可能と判定され、車線変更を中止する場合、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、車線変更開始前に走行していた車線（元車線）の中心線に追従目標を変更して目標経路・車速を再生成し、車両制御部１３は、再生成した目標経路に車両を追従させるべく、舵角指令をＥＰＳコントローラ３１に、速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与え、自動操舵により元車線に戻る（自動車線復帰機能）。

前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、または、側方所定領域ＺＬへの他車の侵入（割込み）が確認された場合でも、自車両が殆ど隣接車線に移動しているような場合、例えば４つの車輪のうち、３つ以上が区分線を越えて隣接車線に入っている場合には、車線変更は中止せず、車線変更を継続する。なお、車線変更の継続が困難と判断された場合には、操作引継要求を通知し、自動車線変更を中止して運転者に権限委譲する。運転車が引継できなかった場合には、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する。

（特定区間における車線変更中の目的外元車線復帰）
ところで、既に述べたように、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、片側二車線以上の高速道路本線区間などの一般区間での車線変更以外に、インターチェンジ（ＩＣ）やジャンクション（ＪＣＴ）、サービスエリア（ＳＡ）、パーキングエリア（ＰＡ）などにおける本線から分流車線への分流時の車線変更や、それらの合流車線から本線への合流時の車線変更にも利用可能である。

これらの分流区間や合流区間（上述した一般区間に対して特定区間と総称する）における車線変更は、目的地への進路選択や施設利用などの目的性をもった車線変更（当為性車線変更）であるため、当該目的を達成するために必然的に実行されなければならない。

しかし、例えば、図５（ａ）に示すように、インターチェンジやジャンクションなどでの本線（車線５１）からランプウェイ５４への分流区間において、車両１の前方に先行他車２があるものの、前方領域ＺＦの外にあり、左側の隣接車線（ランプウェイ５４）の前方領域ＺＦ内に他車がいない状況で、車両１が自動車線変更機能ＬＣによって車線５１（本線）から隣接車線５４（ランプウェイ）に分流する際に、図５（ｂ）に示すように、先行他車２が減速しながら左車線変更して前方に割り込み、前方領域ＺＦに浸入した場合に、自動車線変更を継続不可能と判定され、自動車線変更を中止して元車線復帰機能ＬＢが作動すると、運転者の意思に反して分流車線５４に移行できず、目的地への進路選択や施設利用の機会を失うことになる。

また、例えば、図６（ａ）に示すように、インターチェンジやジャンクションなどでのランプウェイ５０から本線（車線５１）への合流区間において、車両１の前方に先行他車２があり、隣接車線５１（本線）の前方に先行他車３、後方に後続他車４があるものの、何れも前方領域ＺＦおよび後方領域ＺＲの外にあり、隣接車線５３の前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、側方領域ＺＬ内に他車がいない状況で、車両１が自動車線変更機能ＬＣによって車線５０（ランプウェイ）から隣接車線５１（本線）に合流する際に、図６（ｂ）に示すように、先行他車２の隣接車線５１（本線）への合流により、隣接車線５１の先行他車３が急制動して前方領域ＺＦに浸入した場合に、自動車線変更を継続不可能と判定され、自動車線変更を中止して元車線復帰機能ＬＢが作動すると、運転者の意思に反して本線５１に合流する機会を失うことになる。

さらに、先述したインターチェンジやジャンクションなどの分流区間の手前の本線（一般区間）において分流側車線（図５における左側車線５１）以外の車線（中央車線５２など）を走行している場合には、分流区間に到達する前に分流側車線（左側車線５１）に車線変更しておく必要があり、このような分流区間手前の一般区間における予備的車線変更においても、元車線復帰機能ＬＢが作動すると、分流車線５４に移行できず、目的地への進路選択や施設利用の機会を失うことになる。

（特定区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止機能）
そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより、インターチェンジやジャンクションなどの特定区間（分流区間Ｚｄ、合流区間Ｚｃ）に対する自車位置を検出しており、自車位置が特定区間またはその近傍にある場合に、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域を、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い特定区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更する目的外元車線復帰防止機能を備えている。

分流区間Ｚｄや合流区間Ｚｃでの自動車線変更の継続可否判定に適用される特定区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）は、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）に対して、例えば、以下のように設定される。

前方所定距離（ＸＦ'）＝最小車間距離（Ｓ₀）＋車頭時間（ＴＨ）×自車速（Ｖ）
但し、最小車間距離（Ｓ₀）＝自車速（Ｖ）×車間時間（ＴＧ'）
車間時間（ＴＧ'）＝最小車間時間（ＴＧ_min）、または、ＴＧ＞ＴＧ'＞ＴＧ_min

後方所定距離（ＸＲ'）＝車頭時間（ＴＨ'）×後方車速（Ｖr）
但し、車頭時間（ＴＨ'）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ'×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ'＝ΔＶ／後方車最大減速度（Ｄｒ_max）、
または、ＴＴＣ'＝ΔＶ／後方車減速度（Ｄｒ'）、Ｄｒ＜Ｄｒ'＜Ｄｒ_max

すなわち、特定区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）は、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりそれぞれ小さく、かつ、最小の所定領域（最小前方所定距離、最小後方所定距離）と同じかまたはそれより大きい値から選定される。

なお、特定区間用の所定領域を確定する前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’も、自車、前方車両、後方車両のそれぞれの車速Ｖ，ＶＦ，Ｖｒにより変動するため、それぞれについて、自車速（Ｖ）・相対速度（ΔＶ）毎の計算値を格納した特定区間用のルックアップテープルが用意され、参照処理によって対応する値が適用される。

なお、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３に基づいて経路誘導するナビゲーション装置と連動しており、ナビゲーション装置に設定されている経路上の特定区間（分流区間や合流区間）の通過時において、ナビゲーション装置による経路誘導と合致する車線変更（分流、合流）が、目的地への進路選択や施設利用などの目的性をもった車線変更（当為性車線変更）と判定される。システム判断による自動車線変更はこのようなナビゲーション装置の判断を前提としている。

したがって、システム判断による実行ではなく、システム判断を運転者のウインカ操作により承認して自動車線変更を実行する場合や、運転者のウインカ操作をトリガとして自動車線変更を実行する場合に、運転者がナビゲーション装置の判断と逆方向のウインカ操作により車線変更を実行した場合には、一般区間の車線変更と認定され、上述したような車線変更継続可否判定における所定領域は適用されない。

（特定区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止フロー；実施例１）
次に、高速道路の分流区間での自動車線変更中における目的外元車線復帰防止フローについて図４を参照しながら説明する。

（１）車線内部分的自動走行（ＰＡＬＳ走行）
車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中に、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）が作動している場合は、自動車線変更における車線変更可否判定の基準（自動車線変更開始条件）が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）に設定されており、ＰＡＤＳ走行中は、環境状態推定部１１（外界センサ２１）により、隣接車線の所定領域（前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、および、側方領域ＺＬ）内に他車両が存在するか否かが監視されている（ステップ１００）。

（２）分流区間判定
部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより、自車走行位置が高速道路本線などの一般区間にあるか、インターチェンジやジャンクション、サービスエリアやパーキングエリアなどへの分流区間Ｚｄ（あるいは、それらからの合流区間Ｚｃ、分流区間等の手前の予備的車線変更が想定される区間を含む特定区間）にあるかを常時判定している（ステップ１０２）。

（３）分流区間における所定領域設定
自車走行位置が分流区間Ｚｄ（あるいは、それらからの合流区間Ｚｃ、分流区間Ｚｄ手前の予備的車線変更が想定される区間を含む特定区間）にある場合は、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い分流区間（特定区間）用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更される（ステップ１０３）。

自車走行位置が高速道路本線などの一般区間（分流区間Ｚｄ手前の予備的車線変更が想定される区間を除く）にある場合は、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）が維持される。

（４）車線変更実行判定
自車走行位置が分流区間Ｚｄ（あるいは、それらからの合流区間Ｚｃ、分流区間Ｚｄ手前の予備的車線変更が想定される区間を含む特定区間）にある場合に、分流車線（隣接車線）の所定領域（前方所定距離ＸＦ′）内（合流区間では前方所定距離ＸＦ′、後方所定距離ＸＲ′、および、側方領域ＺＬ内）に、他車両が存在しないと判断され、自動車線変更可能フラグが立てられている状況で（ステップ１０４）、システム判断により、または、運転者による当該隣接車線方向のウインカ操作により、当該隣接車線中央を目標位置として自動車線変更が実行される（ステップ１０５）。

（５）車線変更実行表示・ウインカ点滅
自動車線変更の実行決定と同時に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、車線変更実行が運転者に通知され、分流車線側のウインカ点滅が開始される（ステップ１０６）。

（６）ＬＫＡオフ・自動車線変更開始
ウインカ点滅開始後に所定時間（例えば３秒間）が経過すると、ＬＫＡ機能（車線維持機能）がオフになり、隣接車線中央を目標位置として自動車線変更が開始される（ステップ１０７）。

（７）車線変更継続可否判定
自動車線変更中においても、環境状態推定部１１（外界センサ２１）により、隣接車線の所定領域（分流区間用所定領域、前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車両が存在するか否かが監視されており（ステップ１０８）、分流区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車が存在しない場合は、車線変更は継続される。

また、分流区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車が確認された場合でも、自車が殆ど隣接車線に移動しているような場合、例えば４つの車輪のうち、３つ以上が区分線を越えて隣接車線に入っている場合には、車線変更は中止せず、車線変更を継続する。

このように、分流区間では、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に予め変更されていることにより、先行車の割込みや急減速などが生じた場合にも、所定領域への侵入となり難く、特殊なケースを除いて分流車線への車線変更を継続できる。

（８）車線変更終了判定
車線変更が継続された場合は、区分線に対する自車位置に基づいて車線変更終了判定を行う。車線変更の目標横位置（例えば分流先車線中央）からの自車偏差が所定値（例えば分流車線中央±０．５ｍ）内となったことをもって車線変更終了と判定する（ステップ１０９）。

（９）ＬＫＡオン・ＰＡＬＳ走行
車線変更終了と判定された場合、ＬＫＡ機能（車線維持機能）がオンになり、車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行が再開される（ステップ１１０）

（１０）分流区間終了判定
車線変更終了時の自車走行位置が車線分流区間外であるか否かが判定され（ステップ１１１）、自車走行位置が車線分流区間外にある場合、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）に変更される（ステップ１１２）。

（１１）車線変更中止表示・ウインカ消灯
一方、自動車線変更実行決定、ウインカ点滅開始以降の他車の急な車線変更や急制動など、周囲環境の変化により、ステップ１０８において、分流区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内への他車の侵入が確認された場合には、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、運転者に車線変更中止が通知されると同時に、分流車線側のウインカを消灯する（ステップ１１５）。

（１２）元車線変更可否判定
同時に、自動元車線復帰機能による元車線復帰が可能であるか否かが判定され（ステップ１１６）、元車線復帰可能と判定された場合には、車線変更可能フラグを立て（ステップ１１７）、元車線側のウインカを点滅させ（ステップ１１８）、自動車線復帰機能による元車線復帰が開始される（ステップ１１９）。元車線中央からの自車偏差が所定値内となったことをもって元車線復帰終了と判定する（ステップ１２０）。

（１３）権限委譲・引継要求表示・警報
なお、ステッップ１１６で、元車線における先行車または後方車との接近等により、元車線側の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車が確認された場合には、自動元車線復帰機能を作動させずに、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、運転者に操作引継要求を通知し（ステップ１２１）、自動車線変更を中止して運転者に権限委譲する。

（１４）引継判定
権限委譲・引継要求表示・警報を受け、運転者が操舵を引継したか否かを判定する（ステップ１２２）。この引継判定は、運転者による操舵トルクが所定値を越えた場合に操作引継したものと判定する。所定時間経過後（例えば４秒後）、運転車が操作引継できなかった場合には、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する（ステップ１２４）。ＭＲＭは、自動操舵・制動による緊急時の自動運転形態であり、ＭＲＭにより路肩等に退避して停止する。

（１５）ＰＡＬＳ停止・手動走行
運転者が運転操作を引継した場合、ＰＡＬＳ機能を停止して運転者による手動走行に移行する（ステップ１２３）。

（特定区間における車線変更中の目的外元車線復帰防止フロー；実施例２）
上記実施例では、高速道路の分流区間等において、自動車線変更の開始条件および継続可否判定の基準となる所定領域が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に予め変更される場合について述べたが、自動車線変更の開始条件となる所定領域は変更せずに、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域のみを、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に予め変更することもできる。以下、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域のみを変更する目的外元車線復帰防止フローについて図７を参照しながら説明する。

（１）車線内部分的自動走行（ＰＡＬＳ走行）
車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中に、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）が作動している場合は、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）に設定されている（ステップ２００）。

上記の一般区間用の所定領域は、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）による自動車線変更における、車線変更可否判定の基準（自動車線変更開始条件）と同じであり、車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中は、環境状態推定部１１（外界センサ２１）により、隣接車線の所定領域（前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、および、側方領域ＺＬ）内に他車両が存在するか否かが監視されている（ステップ２０１）。

（２）車線変更実行判定
隣接車線の前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、および、側方領域ＺＬ内に、他車両が存在しないと判断され、自動車線変更可能フラグが立てられている状況で（ステップ２０２）、システム判断により、または、運転者による当該隣接車線方向のウインカ操作により、当該隣接車線中央を目標位置として自動車線変更が実行される（ステップ２０３）。

（３）分流区間判定
部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより、自車走行位置が高速道路本線などの一般区間にあるか、インターチェンジやジャンクション、サービスエリアやパーキングエリアなどへの分流区間Ｚｄ（あるいは、それらからの合流区間Ｚｃ、分流区間等の手前の予備的車線変更が想定される区間を含む特定区間）にあるかを常時判定している（ステップ２０４）。

（４）分流区間における所定領域設定
自車走行位置が分流区間Ｚｄ（あるいは、それらからの合流区間Ｚｃ、分流区間Ｚｄ手前の予備的車線変更が想定される区間を含む特定区間）にある場合は、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭い分流区間（特定区間）用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更される（ステップ２０５）。

（５）車線変更実行表示・ウインカ点滅
自動車線変更の実行決定と同時に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、車線変更実行が運転者に通知され、分流車線側のウインカ点滅が開始される（ステップ２０６）。

（６）ＬＫＡオフ・自動車線変更開始
ウインカ点滅開始後に所定時間（例えば３秒間）が経過すると、ＬＫＡ機能（車線維持機能）がオフになり、隣接車線中央を目標位置として自動車線変更が開始される（ステップ２０７）。

（７）車線変更継続可否判定
自動車線変更中においても、環境状態推定部１１（外界センサ２１）により、隣接車線の所定領域（分流区間用所定領域、前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車両が存在するか否かが監視されており（ステップ２０８）、分流区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車が存在しない場合は、車線変更は継続される。

（８）車線変更終了判定
車線変更が継続された場合は、区分線に対する自車位置に基づいて車線変更終了判定を行う。車線変更の目標横位置（例えば分流先車線中央）からの自車偏差が所定値（例えば分流車線中央±０．５ｍ）内となったことをもって車線変更終了と判定する（ステップ２０９）。

（９）ＬＫＡオン・ＰＡＬＳ走行
車線変更終了と判定された場合、ＬＫＡ機能（車線維持機能）がオンになり、車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行が再開される（ステップ２１０）

（１０）分流区間終了判定
車線変更終了時の自車走行位置が車線分流区間外であるか否かが判定され（ステップ２１１）、自車走行位置が車線分流区間外にある場合、一般区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）に変更される（ステップ２１２）。

なお、ステップ２０８において、分流区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）内に他車が確認され、車線変更を中止する場合のフロー（ステップ２１５～２２４）については、先述した実施例１のステップ１１５～１２４と同様である。

以上の実施例では高速道路の分流区間における目的外元車線復帰防止フローについて述べたが、合流区間や、分流区間手前の一般区間における予備的車線変更の場合も同様のフローを適用可能であり、各場合における特定区間用所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）も同様に車速などによって動的に設定される。

（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、自動車線変更の実施中に、自車位置が車線分流区間や車線合流区間などの特定区間にある場合は、車線変更継続可否判定の基準となる所定領域が、自車位置が一般区間にある場合よりも狭い第２の所定領域に変更されるので、以下に例示するような各場合における目的外の元車線復帰を抑制する効果が期待できる。

（例１：車線分流区間における他車の割込み）
図５（ａ）に示すように、インターチェンジやジャンクション、サービスエリアやパーキングエリアの手前で本線からランプウェイへの車線分流区間において、車両１の自車線５１（本線）の前方に先行他車２があるものの、前方領域ＺＦの外にあり、左側の隣接車線５０（ランプウェイ）の前方領域ＺＦ内に他車がいない状況で、車両１が自動車線変更ＬＣによって自車線５１（本線）から隣接車線５０（ランプウェイ）に分流する際に、図５（ｂ）に示すように、先行他車２が減速しながら左車線変更して前方に割り込んできた場合にも、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、予め、分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更されていることにより、所定領域（前方所定距離ＸＦ’）への侵入とは認識されず、図５（ｃ）に示すように、自動車線変更が継続されることで、分流車線５４への車線変更を完了でき、自動車線変更中止や元車線復帰機能が作動することによる分流機会喪失を回避できる。

（例２：車線合流区間における他車の急制動）
図６（ａ）に示すように、インターチェンジやジャンクションなどでのランプウェイから本線への合流区間において、車両１の自車線５０（ランプウェイ）の前方に先行他車２があり、右側の隣接車線５１（本線）の前方に先行他車３、後方に後続他車４があるものの、何れも前方領域ＺＦおよび後方領域ＺＲの外にあり、隣接車線５３の前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、側方領域ＺＬ内に他車がいない状況で、車両１が自動車線変更ＬＣによって自車線５０（ランプウェイ）から右側の隣接車線５１（本線）に合流する際に、図６（ｂ）に示すように、先行他車２が隣接車線５１（本線）に合流することにより、隣接車線５１の先行他車３が急制動した場合にも、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、予め合流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更されていることにより、所定領域（前方所定距離ＸＦ’）への侵入とは認識されず、あるいは、後続他車４が接近した場合にも、所定領域（後方所定距離ＸＲ’）への侵入とは認識されず、図６（ｃ）に示すように、隣接車線５１（本線）への合流を完了でき、自動車線変更中止や元車線復帰機能が作動することによる合流機会喪失を回避できる。

（例３：一般区間における予備的車線変更中における他車の割込み）
図５に示したインターチェンジやジャンクション、サービスエリアやパーキングエリアなどへの車線分流区間の手前の本線区間（一般区間）において分流側車線（図５における左側車線５１）以外の車線（中央車線５２など）を走行している場合には、分流区間に到達する前に分流側車線（左側車線５１）に車線変更しておく必要があるが、このような分流区間手前の一般区間における予備的車線変更中に、先行他車や後続他車が接近した場合にも、自動車線変更の継続可否判定の基準となる所定領域が、予め分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）に変更されていることにより、所定領域（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ’）への侵入とは認識されず、自動車線変更が継続されることで、分流側車線（左側車線５１）への予備的車線変更を完了でき、自動車線変更中止や元車線復帰機能が作動することによる分流機会喪失を回避できる。

なお、上記のような分流区間手前の一般区間における予備的車線変更以外に、高速道路などにおける本線料金所の手前で、所望の目標ゲートへの進入を考慮した予備的車線変更や、片側三車線以上の幹線道路交差点で、右折または右折レーンへの進入のための右側車線への予備的車線変更、左折または左折レーンへの進入のための左側車線への予備的車線変更などにおいても、本発明に係る目的外元車線復帰防止機能を実施可能である。

なお、上記実施形態では、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより、インターチェンジやジャンクションなどの分流区間（特定区間）に対する自車位置を検出する場合を示したが、外界センサ２１に検知される案内表示や距離標などの表示物に対する画像認識により、分流区間（特定区間）に対する自車位置を検出するように構成することもできる。

その場合、前記画像認識により、分流区間（特定区間）における車線変更の方向を予め検知し（左車線変更推定フラグまたは右車線変更推定フラグ）、その後、当該区間で実行された車線変更が、当該区間の目的性に適合するか否かを判定し、適合する場合に当為性車線変更であると見做して、車線変更継続可否判定に、分流区間用の所定領域（前方所定距離ＸＦ’、後方所定距離ＸＲ’）が適用されるようにしても良い。

また、上記実施形態では、車線変更継続可否判定の基準となる一般区間用所定領域が、車線変更可否判定の基準となる所定領域と同じである場合について述べたが、一般区間用所定領域は、特定区間用所定領域よりも大きい範囲で、車線変更可否判定の基準となる所定領域より狭く設定されてもよい。

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。

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
１４ＡＣＣコントローラ
１５ＬＫＡコントローラ
２１外界センサ
２２内界センサ
３１ＥＰＳコントローラ
３２エンジンコントローラ
３３ＥＳＰ／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

Claims

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速度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、
隣接車線の所定範囲に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記自動車線変更の実施中に自車周囲の所定領域内に他車が認識された場合に、車線変更の継続可否を判定する機能と、
を有するものにおいて、
前記自動車線変更の実施中に、自車位置が特定区間にある場合は、前記車線変更の継続可否判定の基準となる前記所定領域を、自車位置が前記特定区間以外の一般区間にある場合の前記所定領域よりも狭い第２の所定領域に変更する機能を有しており、
前記特定区間が車線分流区間である場合は、前記所定領域は、自車の前方所定距離と側方所定距離とによって画定され、かつ、前記第２の所定領域では、前記前方所定距離のみが短縮され、
前記特定区間が車線合流区間であるか、または、前記車線分流区間での車線変更のための最側部車線への予備的車線変更が実施される車線分流手前区間である場合は、前記所定領域は、自車の前方所定距離と後方所定距離と側方所定距離とによって画定され、かつ、前記第２の所定領域は、前記前方所定距離と前記後方所定距離とが短縮されることを特徴とする車両の走行制御装置。
測位手段による自車位置情報と地図情報に基づいて経路誘導するナビゲーション機能を備え、前記自動車線変更の実施中に、自車位置が前記特定区間にある場合は、前記ナビゲーション機能による経路誘導と合致する当為性車線変更に、前記第２の所定領域が適用され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。