WO2017141788A1 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

車両制御装置は、自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識する認識部と、前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定するターゲット位置設定部と、前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定する車線変更可否判定部と、前記車線変更可否判定部により車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させる制御部とを備える。

Description

車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム

　本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
　本願は、２０１６年２月１８日に出願された日本国特願２０１６－０２８７２１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、自車両と周辺車両との相対関係によって走行時に車線変更を自動で行う技術について研究が進められている。それに関連して、車両が走行する道路の車線毎の車両密度を含む交通状態を取得し、車線のうち車両密度が高い車線へ車両を車線変更させ、車両密度が高い車線へ車線変更した車両に対し車両密度が臨界密度に近づくほど車間距離が短くなりにくくなるように走行制御を行う走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、車両が走行している道路上の位置を検出し、検出された車両の位置の情報の車々間通信を行わせ、車々間通信によって受信した同一の道路上における、自動走行レーンを走行中の他車の位置情報から、自車の近傍を自動走行している車両の列における最後尾の車両を認識し、その認識した最後尾の車両と自車との相対的な位置関係を表示する車両位置関係表示装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

日本国特開２０１０－３６８６２号 日本国特開平１０－１０３９８２号

　しかしながら、従来では、車線変更先の車線の状況に基づいて、適切な車線変更の可否を判定することができない場合があった。

　本発明に係る態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、適切な車線変更可否判定を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）本発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識する認識部と、前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定するターゲット位置設定部と、前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定する車線変更可否判定部と、前記車線変更可否判定部により車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させる制御部とを備える。

（２）上記（１）の態様において、前記車線変更可否判定部は、前記第１の条件と前記第２の条件の双方が満たされる場合、車線変更が可能であると判定し、前記第１の条件と前記第２の条件のうち少なくとも一方が満たされない場合、車線変更が可能でないと判定してもよい。

（３）上記（１）の態様において、前記第１の条件と前記第２の条件のうち少なくとも一方が満たされる場合、車線変更が可能であると判定し、前記第１の条件と前記第２の条件との双方が満たされない場合、車線変更が可能でないと判定してもよい。

（４）上記（１）から（３）いずれか１つの態様において、前記制御部は、前記自車両の将来の所定時刻ごとの位置による前記自車両の目標軌道を生成し、前記自車両が前記目標軌道に沿って走行するように前記自車両の加減速および操舵を制御し、前記周辺車両の前記将来の所定時刻ごとの位置による他車両予測軌道を生成し、前記自車両の前記目標軌道上の位置のそれぞれと、前記他車両予測軌道上の位置のうち前記自車両の前記目標軌道上の位置と時刻に関して対応する位置との距離に基づいて、前記自車両の前記目標軌道と前記他車両予測軌道とが干渉するか否かを判定する干渉判定部を更に備え、前記車線変更可否判定部は、前記自車両の前記目標軌道と前記他車両予測軌道とが前記干渉判定部により干渉しないと判定された場合に、車線変更が可能であると判定してもよい。

（５）上記（４）の態様において、前記第１の条件と前記第２の条件とを用いた前記車線変更の可否判定と、前記干渉判定部による判定とを繰り返し行ってもよい。

（６）本発明の一態様に係る車両制御方法は、車載コンピュータが、自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識することと、前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定することと、前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定することと、車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させることと、を含む。

（７）本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、車載コンピュータに、自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識することと、前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定することと、前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定することと、車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させることと、を含む処理を実行させる。

　上記（１）、（６）、および（７）の態様によれば、制御部は、自動運転制御における適切な車線変更可否判定を行うことができる。したがって、車線変更先の車両の走行状況に応じて適切なタイミングで車線変更を行うことができる。

　上記（２）の態様によれば、制御部は、禁止領域における他車両の存在の有無に基づく第１の条件と、他車両との衝突余裕時間に基づく第２の条件との双方の条件を満たす場合に、車線変更が可能であると判定するため、より適切なタイミングで車線変更を行うことができる。

　上記（３）の態様によれば、制御部は、第１の条件または第２の条件の一方を満たさない場合であっても車線変更が可能であると判定することができる。これにより、車線変更の許容範囲を広げることができる。

　上記（４）の態様によれば、制御部は、自車両と車線変更先の車線を走行する他車両との予測軌道を用いて走行位置が干渉するかを判定することで、より適切に車線変更の可否を判定することができる。

　上記（５）の態様によれば、制御部は、自車両の走行中において、第１の条件と、第２の条件とを用いた車線変更の可否判定と、干渉判定部による判定とを繰り返し行うため、走行状況の変化に対応した車線変更の可否を判定することができる。

第１の実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両の有する構成要素を示す図である。 第１の実施形態に係る車両制御システムを搭載した自車両の機能構成図である。 自車位置認識部により走行車線に対する自車両の相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。 第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。 第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。 第１軌道生成部により生成される軌道の一例を示す図である。 第１の実施形態におけるターゲット位置設定部がターゲット位置を設定する様子を示す図である。 第１の実施形態における第２軌道生成部が軌道を生成する様子を示す図である。 自車両の目標軌道と他車両予測軌道との干渉判定を説明するための図である。 車線変更する必要が生じた場合に生成される軌道の一例を示す図である。 車線変更制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態における車線変更可否判定処理の一例を示すフローチャートである。 ターゲット位置変更処理の一例を示すフローチャートである。 ターゲット位置を前方に変更する様子を説明する図である。 ターゲット位置を後方に変更する様子を説明する図である。 第２の実施形態における車線変更可否判定処理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、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。

　＜第１の実施形態＞
　［車両構成］
　図１は、第１の実施形態に係る車両制御システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の有する構成要素を示す図である。車両制御システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

　図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０－１から２０－７、レーダ３０－１から３０－６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御装置１００とが搭載される。ファインダ２０－１から２０－７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０－１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０－２および２０－３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０－４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０－５および２０－６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０－１から２０－６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０－７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０－７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。

　上述したレーダ３０－１および３０－４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０－２、３０－３、３０－５、３０－６は、レーダ３０－１および３０－４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ２０－１から２０－７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０－１から３０－６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式等によって、自車両Ｍの周囲の物体（例えば、周辺車両（他車両）、障害物等）の有無や、物体までの距離、相対速度等を検出する。

　カメラ４０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４０は、フロントウィ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４０は、例えば周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。

　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。

　図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１を搭載した自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４と、車両制御装置１００とが搭載される。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。

　ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、経路情報１５４として記憶部１５０に格納される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０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。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザ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一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

　車両センサ６０は、自車両Ｍの車速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Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

　操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１３０に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に出力されてもよい。

　切替スイッチ８０は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部１３０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードの何れか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、制御切替部１４０に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードである。より具体的には、自動運転モードは、行動計画に基づいて走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４の一部または全部を制御する運転モードである。

　走行駆動力出力装置９０は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備える。走行駆動力出力装置９０がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１３０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１３０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１３０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

　ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリング装置９２は、走行制御部１３０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。

　ブレーキ装置９４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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１３０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。電動サーボブレーキ装置は、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９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１３０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。また、ブレーキ装置９４は、走行駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

　［車両制御装置］
　以下、車両制御装置１００について説明する。なお、車両制御装置１００は、「制御部」の一例である。

　車両制御装置１００は、例えば、自車位置認識部１０２と、外界認識部１０４と、行動計画生成部１０６と、走行態様決定部１１０と、第１軌道生成部１１２と、車線変更制御部１２０と、操作要求部１２８と、走行制御部１３０と、制御切替部１４０と、記憶部１５０とを備える。自車位置認識部１０２、外界認識部１０４、行動計画生成部１０６、走行態様決定部１１０、第１軌道生成部１１２、車線変更制御部１２０、操作要求部１２８、走行制御部１３０、および制御切替部１４０のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１５０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１５０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１５０にインストールされてもよい。これにより、自車両Ｍの車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、第１の実施形態における各種処理を実現することができる。

　自車位置認識部１０２は、記憶部１５０に格納された地図情報１５２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線、自車線）、および、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。地図情報１５２は、例えば、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、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。より具体的には、地図情報１５２には、道路情報や、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

　図３は、自車位置認識部１０２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１０２は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線（自車線）Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１０２は、自車線Ｌ１の何れかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

　外界認識部１０４は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。第１の実施形態における周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する他車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、例えば、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）等の情報を含んでもよい。また、周辺車両の「状態」は、自車両Ｍと各周辺車両との距離情報を含んでもよい。また、外界認識部１０４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者、その他の物体の位置を認識してもよい。なお、上述した自車位置認識部１０２、外界認識部１０４は、「認識部」の一例である。

　行動計画生成部１０６は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１０６は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１０６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

　行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。

　例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、車両制御装置１００は、自動運転モードにおいて、自車両Ｍを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、地図情報１５２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Ｍの位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１５６として記憶部１５０に格納される。

　図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図４に示すように、行動計画生成部１０６は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１０６は、自車両Ｍの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。

　行動計画生成部１０６は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部１０４によって認識された外界の状態に基づいて変更（更新）してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を自車両Ｍが走行する場合、他車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する車両が自車両Ｍ前方に割り込んで来たりする場合、自車両Ｍは、前方の車両の挙動や、隣接する車線の車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間毎に設定したイベントを変更してもよい。

　具体的には、行動計画生成部１０６は、車両走行中に外界認識部１０４によって認識された他車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線（以下、「隣接車線」という）を走行する他車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１０４の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１０６は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。この結果、車両制御装置１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。

　［レーンキープイベント］
　走行態様決定部１１０は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部１３０により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１１０は、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１１０は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。

　第１軌道生成部１１２は、走行態様決定部１１０により決定された走行態様に基づいて、軌道を生成する。軌道とは、自車両Ｍが走行態様決定部１１０により決定された走行態様に基づいて走行する場合に、到達することが想定される将来の目標位置を、所定時間毎にサンプリングした点の集合（軌跡）である。第１軌道生成部１１２は、少なくとも、自車位置認識部１０２または外界認識部１０４により認識された自車両Ｍの前方に存在する対象物体の速度、および自車両Ｍと対象物体との距離に基づいて自車両Ｍの目標速度を算出する。第１軌道生成部１１２は、算出した目標速度に基づいて軌道を生成する。対象物体とは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等の物体等を含む。

　以下、特に対象物体の存在を考慮しない場合と、考慮する場合との双方における軌道の生成について説明する。図５Ａ～５Ｄは、第１軌道生成部１１２により生成される軌道の一例を示す図である。図５Ａに示すように、例えば、第１軌道生成部１１２は、自車両Ｍの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δｔ経過する毎に、Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）、…といった将来の目標位置を自車両Ｍの軌道として設定する。以下、これら目標位置を区別しない場合、単に「軌道点Ｋ」と表記する。例えば、軌道点Ｋの個数は、目標時間Ｔに応じて決定される。例えば、第１軌道生成部１１２は、目標時間Ｔを５秒とした場合、この５秒間において、所定時間Δｔ（例えば０．１秒）刻みで軌道点Ｋを走行車線の中央線上に設定し、これら複数の軌道点Ｋの配置間隔を走行態様に基づいて決定する。第１軌道生成部１１２は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報１５２に含まれる車線の幅員等の情報から導出してもよいし、予め中央線の位置の情報が地図情報１５２に含まれている場合に、この地図情報１５２から取得してもよい。

　例えば、上述した走行態様決定部１１０により走行態様が定速走行に決定された場合、第１軌道生成部１１２は、図５Ａに示すように、等間隔で複数の軌道点Ｋを設定して軌道を生成する。

　また、走行態様決定部１１０により走行態様が減速走行に決定された場合（追従走行において前走車両が減速した場合も含む）、第１軌道生成部１１２は、図５Ｂに示すように、到達する時刻がより早い軌道点Ｋほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い軌道点Ｋほど間隔を狭くして軌道を生成する。この場合において、前走車両が対象物体に設定されたり、前走車両以外の合流地点や、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等が対象物体に設定されたりすることがある。これにより、自車両Ｍからの到達する時刻が遅い軌道点Ｋが自車両Ｍの現在位置と近づくため、後述する走行制御部１３０が自車両Ｍを減速させることになる。

　また、図５Ｃに示すように、道路がカーブ路である場合に、走行態様決定部１１０は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１１２は、例えば、道路の曲率に応じて、複数の軌道点Ｋを自車両Ｍの進行方向に対する横位置（車線幅方向の位置）を変更しながら配置して軌道を生成する。また、図５Ｄに示すように、自車両Ｍの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物ＯＢが存在する場合、走行態様決定部１１０は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１１２は、この障害物ＯＢを回避して走行するように、複数の軌道点Ｋを配置して軌道を生成する。

　［車線変更イベント］
　車線変更制御部１２０は、行動計画に含まれる車線変更を自動で行うためのイベント（車線変更イベント）が走行制御部１３０により実施される場合の制御を行う。車線変更制御部１２０は、例えば、車線毎速度特定部１２１と、ターゲット位置設定部１２２と、車線変更可否判定部１２３と、第２軌道生成部１２４と、干渉判定部１２５とを備える。なお、車線変更制御部１２０は、分岐イベントや合流イベントが走行制御部１３０により実施される際に、後述するような処理を行ってもよい。

　車線毎速度特定部１２１は、自車両Ｍが走行する車線における第１の車速と、車線変更先の対象車線を走行する周辺車両の第２の車速とを特定する。第１の車速とは、自車線を走行する１または複数の周辺車両（例えば、自車両Ｍの直前および直後の周辺車両）からそれぞれ得られる車速平均値であるが、これに限定されるものではない。例えば、第１の車速は、自車両Ｍの車速であってもよく、自車両Ｍの車速と自車線を走行する１または複数の周辺車両の車速平均値であってもよい。第２の車速は、例えば、車線変更先の車線を走行する１または複数の周辺車両の車速平均値であるが、これに限定されるものではない。車線毎速度特定部１２１は、例えば、車線変更先の車線を走行する１または複数の周辺車両のうち、自車両Ｍに近い順から所定数（例えば、３台）の周辺車両から得られる速度情報を用いて第２の車速を特定してもよいし、車線変更先の車線を走行する１台の周辺車両の速度を第２の車速としてもよい。

　また、車線毎速度特定部１２１は、第１の車速および第２の車速を固定値として特定してもよい。この場合、車線毎速度特定部１２１は、例えば、追い越し車線以外の走行車線の車速を第１の固定値（例えば８０（ｋｍ／ｈ）程度）とし、追い越し車線の車速を第２の固定値（例えば１００（ｋｍ／ｈ））としてもよい。

　なお、車線毎速度特定部１２１における車線毎の速度の特定は、自車両Ｍの走行中において繰り返し行わなくてもよく、例えば車線変更可否判定部１２３における可否判定において、車線変更ができないと判定された場合に行うように制御されてもよい。

　ターゲット位置設定部１２２は、自車両Ｍが自動的に車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置ＴＡを設定する。例えば、ターゲット位置設定部１２２は、自車両Ｍが走行する車線（自車線）に対して隣接する隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも前方を走行する車両と、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも後方を走行する車両とを特定し、これら車両の間にターゲット位置ＴＡを設定する。隣接車線とは、例えば行動計画生成部１０６によって生成された行動計画に基づく車線変更先の車線である。以下、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも前方を走行する車両を、前方基準車両と称し、隣接車線を走行し、且つ自車両Ｍよりも後方を走行する車両を、後方基準車両と称して説明する。ターゲット位置ＴＡは、自車両Ｍと前方基準車両および後方基準車両との位置関係に基づく相対的な領域である。

　図６は、第１の実施形態におけるターゲット位置設定部１２２がターゲット位置ＴＡを設定する様子を示す図である。なお、図６中、ｍＡは自車両Ｍの直前を走行する前走車両を表し、ｍＢは前方基準車両を表し、ｍＣは後方基準車両を表している。また、矢印ｄは自車両Ｍの進行（走行）方向を表し、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。図６の例の場合、ターゲット位置設定部１２２は、隣接車線Ｌ２上において、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にターゲット位置ＴＡ（第１のターゲット位置）を設定する。つまり、前方基準車両ｍＢは、ターゲット位置ＴＡの直前を走行する車両であり、後方基準車両ｍＣは、ターゲット位置ＴＡの直後を走行する車両である。

　また、ターゲット位置設定部１２２は、後述する車線変更可否判定部１２３により現時点で車線変更ができないと判定された場合に、ターゲット位置の変更（再設定）を行う。
　この場合、ターゲット位置設定部１２２は、上述した車線毎速度特定部１２１により得られる第１の車速および第２の車速の情報を用いてターゲット位置の変更を行う（第２のターゲット位置の設定を行う）。

　第１の実施形態において、車線変更可否判定部１２３は、例えば自車両Ｍの側方であって、車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に周辺車両が存在しない第１の条件と、自車両Ｍとターゲット位置の前後に存在する周辺車両との衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time To Collision）が閾値以上である第２の条件との双方が満たされる場合に、一次判定として車線変更が可能であると判定する。

　ここで、図６を用いて、車線変更の可否判定について具体的に説明する。上述したように、車線変更可否判定部１２３は、ターゲット位置設定部１２２により設定されたターゲット位置ＴＡに（すなわち前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に）車線変更が可能か否かを判定する。このとき、車線変更可否判定部１２３は、自車両Ｍを車線変更先の車線Ｌ２に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域ＲＡを設定する。禁止領域ＲＡは、車線Ｌ２の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。

　禁止領域ＲＡ内に周辺車両（前方基準車両ｍＢまたは後方基準車両ｍＣ）の一部でも存在する場合、車線変更可否判定部１２３は、ターゲット位置ＴＡへの車線変更が不可能であると判定する。なお、禁止領域ＲＡは、自車両Ｍの重心または後輪軸中心から前方に「７．０（ｍ）＋オフセット４．５（ｍ）」、後方に「７．０（ｍ）＋オフセット１．０（ｍ）」というように設定されてもよい。

　また、禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更可否判定部１２３は、更に、自車両Ｍと前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとのそれぞれの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、ＴＴＣ（Ｃ）に基づいて、車線変更が可能か否かを判定する。

　車線変更可否判定部１２３は、例えば、図６に示すように自車両Ｍの前端および後端を車線変更先の車線Ｌ２側に仮想的に延出させた延出線ＦＭおよび延出線ＲＭを想定する。
　車線変更可否判定部１２３は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢとの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、および延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣとの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）を算出する。

　衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢの後端との距離（車間距離）を、自車両Ｍおよび前方基準車両ｍＢの相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）は、延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣの前端との距離（車間距離）を、自車両Ｍおよび後方基準車両ｍＣの相対速度で除算することで導出される時間である。なお、上述の車間距離は、各車両の重心点や後輪軸中心を基準に算出されてもよい。

　車線変更可否判定部１２３は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）よりも大きく、且つ衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）よりも大きい場合に、一次判定として自車両Ｍはターゲット位置ＴＡへの車線変更が可能であると判定する。なお、上述した閾値Ｔｈ（Ｂ）およびＴｈ（Ｃ）は、例えば自車両Ｍの速度により設定されてもよく、走行中の道路の法定速度に応じて設定されていてもよい。閾値Ｔｈ（Ｂ）とＴｈ（Ｃ）は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。閾値Ｔｈ（Ｂ）およびＴｈ（Ｃ）は、例えば２.０（ｓ）である。なお、上述した前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの一方または双方が存在しない場合も想定される。その場合には、車線変更可否判定部１２３は、存在しない車両に対する衝突余裕時間が算出できなくても、衝突余裕時間が閾値より大きいと判定されて車線変更可否の判定が行われる。

　第２軌道生成部１２４は、一次判定としてターゲット位置ＴＡに自車両Ｍが車線変更可能であると判定された場合、このターゲット位置ＴＡに車線変更するための軌道を生成する。ここでの軌道とは、自車両Ｍが車線変更先の車線に車線変更する場合に、到達することが想定される将来の目標位置を、所定時間毎にサンプリングした軌道点Ｋの集合（軌跡）である。

　なお、車線変更可否判定部１２３は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの速度、加速度、または躍度（ジャーク）等の情報を用いて、ターゲット位置ＴＡに自車両Ｍが車線変更可能であるか否かを判定してもよい。例えば、前走車両ｍＡの速度よりも前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの速度が大きく、自車両Ｍの車線変更に必要な時間の範囲内で前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが前走車両ｍＡを追い抜くことが予想されるような場合、車線変更可否判定部１２３は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に設定されたターゲット位置ＴＡに自車両Ｍの車線変更が不可能であると判定する。

　図７は、第１の実施形態における第２軌道生成部１２４が軌道を生成する様子を示す図である。例えば、第２軌道生成部１２４は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣを所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら３台の車両の速度モデルと自車両Ｍの速度とに基づいて、自車両Ｍが前走車両ｍＡと干渉せずに、将来のある時刻において自車両Ｍが前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に位置するように軌道を生成する。

　例えば、第２軌道生成部１２４は、自車両Ｍの現在地点（現在位置）から、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で軌道点Ｋを所定個数配置する。なお、軌道点Ｋは、上述した軌道点に対応させてもよく、軌道点のうちの少なくとも１つを含んでいてもよく、また軌道点を含まなくてもよい。この際、第２軌道生成部１２４は、軌道点Ｋの少なくとも１つがターゲット位置ＴＡ内に配置されるように軌道を生成する。

　干渉判定部１２５は、周辺車両（例えば、図７に示す後方基準車両ｍＣ）の将来の所定時刻ごとの位置による他車両予測軌道（例えば、図７に示すＫｍＣ）を推定する。なお、干渉判定部１２５は、外界認識部１０４により認識された周辺車両（後方基準車両ｍＣ）に対する認識結果に基づき、定速モデル、加速度一定モデル、ジャーク（躍度）一定モデル等を適用し、適用したモデルに基づいて他車両予測軌道（他車両の推定軌道）を生成する。他車両予測軌道は、自車両Ｍの目標軌道と同様、例えば、所定時間Δｔ（例えば０．１秒）刻みの軌道点の集合として生成される。

　そして、干渉判定部１２５は、自車両Ｍの目標軌道と、他車両予測軌道とに基づいて、自車両Ｍの軌道上の位置のそれぞれと、周辺車両（後方基準車両ｍＣ）の軌道上の位置のうち自車両Ｍの目標軌道上の位置（軌道点）と時刻に関して対応する位置との距離に基づいて、自車両Ｍの目標軌道と他車両予測軌道とが干渉するか否かを判定する。

　図８は、自車両Ｍの目標軌道と他車両予測軌道との干渉判定を説明するための図である。なお、図８の例では、自車両Ｍと、上述した後方基準車両ｍＣとの軌道同士の干渉判定の様子を示しているが、同様の手法で、自車両Ｍと、前走車両ｍＡ、または前方基準車両ｍＢとの干渉判定を行うことができる。

　例えば、干渉判定部１２５は、自車両Ｍの目標軌道と他車両予測軌道とにおける１または複数の軌道点（前者をＫＭ、後者をＫｍＣと表現する）毎に点間距離を測定し、干渉の有無の判定を行う。

　例えば、干渉判定部１２５は、時刻Ｔの自車両Ｍの軌道点ＫＭについて、時刻Ｔから余裕時間（Margin time）を減算した開始時刻（Ｔ－余裕時間）から、時刻Ｔに余裕時間を加算した終了時刻（Ｔ＋余裕時間）までの間に対応する後方基準車両ｍＣの軌道点ＫｍＣを抽出し、抽出した各軌道点ＫｍＣを中心とした所定半径Ｒの円を想定する。そして、時刻Ｔの自車両Ｍの軌道点ＫＭが、想定した何れの円にも含まれない（あるいは接触しない）場合に、時刻Ｔにおける干渉が無いと判定する。余裕時間は、例えば０．５（ｓ）程度に設定される。干渉判定部１２５は、このような判定を、将来の複数の時刻について行う。図８の例では、時刻ｔ＝０（ｓ）、ｔ＝０．５、ｔ＝１.０、ｔ＝１．５、ｔ＝２．０のそれぞれの自車両Ｍの軌道点ＫＭについて判定を行う。

　ここで、余裕時間は、固定値ではなく、例えば車速が速くなるほど増加する値としてもよい。また、円の大きさも、固定値ではなく、例えば車速が速くなるほど増加する値としてもよい。また、円を設定して干渉判定を行うのは便宜的な説明であり、軌道点ＫＭと軌道点ＫｍＣとの点間距離を求めることで同様の判定を行うことができる。

　第１の実施形態において、車線変更可否判定部１２３は、上述した一次判定の他に、二次判定として、干渉判定部１２５により自車両Ｍの目標軌道と周辺車両（例えば、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣ）との干渉判定結果に基づき、自車両Ｍの目標軌道と、他車両予測軌道とが干渉しないと判定された場合に、最終的に車線変更が可能であると判定する。なお、車線変更可否判定部１２３は、上述した干渉判定部１２５による干渉判定結果（二次判定）を行わず、上述した一次判定のみで、車線変更の可否を判定してもよい。また、車線変更可否判定部１２３は、軌道点ＫＭの各点について、加減速度や転向角、想定されるヨーレート等が所定の範囲内に収まっていることを条件に、車線変更の可否を判定してもよい。

　ここで、第１の実施形態において、第２軌道生成部１２４は、車線変更する軌道を１つだけでなく複数生成してもよい。また、第２軌道生成部１２４は、１または複数の車線変更の軌道を生成する場合にも、自車両Ｍが自車線をレーンキープして走行するための軌道を生成し続ける。干渉判定部１２５は、車線変更用の複数軌道のそれぞれに対して干渉判定を行う。車線変更制御部１２０は、例えば自車両Ｍと周辺車両との軌道が干渉せず、且つ走行経路の短い最適な経路があれば、その経路を選択して車線変更を行い、車線変更が可能な経路がなければレーンキープした軌道を選択して自車線を走行し続ける。

　図９は、車線変更する必要が生じた場合に生成される軌道の一例を示す図である。第２軌道生成部１２４は、走行中の自車線Ｌ１から車線変更先の車線Ｌ２に車線変更を行う必要が生じた場合、車線変更用の１または複数の軌道に対応する軌道点（図９の例に示す各軌道点ＫＭ１、ＫＭ２）を生成すると共に、自車両Ｍがレーンキープして走行し続けるための軌道点（図９の例に示す軌道点ＫＭ３）を生成する。

　例えば、自車両Ｍが走行する自車線Ｌ１の前方に障害物ＯＢ等が存在する場合、車線変更制御部１２０は、第２軌道生成部１２４により生成された複数の車線変更の軌道から何れかの軌道を選択して車線変更を行おうとする。車線変更が可能であれば、例えば図９に示す各軌道点ＫＭ１、ＫＭ２による何れかの軌道で車線変更を行うが、例えば図９に示す後方基準車両ｍＣの急な加速等により、車線変更が不可能となった場合には、車線変更の軌道と共に生成したレーンキープの軌道（図９の例に示す各軌道点ＫＭ３）による走行が行われる。

　［処理フロー］
　以下、本実施形態に係る車両制御装置１００よる処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御装置１００のおける各種処理のうち、自車両Ｍの車線変更制御処理の流れについて説明する。図１０は、車線変更制御処理の一例を示すフローチャートである。まず、車線変更制御部１２０は、行動計画生成部１０６から車線変更イベントを受け付けるまで待機する（ステップＳ１００）。

　車線変更イベントを受け付けると、車線変更制御部１２０は、車線変更可否判定処理を行う（ステップＳ１０２）。本ステップの処理の詳細については後述する。

　次に、車線変更制御部１２０は、ステップＳ１０２の処理の結果、車線変更可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。車線変更が可能でない場合、ターゲット位置設定部１２２は、車線毎速度特定部１２１により特定された車線毎の速度結果等に基づくターゲット位置の変更処理を行う（ステップＳ１０６）。次に、車線変更制御部１２０は、車線変更を行うタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１０８）。

　車線変更制御部１２０は、車線変更を行うタイミングが到来すると、ステップＳ１０２に処理を戻す。

　また、上述したステップＳ１０４の処理において、車線変更が可能であると判定された場合、車線変更制御部１２０は、走行制御部１３０により軌道を出力し、車線変更を行わせる（ステップＳ１１２）。

　［車線変更可否判定処理］
　図１１は、第１の実施形態における車線変更可否判定処理の一例を示すフローチャートである。図１１における処理は、上述した図１０のステップＳ１０２の処理に対応するものである。まず、車線変更可否判定部１２３は、車線変更先の車線に対する禁止領域ＲＡを設定する（ステップＳ２００）。次に、車線変更可否判定部１２３は、ステップＳ２００で設定された禁止領域ＲＡ内に周辺車両が一部でも存在しないか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

　禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更可否判定部１２３は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣに対する衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）およびＴＴＣ（Ｃ）を算出する（ステップＳ２０４）。

　次に、車線変更可否判定部１２３は、前方基準車両ｍＢに対するＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ＴＴＣ（Ｂ）がＴｈ（Ｂ）より大きい場合、車線変更可否判定部１２３は、後方基準車両ｍＣに対するＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ＴＴＣ（Ｃ）が、Ｔｈ（Ｃ）より大きい場合、干渉判定部１２５は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣについての他車両予測軌道を生成する（ステップＳ２１０）。

　次に、干渉判定部１２５は、自車両Ｍの目標軌道と、他車両予測軌道とが干渉するか否かを判定する（ステップＳ２１２）。干渉判定部１２５により干渉しないと判定された場合、車線変更可否判定部１２３は、自車両Ｍの車線変更先の車線への車線変更が可能であると判定する（ステップＳ２１４）。

　一方、干渉判定部１２５により干渉すると判定された場合、車線変更可否判定部１２３は、車線変更が不可能であると判定し（ステップＳ２１６）、ステップＳ２００に処理を戻す。なお、この繰り返しループのループ回数に上限を設け、上限に達すると車線変更不可能という判定結果を返すようにしてよい。また、車線変更が不可能であると判定された後にステップＳ２００に処理を戻さず、直ちに車線変更が不可能という判定結果を返してもよい。

　このように、第１の実施形態では、自車両Ｍの走行中において、上述した第１の条件と、第２の条件とを用いた車線変更の可否判定や、干渉判定部１２５による判定とを繰り返し行うことで、走行状況の変化に対応させて適切に車線変更の可否を判定することができる。なお、第１の実施形態においては、上述した車線変更可否判定処理におけるステップＳ２１０およびＳ２１２における処理を省略してもよい。

　［ターゲット位置変更処理の一例］
　図１２は、ターゲット位置変更処理の一例を示すフローチャートである。図１２の処理は、図１０のステップＳ１０６の処理に対応するものである。まず、車線毎速度特定部１２１は、自車線における車速（第１の車速）を特定する（ステップＳ３００）。次に、車線毎速度特定部１２１は、車線変更先の車線における車速（第２の車速）を特定する（ステップＳ３０２）。

　次に、ターゲット位置設定部１２２は、第１の車速が第２の車速より速いか否かを判定する（ステップＳ３０４）。第１の車速が第２の車速より速い場合、ターゲット位置設定部１２２は、ターゲット位置ＴＡを前方基準車両ｍＢの前に変更する（ステップＳ３０６）。一方、第１の車速が第２の車速以下である場合、ターゲット位置ＴＡを後方基準車両ｍＣの後ろに変更する（ステップＳ３０８）。

　図１３は、ターゲット位置を前方に変更する様子を説明する図である。なお、図１３の例は、上述したステップＳ３０６の処理に対応するものである。上述したように、自車両Ｍが車線変更先の車線に車線変更できないと判定された場合、ターゲット位置設定部１２２は、上述したように車線毎の車速（例えば、上述した第１の車速と第２の車速）を特定し、その速度同士の比較結果に基づいて、ターゲット位置ＴＡの変更を行う。図１３の例では、第１の車速が、第２の車速より速いため、前方基準車両ｍＢの前に変更後のターゲット位置ＴＡＦを設定している。

　このように、新たなターゲット位置ＴＡＦが設定されると、車線変更制御部１２０は、車線変更を行うタイミングになるまで（例えば、ターゲット位置ＴＡＦが自車両Ｍの横にくるまで）待ち、車線変更のタイミングになった時点で車線変更処理が行われる。なお、この場合、車線変更制御部１２０は、走行制御部１３０に対して自車両Ｍを加速させながら、ターゲット位置ＴＡＦに接近させるような速度調整制御を行わせてもよい。これにより、より迅速に車線変更を行うことができる。

　図１４は、ターゲット位置を後方に変更する様子を説明する図である。なお、図１４の例は、上述したステップＳ３０８の処理に対応するものである。図１４の例では、第１の車速が、第２の車速以下であるため、後方基準車両ｍＣの後ろに変更後のターゲット位置ＴＡＲを設定している。

　このように、新たなターゲット位置ＴＡＲが設定されると、車線変更制御部１２０は、車線変更を行うタイミングになるまで（例えば、ターゲット位置ＴＡＲが自車両Ｍの横にくるまで）待ち、車線変更のタイミングになった時点で車線変更処理が行われる。なお、この場合、車線変更制御部１２０は、走行制御部１３０に対して自車両Ｍを減速しながらターゲット位置ＴＡＲに接近するような速度調整制御を行わせてもよい。これにより、より迅速に車線変更を行うことができる。

　また、車線変更制御部１２０は、変更後のターゲット位置ＴＡＲが自車両の横になった直後で、車線変更先の車線の速度（第２の車速）またはターゲット位置ＴＡＲの前方または後方を走行する車両の速度（何れか一方の速度または平均速度）と等速になるように、走行制御部１３０に対して速度調整制御を行わせてもよい。これにより、その後の車線変更において速度の増減を少なくし、滑らかな車線変更を行うことができる。

　［走行制御］
　走行制御部１３０は、制御切替部１４０による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４の一部または全部を含む制御対象を制御する。走行制御部１３０は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１５６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１５６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。また、走行制御部１３０は、自車両Ｍが生成した目標軌道に沿って走行するように、自車両Ｍの加減速および操舵等を制御する。

　例えば、このイベントがレーンキープイベントである場合、走行制御部１３０は、第１軌道生成部１１２により生成された軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）とを決定する。具体的には、走行制御部１３０は、軌道点Ｋ間の距離と、軌道点Ｋを配置した際の所定時間Δｔとに基づいて、所定時間Δｔ毎の自車両Ｍの速度を導出し、この所定時間Δｔ毎の速度に従って、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量を決定する。また、走行制御部１３０は、軌道点Ｋ毎の自車両Ｍの進行方向と、この軌道点を基準とした次の軌道点の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置９２における電動モータの制御量を決定する。

　また、上記イベントが車線変更イベントである場合、走行制御部１３０は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２４により生成された軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量とを決定する。

　走行制御部１３０は、イベント毎に決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（９０、９２、９４）は、走行制御部１３０から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部１３０は、車両センサ６０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。

　また、走行制御部１３０は、手動運転モード時において、操作検出センサ７２により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１３０は、操作検出センサ７２により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。

　制御切替部１４０は、行動計画生成部１０６によって生成され、記憶部１５０に格納された行動計画情報１５６に基づいて、走行制御部１３０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１４０は、切替スイッチ８０から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１３０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１３０の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。

　また、制御切替部１４０は、操作検出センサ７２から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１３０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１４０は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス７０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１３０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１３０によって自車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１４０は、走行制御部１３０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両ｍＡが急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ８０の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。

　以上説明した第１の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、自動運転制御において、禁止領域ＲＡにおける車両の存在の有無及びＴＴＣに基づき、車線変更の可否判定を適切に行うことができる。したがって、車線変更先の車両の走行状況に応じて適切なタイミングで車線変更を行うことができる。

　また、第１の実施形態によれば、禁止領域ＲＡにおける他車両の存在の有無に基づく第１の条件と、他車両との衝突余裕時間に基づく第２の条件との双方の条件を満たす場合に、車線変更が可能であると判定するため、より適切なタイミングで車線変更を行うことができる。

　また、第１の実施形態によれば、自車両Ｍと車線変更先の車線を走行する他車両との予測軌跡を用いた走行位置が干渉するかを判定し、その判定結果を含めて車線変更を行うことで、より適切に車線変更の可否を判定することができる。

　また、第１の実施形態によれば、車線変更の可否判定を繰り返し行うため、走行状況の変化に対応した車線変更の可否を判定することができる。

　また、第１の実施形態によれば、車線変更可否判定部１２３により車線変更が不可能であると判定された場合に、車線毎速度特定部１２１により特定された第１の車速と前記第２の車速とに基づいて、ターゲット位置を変更するため、より適切に車線変更のターゲット位置を設定することができる。

　＜第２の実施形態＞
　以下、第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、禁止領域内に車両がない場合（上述した第１の条件）と、自車両Ｍと周辺車両（例えば、前方基準車両ｍＢ、後方基準車両ｍＣ）とにおける衝突余裕時間が閾値以上である場合（上述した第２の条件）の双方が満たされる場合に、自車両Ｍの車線変更先への車線変更が可能である判定するものとした。第２の実施形態では、上述した第１の条件と第２の条件等の複数の条件のうち、少なくとも一方を満たす場合に、自車両Ｍの車線変更先への車線変更が可能である判定する。

　なお、第２の実施形態においては、車線変更可否判定処理の内容が第１の実施形態と異なるだけであり、機能構成等は第１の実施形態で説明した内容と同様の構成が適用できるため、ここでの詳細な説明については省略し、主に相違する部分について説明する。

　図１５は、第２の実施形態における車線変更可否判定処理の一例を示すフローチャートである。図１５の例において、まず、車線変更可否判定部１２３は、車線変更先の車線に対する禁止領域ＲＡを設定する（ステップＳ４００）、次に、車線変更可否判定部１２３は、ステップＳ４００で設定された禁止領域ＲＡ内に周辺車両が一部でも存在しないか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

　ここで、第２の実施形態では、禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在する場合であっても、衝突余裕時間に対して所定の条件が満たされれば車線変更が可能であると判定する。したがって、禁止領域ＲＡ内に周辺車両が一部でも存在する場合、車線変更可否判定部１２３は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣに対する衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）およびＴＴＣ（Ｃ）を算出する（ステップＳ４０４）。

　次に、車線変更可否判定部１２３は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）がＴｈ（Ｂ）より大きい場合、次に、車線変更可否判定部１２３は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０８）。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が、Ｔｈ（Ｃ）より大きい場合、干渉判定部１２５は、第１軌道生成部１１２により得られる自車両Ｍ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの現在位置からの予測軌道（自車両Ｍの目標軌道、他車両予測軌道）を生成する（ステップＳ４１０）。また、第２の実施形態では、ステップＳ４０２において、禁止領域ＲＡ内に周辺車両が一部でも存在しない場合、同様に自車両Ｍの目標軌道および他車両予測軌道を生成する。

　次に、干渉判定部１２５は、自車両Ｍと他車両（前方基準車両ｍＢ、後方基準車両ｍＣ）との軌道に基づき、車両同士が干渉するか否かを判定する（ステップＳ４１２）。干渉判定部１２５により干渉しないと判定された場合、車線変更可否判定部１２３は、自車両Ｍの車線変更先の車線への車線変更が可能であると判定する（ステップＳ４１４）。

　一方、干渉判定部１２５により干渉すると判定された場合、車線変更が不可能であると判定し（ステップＳ４１６）、ステップＳ４００に処理を戻す。なお、この繰り返しループのループ回数に上限を設け、上限に達すると車線変更不可能という判定結果を返すようにしてよい。また、車線変更が不可能であると判定された後にステップＳ４００に処理を戻さず、直ちに車線変更不可能という判定結果を返してもよい。

　以上説明した第２の実施形態における車両制御装置１００、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、禁止領域ＲＡにおける他車両の存在の有無に基づく第１の条件が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定し、第１の条件が満たされない場合であっても、他車両との衝突余裕時間に基づく第２の条件が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定することができる。これにより、第２の実施形態では、第１の実施形態よりも車線変更の許容範囲を広げることができる。また、第２の実施形態においては、車線変更可否判定部１２３は、上述した第１の条件および第２の条件が満たされない場合、車線変更ができないと判定される。なお、他の実施形態として、車線変更可否判定部１２３は、例えば、上述した第２の条件を満たさない場合に、第１の条件に基づく判定を行い、その判定結果に基づいて車線変更の可否判定を行ってもよい。

　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…車両制御システム、２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、９０…走行駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００…車両制御装置、１０２…自車位置認識部、１０４…外界認識部、１０６…行動計画生成部、１１０…走行態様決定部、１１２…第１軌道生成部、１２０…車線変更制御部、１２１…車線毎速度特定部、１２２…ターゲット位置設定部、１２３…車線変更可否判定部、１２４…第２軌道生成部、１２５…干渉判定部、１３０…走行制御部、１４０…制御切替部、１５０…記憶部、Ｍ…自車両

Claims (7)

1. 　自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識する認識部と、
   　前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定するターゲット位置設定部と、
   　前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定する車線変更可否判定部と、
   　前記車線変更可否判定部により車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させる制御部とを備える、
   　車両制御装置。
2. 　前記車線変更可否判定部は、
   　前記第１の条件と前記第２の条件の双方が満たされる場合、車線変更が可能であると判定し、
   　前記第１の条件と前記第２の条件のうち少なくとも一方が満たされない場合、車線変更が可能でないと判定する、
   　請求項１に記載の車両制御装置。
3. 　前記車線変更可否判定部は、
   　前記第１の条件と前記第２の条件のうち少なくとも一方が満たされる場合、車線変更が可能であると判定し、
   　前記第１の条件と前記第２の条件との双方が満たされない場合、車線変更が可能でないと判定する、
   　請求項１に記載の車両制御装置。
4. 　前記制御部は、前記自車両の将来の所定時刻ごとの位置による前記自車両の目標軌道を生成し、前記自車両が前記目標軌道に沿って走行するように前記自車両の加減速および操舵を制御し、
   　前記周辺車両の前記将来の所定時刻ごとの位置による他車両予測軌道を生成し、前記自車両の前記目標軌道上の位置のそれぞれと、前記他車両予測軌道上の位置のうち前記自車両の前記目標軌道上の位置と時刻に関して対応する位置との距離に基づいて、前記自車両の前記目標軌道と前記他車両予測軌道とが干渉するか否かを判定する干渉判定部を更に備え、
   　前記車線変更可否判定部は、前記自車両の前記目標軌道と前記他車両予測軌道とが前記干渉判定部により干渉しないと判定された場合に、車線変更が可能であると判定する、
   　請求項１から３のうち何れか１項に記載の車両制御装置。
5. 　前記第１の条件と前記第２の条件とを用いた前記車線変更の可否判定と、前記干渉判定部による判定とを繰り返し行う、
   　請求項４に車両制御装置。
6. 　車載コンピュータが、
   　自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識することと、
   　前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定することと、
   　前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定することと、
   　車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させることと、
   を含む
   　車両制御方法。
7. 　車載コンピュータに、
   　自車両の周辺を走行する周辺車両の位置を認識することと、
   　前記自車両が車線変更を行う車線変更先の車線に、車線変更のターゲット位置を設定することと、
   　前記自車両の側方であって、前記車線変更先の車線上に設定される禁止領域内に前記周辺車両が存在しない第１の条件と、前記自車両と前記ターゲット位置の前後に存在する前記周辺車両との衝突余裕時間が閾値より大きい第２の条件との、一方または双方が満たされる場合に、車線変更が可能であると判定することと、
   　車線変更が可能であると判定された場合に、前記自車両を前記車線変更先の車線に車線変更させることと、
   　を含む処理を実行させるための車両制御プログラム。

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