JP6630267B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動で進路変更が可能な自車両に設けられる車両制御装置に関する。

特許文献１には、レーン変更が予測され且つレーン変更の際に越えるレーンマークが実線である場合等にドライバに対する警報又は操舵介入が行われる方法及び装置が開示される。

ところで、近年は車両制御（駆動力制御、操舵制御、制動制御）の一部又は全てを車内システムが実行する自動運転車両が開発されている。進路変更（レーン変更を含む）の制御全て自車両が行う自動運転車両の場合、例えば低速で走行する先行車両を追越す状況や、目標レーンが切り替わる状況や、分岐点に近づく状況等を自車両が判断して自動で進路変更を行う。また、進路変更のタイミングをドライバが決定する自動運転車両の場合、ドライバによる方向指示器等の操作をトリガとして、自車両が自動で進路変更を行う。

特表２００５−５２９４２０号公報

進路変更の状況に応じた車両制御、例えば先行車両の追越しを迅速に行いたいドライバがいる。このようなドライバは追越しのときとそうでないときとで異なる進路変更制御を望む。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、自動運転の際にドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、走行路内を自動で進路変更が可能な自車両に設けられる車両制御装置であって、前記自車両の前を走行する先行車両を認識する外界認識部と、前記自車両の車両動作を決定し、進路変更時には前記車両動作を示す値を上限値以下に設定する車両動作設定部とを備え、前記車両動作設定部は、前記外界認識部により前記先行車両が認識される場合と前記先行車両が認識されない場合とで前記上限値を異ならせることを特徴とする。

先行車両の有無に応じて進路変更時の自車両の車両動作を変えたいドライバがいる。上記構成によれば、先行車両の有無に応じて進路変更時の自車両の車両動作を変えるため、ドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる。結果として、車両制御装置の商品性は高くなる。

前記車両動作設定部は、前記外界認識部により前記先行車両が認識され且つ目標レーンへの進路変更でない場合の前記上限値を、前記外界認識部により前記先行車両が認識されない場合の前記上限値、及び、前記目標レーンへの進路変更である場合の前記上限値よりも大きくしてもよい。

先行車両の追越しを伴う進路変更時に自車両の車両動作を大きくする一方で、目標レーンの切り替わりに起因する進路変更時には自車両の車両動作を大きくしないことを好むドライバがいる。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴う進路変更時に自車両の車両動作を大きくし、目標レーンの切り替わりに起因する進路変更時には自車両の車両動作を大きくしないため、ドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる。結果として、車両制御装置の商品性は高くなる。

進路変更とは区画線を跨ぐレーン変更のことであり、前記外界認識部の認識結果を用いてレーン変更が前記先行車両を追越すためであるか否かを判定する追越し判定部を更に備え、前記車両動作設定部は、前記追越し判定部により前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定される場合と前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定される場合とで前記上限値を異ならせてもよい。

先行車両の追越しであるか否かに応じてレーン変更時の自車両の車両動作を変えたいドライバがいる。上記構成によれば、追越しであるか否かに応じてレーン変更時の自車両の車両動作を変えるため、ドライバの意図に応じたレーン変更を実行することができる。結果として、車両制御装置の商品性は高くなる。

前記車両動作設定部は、前記追越し判定部により前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定される場合に設定される前記上限値を、前記追越し判定部により前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定される場合に設定される前記上限値よりも大きくしてもよい。

先行車両の追越しを伴うレーン変更時に自車両の車両動作を大きくしたいドライバがいる。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴うレーン変更時の自車両の車両動作を、追越しを伴わないレーン変更時の自車両の車両動作よりも大きくすることができるため、ドライバの意図に応じたレーン変更を実行することができる。結果として、車両制御装置の商品性は高くなる。

車両制御装置は、前記先行車両の走行速度を検知する先行車両速度検知部を更に備え、前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記先行車両速度検知部により検知される前記走行速度が前記自車両の設定車速よりも低い場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置は、前記自車両から所定距離内の前記走行路に分岐点が存在するか否かを検知する分岐点検知部を更に備え、前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記分岐点検知部により前記分岐点が検知されない場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置は、前記自車両の方向指示操作が行われることを検知する方向指示検知部と、前記自車両のアクセルペダル操作が行われることを検知するアクセルペダル検知部とを更に備え、前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記方向指示検知部により方向指示操作が検知され且つ前記アクセルペダル検知部によりアクセルペダル操作が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置は、前記自車両が走行するレーンを検知するレーン検知部を更に備え、前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記レーン検知部により走行レーンから追越しレーンへの遷移が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置は、前記自車両から所定距離内の前記走行路に合流点が存在するか否かを検知する合流点検知部を更に備え、前記追越し判定部は、前記合流点検知部により前記合流点が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴わないレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置は、前記自車両の前方の前記走行路に合流する合流車両を検知する合流車検知部を更に備え、前記追越し判定部は、前記合流車検知部により前記合流車両が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定してもよい。上記構成によれば、先行車両の追越しを伴わないレーン変更を容易に検知することができる。

本発明によれば、先行車両の有無に応じて進路変更時の自車両の車両動作を変えるため、ドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる。結果として、車両制御装置の商品性は高くなる。

図１は本発明に係る車両制御装置を備える車両制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は本発明の一実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は車両制御装置の判断によりレーン変更が行われる場合の処理のフローチャートである。 図４はドライバの判断によりレーン変更が行われる場合の処理のフローチャートである。 図５は追越し判定処理のフローチャートである。 図６は自車両が合流点の手前でレーン変更をする状態を示す図である。 図７は自車両が追越しレーンへレーン変更をする状態を示す図である。 図８は自車両が分岐点の手前でレーン変更をする状態を示す図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［１ 車両制御システム１０の構成］
本発明に係る車両制御装置は、自車両に搭載される車両制御システムの一部を構成する。以下では、車両制御システムの説明をすると共に車両制御装置の説明をする。

本明細書では使用する「レーン」とは、レーンマーク等の区画線で画定される。本明細書で使用する「進路変更」とは、自車両が走行路内で横方向の走行位置を変更することをいう。例えば、区画線を跨ぐレーン変更は進路変更の概念に含まれる。レーンが存在しない又は明確でない走行路、例えば高速道路の料金所前後等の走行路内で横方向の走行位置を変えることも進路変更の概念に含まれる。一方、同一レーン内で横方向の走行位置を変えることは進路変更の概念に含まれない。

［１．１ 全体構成］
図１を用いて車両制御システム１０の説明をする。車両制御システム１０は、自車両２００に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により自車両２００の走行制御を行う。この「自動運転」は、自車両２００の走行制御を全て自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」や「運転支援」も含む概念である。

車両制御システム１０は、基本的には、入力系装置群と、車両制御装置２０と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、車両制御装置２０に通信線を介して接続される。

入力系装置群は、外界センサ１２と、車両センサ１４と、自動運転スイッチ１６と、操作検出センサ１８を備える。出力系装置群は、車輪（図示せず）を駆動する駆動力装置２２と、車輪を操舵する操舵装置２４と、車輪を制動する制動装置２６と、主に視覚・聴覚・触覚を通じて運転者に報知する報知装置２８を備える。

［１．２ 入力系装置群の具体的構成］
外界センサ１２は、自車両２００の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、外界情報を車両制御装置２０に出力する。外界センサ１２は、具体的には、１以上のカメラ３２と、１以上のレーダ３４と、１以上のＬＩＤＡＲ３６（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging；光検出と測距）と、ナビゲーション装置３８と、通信装置４０を含んで構成される。

ナビゲーション装置３８は、衛星等を用いて自車両２００の位置を計測する測位装置と、地図情報９６を記憶する記憶装置７６と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置３８は、測位装置と地図情報９６を用いて自車両２００の位置からユーザが指定した目的地までの走行経路を生成する。自車両２００の位置情報及び走行経路の情報は車両制御装置２０に出力される。

通信装置４０は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報（交通信号等）、他車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報９６を送受信する。各情報は車両制御装置２０に出力される。

車両センサ１４は、車両速度（車速）Ｖを検出する速度センサ４４を含むほか、図示しない各センサ、例えば、加速度を検出する加速度センサと、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサと、横Ｇを検出する横Ｇセンサと、向き・方位を検出する方位センサと、勾配を検出する勾配センサを含む。各々のセンサで検出される信号は、車両制御装置２０に出力される。

自動運転スイッチ１６は、例えば、ステアリングホイール又はインストルメントパネル等に設けられるスイッチである。自動運転スイッチ１６は、ドライバを含むユーザの手動操作により、複数の運転モードを切り替え可能に構成される。自動運転スイッチ１６は、モード切替信号を車両制御装置２０に出力する。

操作検出センサ１８は、図示しない各種操作デバイスに対するドライバの操作の有無や操作量、操作位置等を検出する。本実施形態の操作検出センサ１８は、アクセルペダルの操作量等を検出するアクセルペダルセンサ４８と、ステアリングホイールにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ５０と、方向指示器スイッチの操作方向を検出する方向指示センサ５２と、ブレーキペダルの操作量等を検出するブレーキペダルセンサ（図示せず）を含む。各々のセンサで検出される信号は、車両制御装置２０に出力される。

［１．３ 出力系装置群の具体的構成］
駆動力装置２２は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２２は、車両制御装置２０から出力される車両制御値に従って自車両２００の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して、或いは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置２４は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータとから構成される。操舵装置２４は、車両制御装置２０から出力される車両制御値に従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置２６は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置２６は、車両制御装置２０から出力される車両制御値に従って車輪を制動する。

報知装置２８は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置と、触覚装置とから構成される。報知装置２８は、車両制御装置２０から出力される報知指令に従って自動運転又は手動運転に関わる報知動作を行う。報知動作の際に、報知ＥＣＵは表示装置と音響装置と触覚装置の１つ又は複数を制御する。このとき、報知ＥＣＵは報知内容に応じて動作させる装置やその動作自体を変えてもよい。

［１．４ 運転モード］
自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、自車両２００が車両制御装置２０による制御下に走行する運転モードである。換言すると、自動運転モードは、車両制御装置２０が、逐次作成される行動計画に従って、駆動力装置２２、操舵装置２４及び制動装置２６の一部又は全部を制御する運転モードである。なお、ドライバが、自動運転モードの実行中に操作デバイスを用いた所定の操作を行うと、自動運転モードが自動的に解除されると共に、運転の自動化レベルが相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。

［１．５ 車両制御装置２０の構成］
図２を用いて車両制御装置２０の説明をする。車両制御装置２０は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、記憶装置７６と各種機能実現部を備える。この実施形態では、機能実現部は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）が記憶装置７６に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部である。なお、機能実現部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部により実現することもできる。機能実現部は、外界認識部６０と、行動計画部６２と、軌道生成部６４と、車両制御部６６と、目標レーン設定部６８と、運転モード制御部７０と、報知制御部７２と、追越し検知部７４を含む。

外界認識部６０は、外界センサ１２で取得される外界情報、記憶装置７６に記憶される地図情報９６等を用いて、自車両２００の周辺の静的な外界情報を認識し、外界認識情報を生成する。静的な外界情報には、例えば、レーンマーク、停止線、交通信号機、地物（不動産）、走行可能領域等の認識対象が含まれる。また、静的な外界情報には、各認識対象の位置情報も含まれる。外界認識部６０は、外界センサ１２で取得される外界情報、通信装置４０で受信される情報等を用いて、自車両２００の周辺の動的な外界情報を認識し、外界認識情報を生成する。動的な外界情報には、例えば、駐停車車両等の障害物、歩行者・他車両（自転車を含む）等の交通参加者、交通信号（交通信号機の灯色）等が含まれる。また、動的な外界情報には、各認識対象の動作方向の情報も含まれる。

行動計画部６２は、外界認識部６０の認識結果に基づいて走行区間毎の行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、進路変更（レーン変更を含む）、追越しが挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、自車両２００を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて自車両２００を円滑に走行させるイベントである。「進路変更」は、自車両２００の横方向の走行位置を変更させるイベントである。「追越し」は、自車両２００に先行車両２０２（図６等参照）を追越させるイベントである。「レーンキープ」は、走行レーン２２６（図６等参照）を逸脱しないように自車両２００を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、或いは障害物回避走行が含まれる。

軌道生成部６４は、記憶装置７６から読み出した地図情報９６、経路情報９８及び自車情報１００を用いて、行動計画部６２により作成された行動計画に従う走行予定軌道を生成する。この走行予定軌道は、時系列の目標車両動作を示すデータであり、具体的には、位置、姿勢角、速度、加減速度、曲率、ヨーレート、操舵角、横Ｇをデータ単位とする時系列データセットである。本実施形態では、軌道生成部６４は、車両動作設定部７８として機能する。

車両動作設定部７８は、自動運転時に自車両２００の目標車両動作を決定する。また、行動計画部６２により進路変更等の行動計画が作成された場合に、一部の目標車両動作値、ここでは速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角、横Ｇの目標値の少なくとも１つを記憶装置７６に記憶される上限値以下に設定する。

車両制御部６６は、軌道生成部６４により生成された走行予定軌道に従って、自車両２００を走行制御するための各々の車両制御値を決定する。そして、車両制御部６６は、決定した各々の車両制御値を、駆動力装置２２、操舵装置２４、及び制動装置２６に出力する。

目標レーン設定部６８は、ナビゲーション装置３８で計測される自車両２００の位置と、記憶装置７６から読み出した地図情報９６と、経路情報９８に基づいて目標レーンを設定する。ドライバにより自車両２００の目的地が設定される場合、目標レーン設定部６８は、現在地から目的地までの経路に沿った最適な走行レーン２２６を目標レーンとして設定する。また、ドライバにより自車両２００の目的地が設定されない場合、目標レーン設定部６８は、直進の走行レーン２２６のうち最も左側の走行レーン２２６を目標レーンとして設定する。目標レーンの情報は、行動計画部６２で用いられる。

運転モード制御部７０は、自動運転スイッチ１６から出力される信号に応じて手動運転モードから自動運転モードへの移行処理、又は、自動運転モードから手動運転モードへの移行処理を行う。また、運転モード制御部７０は、操作検出センサ１８から出力される信号に応じて自動運転モードから手動運転モードへの移行処理を行う。

報知制御部７２は、運転モード制御部７０により自動運転モードから手動運転モードへの移行処理が行われる場合や、運転の引き継ぎ要求が行われる場合に、報知装置２８に対して報知指令を出力する。

追越し検知部７４は、ドライバが行う操作をトリガとして自動でレーン変更を行う際に、ドライバの意図（追越しか否か）を推測する。追越し検知部７４は、追越し判定部８０と、合流点検知部８２と、合流車検知部８４と、先行車両速度検知部８６と、分岐点検知部８８と、方向指示検知部９０と、アクセルペダル検知部９２と、レーン検知部９４として機能する。

追越し判定部８０は、各検知部８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４の検知結果を用いてレーン変更が先行車両２０２を追越すためであるか否かを判定する（下記［２．３］参照）。判定結果は軌道生成部６４の車両動作設定部７８で用いられる。合流点検知部８２は、ナビゲーション装置３８の計測結果と地図情報９６と経路情報９８を用いて、自車両２００から所定距離内の走行路２０８に合流点２０４（図６参照）が存在するか否かを検知する。合流点２０４の検知にはカメラ３２で撮影される画像情報を用いることもできる。なお、合流点検知部８２の代わりに、合流車検知部８４が設けられてもよい。合流車検知部８４は、カメラ３２で撮影される画像情報を用いて、自車両２００の前方の走行路２０８に合流する合流車両２０６（図６参照）が存在するか否かを検知する。合流車両２０６の検知にはレーダ３４又はＬＩＤＡＲ３６の検知結果を用いることもでき、通信装置４０により受信される合流車両２０６からの通信情報を用いることもできる。

先行車両速度検知部８６は、レーダ３４の検知結果（車間距離）と速度センサ４４の検出結果を用いて、先行車両２０２の走行速度を検知する。分岐点検知部８８は、ナビゲーション装置３８の計測結果と地図情報９６と経路情報９８を用いて、自車両２００から所定距離内の走行路２０８に分岐点２１４（図８参照）が存在するか否かを検知する。分岐点２１４の検知にはカメラ３２で撮影された画像情報を用いることもできる。方向指示検知部９０は、トルクセンサ５０又は方向指示センサ５２の検出結果を用いて、自車両２００の方向指示操作が行われることを検知する。アクセルペダル検知部９２は、アクセルペダルセンサ４８の検出結果を用いて、自車両２００のアクセルペダル操作が行われることを検知する。レーン検知部９４は、カメラ３２で撮影される画像情報を用いて、自車両２００が走行する走行レーン２２６（図７参照）及びレーン変更時の自車両２００の遷移方向を検知する。走行レーン２２６の検知にはナビゲーション装置３８の計測結果と地図情報９６を用いることもできる。

記憶装置７６は、地図情報９６と、経路情報９８と、自車情報１００を記憶する。地図情報９６は、ナビゲーション装置３８又は通信装置４０から出力される情報である。経路情報９８は、ナビゲーション装置３８から出力される走行予定経路の情報である。自車情報１００は、車両センサ１４から出力される各検出値である。記憶装置７６は他にも車両制御装置２０で使用される各種数値を記憶する。記憶装置７６は、追越しでないレーン変更時に設定される各種車両動作の目標値の第１上限値と、追越しであるレーン変更時の各種車両動作に設定される各種車両動作の目標値の第２上限値（＞第１上限値）を記憶する。追越しでないレーン変更の形態には、目的地までの経路に沿って設定される目標レーンへのレーン変更や、自車両２００の前方に進入する他車両を回避するために行われるレーン変更等が含まれる。

［２ 車両制御装置２０が行う処理］
進路変更の一形態であるレーン変更を例にして、車両制御装置２０が行う処理を説明する。自動運転車両ではレーン変更のタイミングを自車両２００が判断する場合とドライバが判断する場合がある。以下では、レーン変更のタイミングを自車両２００が判断する場合（下記［２．１］）と、ドライバが判断する場合（下記［２．２］）とに分けて説明する。

［２．１ レーン変更のタイミングを自車両２００が判断する場合の処理］
図３を用いて車両制御装置２０が行う処理を説明する。以下で説明する処理は、レーン変更の判断及びレーン変更の車両制御を全て車両制御装置２０が行う自動運転中に実行される。図３で示される処理は周期的に実行される。

ステップＳ１において、各種情報が取得される。車両制御装置２０は外界センサ１２から外界情報を取得し、車両センサ１４から各種信号を取得する。行動計画部６２は外界認識部６０の認識結果と車両センサ１４の各種信号と目標レーン設定部６８により設定される目標レーン情報に基づいて行動計画を作成する。そして、行動計画と共に先行車両２０２の有無判定の結果と目標レーンへのレーン変更であるか否かの情報を軌道生成部６４に送る。

ステップＳ２において、軌道生成部６４は行動計画部６２により作成された行動計画がレーン変更であるか否かを判定する。レーン変更である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、レーン変更でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、行動計画に従う走行予定軌道を生成し、処理は一旦終了する。

ステップＳ３において、軌道生成部６４の車両動作設定部７８は先行車両２０２の有無を判定する。先行車両２０２がある場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、先行車両２０２がない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ４において、車両動作設定部７８は目標レーンへのレーン変更であるか否かを判定する。目標レーンへのレーン変更でない場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、目標レーンへのレーン変更である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ５において、車両動作設定部７８は車両動作、例えば速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角、横Ｇの目標値の上限値を大きくしたうえで、行動計画に従う走行予定軌道を生成する。このとき記憶装置７６から第２上限値が読み出され設定される。この処理により車両動作の目標値を大きくすることが可能となるため、迅速なレーン変更が実現可能となる。つまり、本実施形態は、先行車両２０２があり、且つ、目標レーンへのレーン変更でない場合に迅速なレーン変更を許容する。

ステップＳ３又はステップＳ４からステップＳ６に移行する場合、車両動作設定部７８は車両動作の目標値の上限値を通常の設定値に維持したうえで、行動計画に従う走行予定軌道を生成する。このとき記憶装置７６から第１上限値が読み出され設定される。

［２．２ レーン変更のタイミングをドライバが判断する場合の処理］
図４を用いて車両制御装置２０が行う処理を説明する。以下で説明する処理は、レーン変更の判断をドライバが行い、レーン変更の車両制御を車両制御装置２０が行う自動運転中に実行される。図４で示される処理は周期的に実行される。

ドライバは自動運転（例えばレーン維持制御）の最中にレーン変更を意図する場合に、レーン変更したい方向にステアリングホイール又は方向指示器スイッチを操作する。ステアリングホイールが操作されると操作検出センサ１８のトルクセンサ５０からトルク信号が出力される。方向指示器スイッチが操作されると操作検出センサ１８の方向指示センサ５２から方向指示信号が出力される。

ステップＳ１１において、各種情報が取得される。車両制御装置２０は外界センサ１２から外界情報を取得し、車両センサ１４及び操作検出センサ１８から各種信号を取得する。行動計画部６２は外界認識部６０の認識結果と車両センサ１４及び操作検出センサ１８の各種信号に基づいて行動計画を作成する。車両制御装置２０がトルクセンサ５０からトルク信号を入力する場合、又は、方向指示センサ５２から方向指示信号を入力する場合、行動計画部６２はレーン変更の行動計画を作成する。そして、行動計画と共に先行車両２０２の有無判定の結果を軌道生成部６４に送る。

ステップＳ１２において、軌道生成部６４は行動計画部６２によって作成された行動計画がレーン変更であるか否かを判定する。レーン変更である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１３に移行する。一方、レーン変更でない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、行動計画に従う走行予定軌道を生成し、処理は一旦終了する。

ステップＳ１３において、軌道生成部６４の車両動作設定部７８は先行車両２０２の有無を判定する。先行車両２０２がある場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に移行する。一方、先行車両２０２がない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１４において、追越し判定処理が行われる。追越し判定処理については下記［２．３］で説明する。ステップＳ１５において、車両動作設定部７８はドライバによるレーン変更が追越しを意図するものかそうでないかを判定する。追越しと判定される場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に移行する。追越しでないと判定される場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１６において、車両動作設定部７８は車両動作、例えば速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角、横Ｇの目標値の上限値を通常の設定値より大きくしたうえで、行動計画に従う走行予定軌道を生成する。このとき記憶装置７６から第２上限値が読み出され設定される。この処理により車両動作の目標値を大きくすることが可能となるため、迅速なレーン変更が実現可能となる。つまり、本実施形態は、先行車両２０２があり、且つ、目標レーンへのレーン変更でない場合に迅速なレーン変更を許容する。

ステップＳ１３又はステップＳ１５からステップＳ１７に移行する場合、車両動作設定部７８は車両動作の目標値の上限値を通常の設定値に維持したうえで、行動計画に従う走行予定軌道を生成する。このとき記憶装置７６から第１上限値が読み出され設定される。

［２．３ 追越し判定処理］
図５を用いて図４のステップＳ１４で行われる追越し判定処理を説明する。以下の処理は、ドライバにより行われたレーン変更の操作が追越しを意図して行われたのか否かを自車両２００の周辺の状況に基づいて推測するものである。

ステップＳ２１において、追越し判定部８０は合流点検知部８２の検知結果に基づいて自車両２００の位置から所定距離内の走行路２０８に合流点２０４があるか否かを判定する。合流点２０４（図６参照）がない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、処理はステップＳ２２に移行する。一方、合流点２０４がある場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６に移行した場合、追越し判定部８０は追越しでないと判定する。

例えば、図６で示すように、自車両２００の位置から距離Ｄ１´（＜所定距離Ｄ１）だけ前方の位置に合流点２０４がある状況を想定する。自車両２００が合流点２０４に近づく場合、ドライバは合流点２０４から合流してくる合流車両２０６が自車両２００の前方に割り込むことを回避するために、予めレーン変更の操作を行う傾向にある。図６で示すような状況でレーン変更が行われた場合、追越し判定部８０はドライバのこのような行動を推測し、例え自車両２００の前方に先行車両２０２が走行していたとしても、追越しでないと判定する。

なお、ステップＳ２１の判定には更なる条件を付加してもよい。例えば、レーン検知部９４が検知した自車両２００の走行レーン２２６が走行路２０８内の他のレーンと比較して合流レーン２１０に近い場合に、追越し判定部８０は追越しでないと判定してもよい。また、方向指示検知部９０が検知したレーン変更方向が合流レーン２１０とは逆側である場合に追越し判定部８０は追越しでないと判定してもよい。

追越し判定部８０は合流点検知部８２の代わり又は付加的に合流車検知部８４の検知結果に基づいて自車両２００の位置から所定距離Ｄ１内の走行路２０８に合流車両２０６があるか否かを判定してもよい。

ステップＳ２２において、追越し判定部８０は先行車両速度検知部８６の検知結果に基づいて先行車両２０２の走行速度が所定の設定速度未満か否かを判定する。設定速度以上である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、処理はステップＳ２３に移行する。一方、設定速度未満である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７に移行した場合、追越し判定部８０は追越しであると判定する。

例えば、図７で示すように、自車両２００が設定速度Ｖ１で走行しているときに、先行車両２０２が速度Ｖ２（＜Ｖ１）で走行する状況を想定する。このような場合、ドライバは先行車両２０２を追越すためにレーン変更の操作を行う傾向にある。追越し判定部８０はドライバのこのような行動を推測し、図７で示すような状況で行われるレーン変更を追越しであると判定する。

ステップＳ２３において、追越し判定部８０は分岐点検知部８８の検知結果に基づいて自車両２００の位置から所定距離内の走行路２０８に分岐点２１４があるか否かを判定する。分岐点２１４がある場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、処理はステップＳ２４に移行する。一方、分岐点２１４がない場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７に移行した場合、追越し判定部８０は追越しであると判定する。

例えば、図８で示すように、自車両２００の位置から距離Ｄ２´（＜所定距離Ｄ２）だけ前方の位置に分岐点２１４がある状況を想定する。自車両２００が分岐路２２０に進入する場合、ドライバは分岐路２２０に進路変更するためにレーン変更の操作を行う。図８で示すような状況でレーン変更が行われた場合、追越し判定部８０はドライバのこのような行動を推測し、追越しでない可能性があるものと判定する。言い換えると、分岐点２１４がない場合のレーン変更を追越しであると判定する。

なお、ステップＳ２３の判定には更なる条件を付加してもよい。例えば、方向指示検知部９０が検知したレーン変更方向が分岐路２２０の側である場合に追越し判定部８０は追越しでないと判定してもよい。

ステップＳ２４において、追越し判定部８０は方向指示検知部９０及びアクセルペダル検知部９２の検知結果に基づいて方向指示操作があり且つアクセルペダル操作があるか否かを判定する。いずれか一方の操作又は両操作がない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、処理はステップＳ２５に移行する。一方、両操作がある場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７に移行した場合、追越し判定部８０は追越しであると判定する。

ドライバは迅速な追越しのためにアクセルペダルを操作する場合がある。追越し判定部８０はドライバのこのような行動を推測し、方向指示操作があり且つアクセルペダル操作がある場合のレーン変更を追越しであると判定する。

ステップＳ２５において、追越し判定部８０はレーン検知部９４の検知結果に基づいてレーン変更が追越しレーン２２４（図７参照）へのレーン変更か否かを判定する。レーン変更先が追越しレーン２２４でない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、処理はステップＳ２６に移行する。一方、レーン変更先が追越しレーン２２４である場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７に移行した場合、追越し判定部８０は追越しであると判定する。

例えば、図７で示すように、右レーンが追越しレーン２２４である場合を想定する。このような場合、ドライバは左レーンの走行レーン２２６を走行する先行車両２０２を追越すために追越しレーン２２４へレーン変更の操作を行う。追越し判定部８０はドライバのこのような行動を推測し、図７で示すような状況で行われるレーン変更を追越しであると判定する。

ステップＳ２６において、追越し判定部８０は追越しでないと判定する。つまり、ステップＳ２１の判定条件が満たされる場合、又は、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の判定条件が全て満たされない場合に、追越し判定部８０は追越しでないと判定する。

なお、以上で説明した追越し判定処理において、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理のうち１つが行われるようにしてもよい。

［３ 本実施形態のまとめ］
車両制御装置２０は、自車両２００の前を走行する先行車両２０２を認識する外界認識部６０と、自車両２００の車両動作を決定し、進路変更時には車両動作を示す値を上限値以下に設定する車両動作設定部７８とを備える。車両動作設定部７８は、外界認識部６０により先行車両２０２が認識される場合（図３のステップＳ３：ＹＥＳ、図４のステップＳ１３：ＹＥＳ）と先行車両２０２が認識されない場合（図３のステップＳ３：ＮＯ、図４のステップＳ１３：ＮＯ）とで上限値を異ならせる。

先行車両２０２の有無に応じて進路変更時の自車両２００の車両動作を変えたいドライバがいる。上記構成によれば、先行車両２０２の有無に応じて進路変更時の自車両２００の車両動作を変えるため、ドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる。結果として、車両制御装置２０の商品性は高くなる。

車両動作設定部７８は、外界認識部６０により先行車両２０２が認識され且つ目標レーンへの進路変更でない場合の上限値を、外界認識部６０により先行車両２０２が認識されない場合の上限値、及び、目標レーンへの進路変更である場合の上限値よりも大きくする。

先行車両２０２の追越しを伴う進路変更時に自車両２００の車両動作を大きくする一方で、目標レーンの切り替わりに起因する進路変更時には自車両２００の車両動作を大きくしないことを好むドライバがいる。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴う進路変更時に自車両２００の車両動作を大きくし、目標レーンの切り替わりに起因する進路変更時には自車両２００の車両動作を大きくしないため、ドライバの意図に応じた進路変更を実行することができる。結果として、車両制御装置２０の商品性は高くなる。

車両制御装置２０は、外界認識部６０の認識結果を用いてレーン変更が先行車両２０２を追越すためであるか否かを判定する追越し判定部８０を更に備える。車両動作設定部７８は、追越し判定部８０により先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定される場合と先行車両２０２を追越すためのレーン変更でないと判定される場合とで上限値を異ならせる。

先行車両２０２の追越しであるか否かに応じてレーン変更時の自車両２００の車両動作を変えたいドライバがいる。上記構成によれば、追越しであるか否かに応じてレーン変更時の自車両２００の車両動作を変えるため、ドライバの意図に応じたレーン変更を実行することができる。結果として、車両制御装置２０の商品性は高くなる。

車両動作設定部７８は、追越し判定部８０により先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定される場合に設定される上限値を、追越し判定部８０により先行車両２０２を追越すためのレーン変更でないと判定される場合に設定される上限値よりも大きくする。

先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更時に自車両２００の車両動作を大きくしたいドライバがいる。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更時の自車両２００の車両動作を、追越しを伴わないレーン変更時の自車両２００の車両動作よりも大きくすることができるため、ドライバの意図に応じたレーン変更を実行することができる。結果として、車両制御装置２０の商品性は高くなる。

車両制御装置２０は、先行車両２０２の走行速度を検知する先行車両速度検知部８６を更に備える。追越し判定部８０は、レーン変更の際に、先行車両速度検知部８６により検知される走行速度が自車両２００の設定車速よりも低い場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置２０は、自車両２００から所定距離内の走行路２０８に分岐点２１４が存在するか否かを検知する分岐点検知部８８を更に備える。追越し判定部８０は、レーン変更の際に、分岐点検知部８８により分岐点２１４が検知されない場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置２０は、自車両２００の方向指示操作が行われることを検知する方向指示検知部９０と、自車両２００のアクセルペダル操作が行われることを検知するアクセルペダル検知部９２とを更に備える。追越し判定部８０は、レーン変更の際に、方向指示検知部９０により方向指示操作が検知され且つアクセルペダル検知部９２によりアクセルペダル操作が検知される場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置２０は、自車両２００が走行する走行レーン２２６を検知するレーン検知部９４を更に備える。追越し判定部８０は、レーン変更の際に、レーン検知部９４により走行レーン２２６から追越しレーン２２４への遷移が検知される場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴うレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置２０は、自車両２００から所定距離内の走行路２０８に合流点２０４が存在するか否かを検知する合流点検知部８２を更に備える。追越し判定部８０は、合流点検知部８２により合流点２０４が検知される場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、先行車両２０２を追越すためのレーン変更でないと判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴わないレーン変更を容易に検知することができる。

車両制御装置２０は、自車両２００の前方の走行路２０８に合流する合流車両２０６を検知する合流車検知部８４を更に備えてもよい。追越し判定部８０は、合流車検知部８４により合流車両２０６が検知される場合に、先行車両２０２を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、先行車両２０２を追越すためのレーン変更でないと判定する。上記構成によれば、先行車両２０２の追越しを伴わないレーン変更を容易に検知することができる。

なお、本発明に係る車両制御装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両制御システム ２０…車両制御装置
６０…外界認識部 ７４…追越し検知部
７８…車両動作設定部 ８０…追越し判定部
８２…合流点検知部 ８４…合流車検知部
８６…先行車両速度検知部 ８８…分岐点検知部
９０…方向指示検知部 ９２…アクセルペダル検知部
９４…レーン検知部 ２００…自車両
２０２…先行車両 ２０４…合流点
２０８…走行路 ２１４…分岐点
２２４…追越しレーン ２２６…走行レーン

Claims (8)

1. 走行路内を自動で進路変更が可能な自車両に設けられる車両制御装置であって、
   前記自車両の前を走行する先行車両を認識する外界認識部と、
   前記自車両の車両動作を決定し、進路変更時には前記車両動作を示す値を上限値以下に設定する車両動作設定部とを備え、
   前記車両動作設定部は、前記外界認識部により前記先行車両が認識される場合であり、かつ、前記自車両の目的地までの経路に沿って設定される目標レーンへのレーン変更でない場合には、前記外界認識部により前記先行車両が認識されない場合、または、前記目標レーンへのレーン変更である場合に比べて、前記車両動作の前記上限値を大きくする
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   進路変更とは区画線を跨ぐレーン変更のことであり、
   前記外界認識部の認識結果を用いてレーン変更が前記先行車両を追越すためであるか否かを判定する追越し判定部を更に備え、
   前記車両動作設定部は、前記追越し判定部により前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定される場合に設定される前記上限値を、前記追越し判定部により前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定される場合に設定される前記上限値よりも大きくする
   ことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記先行車両の走行速度を検知する先行車両速度検知部を更に備え、
   前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記先行車両速度検知部により検知される前記走行速度が前記自車両の設定車速よりも低い場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記自車両から所定距離内の前記走行路に分岐点が存在するか否かを検知する分岐点検知部を更に備え、
   前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記分岐点検知部により前記分岐点が検知されない場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記自車両の方向指示操作が行われることを検知する方向指示検知部と、
   前記自車両のアクセルペダル操作が行われることを検知するアクセルペダル検知部とを更に備え、
   前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記方向指示検知部により方向指示操作が検知され且つ前記アクセルペダル検知部によりアクセルペダル操作が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記自車両が走行するレーンを検知するレーン検知部を更に備え、
   前記追越し判定部は、レーン変更の際に、前記レーン検知部により走行レーンから追越しレーンへの遷移が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記自車両から所定距離内の前記走行路に合流点が存在するか否かを検知する合流点検知部を更に備え、
   前記追越し判定部は、前記合流点検知部により前記合流点が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記自車両の前方の前記走行路に合流する合流車両を検知する合流車検知部を更に備え、
   前記追越し判定部は、前記合流車検知部により前記合流車両が検知される場合に、前記先行車両を追越すためのレーン変更であると判定する状態であっても、前記先行車両を追越すためのレーン変更でないと判定する
   ことを特徴とする車両制御装置。
   

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