JP7373118B2 - 走行経路生成システム及び車両運転支援システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行経路を生成する走行経路生成システム、及び走行経路に基づき車両の運転支援を行う車両運転支援システムに関する。

従来から、自車両の周辺の状況や自車両の状態などに基づき、自車両に走行させるための目標走行経路を設定し、この目標走行経路に基づき車両の運転支援（具体的には運転アシスト制御や自動運転制御）を行う技術が開発されている。例えば、特許文献１には、車線変更時において、自車両の情報や自車両周辺の他車両の情報などに基づき、車線変更の開始ポイント及び終了ポイントを設定し、これらポイントに応じた目標走行経路を生成する技術が開示されている。

特開２０１７－１００６５７号公報

ところで、本願の発明者らは、自車両が車線変更するときにおいて、自車両を変更先の車線上に存在する周辺車両の間（典型的には自車両付近に存在する先行車両と後続車両との間）に安全に移動させられるような目標走行経路を生成できれば良いと考えた。この場合、車線変更時の安全性を適切に確保するためには、自車両が変更先の車線において移動することとなる周辺車両間のスペースを的確に把握することが望ましい。より具体的には、様々な速度にて時々刻々と移動していく周辺車両に応じて変化する、周辺車両間のスペースの位置や大きさなどを的確に把握することが望ましい。

なお、上述した特許文献１には、車線変更時における目標走行経路を生成することが記載されているに止まり、このような本願の発明者が着眼した課題については何ら開示されておらず、当然、これを解決可能な技術について開示も示唆もされていない。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、自車両が車線変更するときに、自車両を変更先の車線上の周辺車両の間に安全に移動させられるような目標走行経路を適切に生成することができる走行経路生成システム、及び、この目標走行経路に基づき車両の運転支援を行うことができる車両運転支援システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、走行経路生成システムであって、自車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置と、走行路情報及び障害物情報に基づいて、走行路において自車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、演算装置は、自車両が車線変更する場合に、変更先の車線上において自車両付近に存在する少なくとも２台以上の周辺車両の情報を、障害物情報から取得し、少なくとも２台以上の周辺車両の情報に基づき、自車両が変更先の車線において移動すべき目標スペースを少なくとも２台以上の周辺車両の間に設定し、目標スペースの大きさの変化を予測し、予測された目標スペースの大きさの変化及び当該大きさに基づき、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するよう構成され、演算装置は、現在から所定の車線変更時間が経過した後において、自車両の速度と目標スペースの移動速度との相対速度が所定速度未満になり、且つ、自車両と目標スペースとの相対距離が所定距離未満になったときに、自車両が車線変更を開始するような目標走行経路を生成するよう構成されている、ことを特徴とする。

このように構成された本発明では、演算装置は、自車両が車線変更する場合に、自車両が変更先の車線において移動すべき目標スペースを周辺車両間に設定し、この目標スペースの大きさ（走行路が延びる方向に沿った目標スペースの長さに相当する）の変化を予測して、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成する。これにより、様々な速度にて時々刻々と移動していく周辺車両に応じて変化する周辺車両間のスペースの大きさを、的確に把握することができる。したがって、本発明によれば、目標走行経路に基づき自車両を車線変更させるときに、自車両を変更先の車線上の周辺車両の間に安全に移動させることができる。また、本発明によれば、所定の車線変更時間の経過後に、自車両と目標スペースとの相対速度が所定速度未満になり且つ自車両と目標スペースとの相対距離が所定距離未満になったときに車線変更を開始するので、目標走行経路に基づき自車両を車線変更させるときに自車両を目標スペースに安全且つ確実に移動させることができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、少なくとも２台以上の周辺車両の情報として、変更先の車線上に存在する第１周辺車両の情報と、第１周辺車両の後方に存在する第２周辺車両の情報と、第２周辺車両の後方に存在する第３周辺車両の情報と、を取得し、第１、第２及び第３周辺車両の情報に基づき、目標スペースとして、第１周辺車両と第２周辺車両との間に第１目標スペース、及び第２周辺車両と第３周辺車両との間に第２目標スペースを設定し、第１及び第２目標スペースのそれぞれの大きさの変化に基づき第１及び第２目標スペースの一方を選択し、選択された目標スペースに基づき目標走行経路を生成するよう構成されている。
このように構成された本発明では、演算装置は、変更先の車線上に２つの目標スペース（第１及び第２目標スペース）を設定し、これら２つの目標スペースのそれぞれの大きさの変化に基づき、一方の目標スペースを選択し、選択された目標スペースに基づき目標走行経路を生成する。これにより、変更先の車線上において自車両付近に存在する２つの周辺車両間のスペースのうちで、自車両が移動するのに適したスペースを的確に採用して、目標走行経路を生成することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、第１及び第２目標スペースの一方が拡大し、他方が拡大していない場合には、拡大しているほうの目標スペースを選択するよう構成されている。
こうするのは、縮小している目標スペースに自車両を移動させるよりも、拡大している目標スペースに自車両を移動させるほうが安全と考えられるからである。このように構成された本発明によれば、車線変更において自車両をより安全に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、第１及び第２目標スペースの両方が拡大していない場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースを選択するよう構成されている。
こうするのは、第１及び第２目標スペースの両方が縮小しているか又は大きさが一定である場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースに自車両を移動させるのが安全と考えられるからである。このように構成された本発明によっても、車線変更において自車両をより安全に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、第１及び第２目標スペースの両方が縮小している場合において、第１及び第２目標スペースの一方又は両方の大きさが所定値以上である場合には、第１及び第２目標スペースのうちで大きいほうの目標スペースを選択するよう構成されている。
こうするのは、目標スペースが縮小していても、目標スペースが十分な大きさを有していれば、この目標スペースに自車両を移動させるのは安全と考えられるからである。このように構成された本発明によっても、車線変更において自車両をより安全に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、第１及び第２目標スペースの大きさの変化が同程度である場合には、第２目標スペースを選択する。
こうするのは、第１及び第２目標スペースの変化の状態が同じ場合には、自車両が車線変更時に加速して前方の第１目標スペースに移動するよりも、自車両が車線変更時に減速して後方の第２目標スペースに移動するほうが安全と考えられるからである。このように構成された本発明によっても、車線変更において自車両をより安全に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、少なくとも２台以上の周辺車両の情報に基づき、当該少なくとも２台以上の周辺車両のそれぞれの周囲に、自車両を進入させないようにするための危険領域を設定し、少なくとも２台以上の周辺車両のそれぞれに設定された危険領域の間に、目標スペースを設定し、周辺車両の後方に延びる危険領域の部分を、周辺車両の前方に延びる危険領域の部分よりも広く設定するよう構成されている。
このように構成された本発明では、周辺車両のそれぞれの周囲に設定された危険領域に基づき目標スペースを設定するので、目標走行経路に基づき自車両を車線変更して目標スペースに移動させるときに、自車両と周辺車両との衝突を効果的に防止することができる。また、本発明によれば、危険領域について周辺車両の後方の部分を周辺車両の前方の部分よりも広く設定するので、自車両の車線変更時において周辺車両（特に先行車両）が減速した場合における自車両と当該周辺車両との衝突を効果的に防止することができる。

本発明において、好ましくは、演算装置は、自車両が車線変更すべき地点までの距離が所定距離未満である場合には、予測された目標スペースの大きさの変化に基づき、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成し、自車両が車線変更すべき地点までの距離が所定距離以上である場合には、目標スペースの移動速度に基づき当該目標スペースの将来位置を予測し、予測された将来位置に基づき、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、車線変更すべき地点が遠方にあるか自車両の近辺にあるかに応じて、目標スペースに基づき目標走行経路を生成するための処理を適切に切り替えることができる。

他の観点では、本発明において、車両運転支援システムは、上述した走行経路生成システムによって生成された走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする。

本発明の走行経路生成システムによれば、自車両が車線変更するときに、自車両を変更先の車線上の周辺車両の間に安全に移動させられるような目標走行経路を適切に生成することができ、また、本発明の車両運転支援システムによれば、このような目標走行経路に基づき車両の運転支援を適切に行うことができる。

本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態において、車線変更すべき地点が比較的遠方にある場合に、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するための方法についての説明図である。 本発明の実施形態において、車線変更すべき地点が自車両の比較的近辺にある場合に、自車両が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するための方法についての説明図である。 本発明の実施形態による全体処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による第１処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による第２処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による目標スペース追従処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システム及び車両運転支援システムについて説明する。

［システム構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による走行経路生成システムが適用された車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。

車両運転支援システム１００は、走行路において車両（以下では適宜「自車両」と呼ぶ。）１に走行させるための目標走行経路を設定する走行経路生成システムとしての機能を有すると共に、車両１をこの目標走行経路に沿って走行させるように運転支援制御（運転アシスト制御や自動運転制御）を行うように構成されている。図１に示すように、車両運転支援システム１００は、演算装置及び制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を有する。

具体的には、複数のセンサ類には、カメラ２１、レーダ２２や、車両１の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ２３、加速度センサ２４、ヨーレートセンサ２５、操舵角センサ２６、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両１の位置を検出するための測位システム２９、ナビゲーションシステム３０が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３が含まれている。

また、他のセンサ類として、車両１に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両１の４箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両１の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。

ＥＣＵ１０は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。ＥＣＵ１０は、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）と、各種プログラムを記憶するメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）と、入出力装置などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＥＣＵ１０は、本発明における「演算装置」及び「制御装置」の一例に相当する。

カメラ２１は、車両１の周囲を撮影し、画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、カメラ２１から受信した画像データに基づいて、対象物（例えば、先行車両（前方車両）、後続車両（後方車両）、駐車車両、歩行者、走行路、区画線（車線境界線、白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。

レーダ２２は、対象物（特に、先行車両、後続車両、駐車車両、歩行者、走行路上の落下物等）の位置及び速度を測定する。レーダ２２として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ２２は、車両１の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や、車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。

なお、カメラ２１及びレーダ２２は、本発明における「走行路情報取得装置」及び「障害物情報取得装置」の一例に相当する。また、「走行路情報」は、例えば、走行路の形状（直線、カーブ、カーブ曲率）、走行路幅、車線数、車線幅、標識などに規定された走行路の規制情報（制限速度など）、交差点、横断歩道等に関する情報を含んでいる。また、「障害物情報」は、車両１の走行路上の障害物（例えば先行車両や後続車両や駐車車両や歩行者などの車両１の走行において障害となり得る対象物）の有無や、障害物の移動方向、障害物の移動速度等に関する情報を含んでいる。

車速センサ２３は、車両１の絶対速度を検出する。加速度センサ２４は、車両１の加速度を検出する。この加速度は、前後方向の加速度と、横方向の加速度（つまり横加速度）とを含む。なお、加速度には、速度が増加する方向の速度の変化率だけでなく、速度が減少する方向の速度の変化率（つまり減速度）も含むものとする。

ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。ＥＣＵ１０は、車速センサ２３が検出した絶対速度、及び、操舵角センサ２６が検出した操舵角に基づいて所定の演算を実行することにより、車両１のヨー角を取得することができる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。

測位システム２９は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を検出する。ナビゲーションシステム３０は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０に地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向）に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。なお、ナビゲーションシステム３０も、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。

エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御する。エンジン制御システム３１は、エンジン出力（駆動力）を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。

ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御システム３２は、ブレーキ装置の制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。

ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御する。ステアリング制御システム３３は、車両１の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。

［目標走行経路の生成］
次に、本発明の実施形態において上述したＥＣＵ１０によって実行される目標走行経路の生成について説明する。まず、その概要を、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、車線変更すべき地点が比較的遠方にある場合（自車両１と車線変更すべき地点との距離が所定距離（１つの例では１ｋｍ）以上である場合）、例えば車線変更が必要となるような合流地点又は分岐地点が比較的遠方にある場合に、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するための方法についての説明図である。図２は、上に、現在の自車両１周辺の状況を示し、中央に、現在から第１時間（例えば３秒）後に予測される自車両１周辺の状況を示し、下に、現在から第２時間（第１時間よりも長い時間であり、例えば６秒）後に予測される自車両１周辺の状況を示している。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間が経過するまでの期間について、自車両１周辺の状況を所定の周期で繰り返し予測していく。この第２時間は、通常、車両が車線変更を行うのに要する時間に基づき設定される。

まず、ＥＣＵ１０は、自車両１が車線変更する場合、変更先の隣接車線上において自車両１付近に存在する周辺車両３ａ、３ｂの情報を、上記の障害物情報から取得する。この場合、ＥＣＵ１０は、基本的には、変更先の隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する２台の周辺車両３ａ、３ｂの情報を取得する。より詳しくは、ＥＣＵ１０は、隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する先行車両としての周辺車両３ａ、及び隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する後続車両としての周辺車両３ｂの情報を取得する。本実施形態では、車線変更すべき地点が比較的遠方にある場合には、隣接車線上の周辺車両間の距離が広くなっている傾向にあるため（換言すると隣接車線上の周辺車両が比較的疎らになっている傾向にあるため）、また、車線変更するのに十分な時間及び距離があるため、ＥＣＵ１０は、車線変更のための目標走行経路を設定する上で、車線変更において移動することとなる周辺車両間の１つのスペースのみを考慮するようにしている、つまり当該１つのスペースを形成する２台の周辺車両３ａ、３ｂのみを考慮するようにしている。すなわち、ＥＣＵ１０は、周辺車両間の１つのスペースの把握に注力するようにする。

次いで、ＥＣＵ１０は、取得された周辺車両３ａ、３ｂの情報に基づき、目標走行経路に基づく運転支援において自車両１を進入させないようにするための危険領域４０ａ１、４０ｂ１を、周辺車両３ａ、３ｂのそれぞれの周囲に設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対速度及び相対距離（車間距離）などに基づき危険領域４０ａ１、４０ｂ１を設定する。例えば、ＥＣＵ１０は、これらの相対速度及び相対距離に基づき、車両１と周辺車両３ａ、３ｂとにおける車頭時間（ＴＨＷ：Time-Head Way）及び／又は衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time To Collision）を求めて、求められた車頭時間及び／又は衝突余裕時間から危険領域４０ａ１、４０ｂ１を設定する。なお、車頭時間は、自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対距離を自車両１の速度により除算することで求められ、衝突余裕時間は、自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対距離を自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対速度により除算することで求められる。

また、ＥＣＵ１０は、周辺車両３ａ、３ｂの後方に延びる危険領域４０ａ１、４０ｂ１の部分を、周辺車両３ａ、３ｂの前方に延びる危険領域４０ａ１、４０ｂ１の部分よりも広く設定する。こうする理由は以下の通りである。仮に自車両１が周辺車両３ａ、３ｂの前方に割り込んだ場合を考えると、この場合には、周辺車両３ａ、３ｂのドライバは基本的には前方を見ているので、当該ドライバが周辺車両３ａ、３ｂを加速させる可能性は低い。むしろ、このドライバは、周辺車両３ａ、３ｂを減速させる傾向にある。そうすると、隣接車線を走行する周辺車両３ａ、３ｂは、加速する可能性よりも減速する可能性のほうが高いと考えられる。したがって、自車両１の車線変更時において、周辺車両３ａ、３ｂが加速した場合における自車両１と周辺車両３ａ、３ｂの前部との衝突よりも、周辺車両３ａ、３ｂが減速した場合における自車両１と周辺車両３ａ、３ｂの後部との衝突を優先的に防止するのが望ましいと考えられる。よって、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、上記のように危険領域４０ａ１、４０ｂ１について、周辺車両３ａ、３ｂの後方の部分を周辺車両３ａ、３ｂの前方の部分よりも広く設定している。こうすることで、自車両１の車線変更時において周辺車両３ａ、３ｂが減速した場合における自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの衝突を効果的に防止できるようになる。

次いで、ＥＣＵ１０は、このように設定された危険領域４０ａ１と危険領域４０ｂ１との間に、自車両１が車線変更により隣接車線において移動すべき目標スペースＳＰ１ａを設定する。走行路が延びる方向に沿った目標スペースＳＰ１ａの長さは、危険領域４０ａ１と危険領域４０ｂ１との間の距離に相当し、走行路の幅方向に沿った目標スペースＳＰ１ａの長さ（幅）は、走行路の幅方向に沿った危険領域４０ａ１、４０ｂ１の長さ（幅）に相当する。また、ＥＣＵ１０は、車線変更のための目標走行経路を設定する上で用いる走行経由点として、目標スペースＳＰ１ａの中に目標点Ｐ１ａを設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、目標スペースＳＰ１ａの中央に目標点Ｐ１ａを設定する。

この後、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間が経過するまでの期間について、自車両１周辺の状況を所定の周期で繰り返し予測していく。図２の中央に示すように、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間が経過するまでの期間の途中において、具体的には現在から第１時間後には、周辺車両３ａ、３ｂの危険領域４０ａ２、４０ｂ２を予測する。この場合、ＥＣＵ１０は、第１時間後における自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対速度及び相対距離（車間距離）などを予測し、これらの相対速度及び相対距離などに基づき、上記と同様の方法により、危険領域４０ａ２、４０ｂ２を設定する。

次いで、ＥＣＵ１０は、設定された危険領域４０ａ２と危険領域４０ｂ２との間に目標スペースＳＰ１ｂを設定すると共に、この目標スペースＳＰ１ｂの中央に目標点Ｐ１ｂを設定する。次いで、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点Ｐ１ｂとの相対速度及び相対距離に基づき、自車両１を目標点Ｐ１ｂに追従させるための自車両１の速度を求める。ＥＣＵ１０は、この自車両１の速度と先行車両である周辺車両３ａの速度との相対速度などに基づき、自車両１が車線変更したときに自車両１と周辺車両３ａとが衝突する可能性を判定する。図２に示す例では、ＥＣＵ１０は、衝突する可能性はないと判定して、第１時間が過ぎた後も、自車両１周辺の状況を引き続き予測していく。

この後、図２の下に示すように、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間後、つまり車線変更に要する時間の経過時には、周辺車両３ａ、３ｂの危険領域４０ａ３、４０ｂ３を予測する。この場合、ＥＣＵ１０は、第２時間後における自車両１と周辺車両３ａ、３ｂとの相対速度及び相対距離（車間距離）などを予測し、これらの相対速度及び相対距離などに基づき、上記と同様の方法により、危険領域４０ａ３、４０ｂ３を設定する。次いで、ＥＣＵ１０は、設定された危険領域４０ａ３と危険領域４０ｂ３との間に目標スペースＳＰ１ｃを設定すると共に、この目標スペースＳＰ１ｃの中央に目標点Ｐ１ｃを設定する。次いで、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点Ｐ１ｂとの相対速度及び相対距離に基づき、自車両１を目標点Ｐ１ｃに追従させるための自車両１の速度を算出する。ＥＣＵ１０は、この自車両１の速度と先行車両である周辺車両３ａの速度との相対速度などに基づき、自車両１が車線変更したときに自車両１と周辺車両３ａとが衝突する可能性を判定する。図２に示す例では、ＥＣＵ１０は、衝突する可能性はないと判定する。

次いで、ＥＣＵ１０は、更に、自車両１と目標点Ｐ１ｃとの相対距離が所定距離（例えば５ｍ）未満で、且つ自車両１と目標点Ｐ１ｃとの相対速度が所定速度（例えば５～１０ｋｍ）未満であるか否かを判定する。図２に示す例では、ＥＣＵ１０は、相対距離が所定距離未満で且つ相対速度が所定速度未満であると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、目標点Ｐ１ｃを走行経由点として採用することを決定し、自車両１の現在位置と走行経由点Ｐ１ｃとを繋ぐ経路Ｌ１を（例えば所定の曲線（ｎ次関数など）を用いて経路Ｌ１を生成すればよい）、車線変更のための目標走行経路として設定する。このような目標走行経路Ｌ１により運転制御を行うと、現在から第２時間が経過したときに、自車両１の速度と目標点Ｐ１ｃの移動速度（一義的に目標スペースＳＰ１ｃの移動速度）との相対速度が所定速度未満である場合に、自車両１が車線変更を開始するようになる。更に、ＥＣＵ１０は、上記の目標走行経路Ｌ１において自車両１に適用すべき車速も設定する。図２に示す例では、ＥＣＵ１０は、車線変更に当たって自車両１を減速（矢印Ａ１参照）させるような車速を設定する。

なお、上記では、先行車両としての周辺車両３ａ及び後続車両としての周辺車両３ｂの両方が自車両１付近に存在する例を示したが、このような先行車両及び後続車両の一方が存在しない場合には、存在するほうの周辺車両から十分なマージンを設けた場所に目標スペースを設定すればよい（図３で示す例も同様とする）。例えば、先行車両のみが存在する場合には、先行車両の後端から所定距離離れた位置までのスペースを目標スペースとして設定すればよく、また、後続車両のみが存在する場合には、後続車両の前端から所定距離離れた位置までのスペースを目標スペースとして設定すればよい。

次に、図３は、車線変更すべき地点が自車両１の比較的近辺にある場合（自車両１と車線変更すべき地点との距離が所定距離（１つの例では１ｋｍ）未満である場合）、例えば車線変更が必要となるような合流地点又は分岐地点が自車両１の比較的近辺にある場合に、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成するための方法についての説明図である。図３は、上に、現在の自車両１周辺の状況を示し、中央に、現在から第１時間（例えば３秒）後に予測される自車両１周辺の状況を示し、下に、現在から第２時間（例えば６秒）後に予測される自車両１周辺の状況を示している。上記と同様に、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間（通常、車両が車線変更を行うのに要する時間に基づき設定される）が経過するまでの期間について、自車両１周辺の状況を所定の周期で繰り返し予測していく。なお、以下では、図２と同様の内容については、その説明を適宜省略する。

まず、ＥＣＵ１０は、自車両１が車線変更する場合、変更先の隣接車線上において自車両１付近に存在する周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの情報を、上記の障害物情報から取得する。この場合、ＥＣＵ１０は、基本的には、変更先の隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する３台の周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの情報を取得する。より詳しくは、ＥＣＵ１０は、隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する先行車両としての周辺車両３ｄ、この周辺車両３ｄの先行車両としての周辺車両３ｃ、及び隣接車線上において自車両１の最も近くに位置する後続車両としての周辺車両３ｅを用いる。本実施形態では、車線変更すべき地点が自車両１の比較的近辺にある場合には、隣接車線上の周辺車両間の距離が狭くなっている傾向にあるため（換言すると隣接車線上の周辺車両が比較的密になっている傾向にあるため）、また、車線変更するのに十分な時間及び距離がないため、ＥＣＵ１０は、車線変更のための目標走行経路を設定する上で、車線変更において移動することとなる周辺車両間のスペースの候補として２つのスペースを考慮するようにしている、つまり当該２つのスペースを形成する３台の周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅを考慮するようにしている。すなわち、ＥＣＵ１０は、２つのスペースを候補として用い、これらを比較することで、目標走行経路の設定のために最終的に１つのスペースを選択するようにする。

次いで、ＥＣＵ１０は、取得された周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの情報に基づき、具体的には自車両１と周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅとの相対速度及び相対距離（車間距離）などに基づき、周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅのそれぞれの周囲に危険領域４０ｃ１、４０ｄ１、４０ｅ１を設定する。この場合、ＥＣＵ１０は、危険領域４０ｃ１、４０ｄ１、４０ｅ１において周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの後方の部分を周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの前方の部分よりも広く設定する。次いで、ＥＣＵ１０は、危険領域４０ｃ１と危険領域４０ｄ１との間に目標スペースＳＰ２ａを設定すると共に、この目標スペースＳＰ２ａの中央に目標点Ｐ２ａを設定し、また、危険領域４０ｄ１と危険領域４０ｅ１との間に目標スペースＳＰ３ａを設定すると共に、この目標スペースＳＰ３ａの中央に目標点Ｐ３ａを設定する。

この後、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間が経過するまでの期間について、自車両１周辺の状況を所定の周期で繰り返し予測していく。図３の中央に示すように、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間が経過するまでの期間の途中において、具体的には現在から第１時間後には、周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの危険領域４０ｃ２、４０ｄ２、４０ｅ２を予測する。次いで、ＥＣＵ１０は、危険領域４０ｃ２と危険領域４０ｄ２との間に第１目標スペースＳＰ２ｂを設定すると共に、この第１目標スペースＳＰ２ｂの中央に第１目標点Ｐ２ｂを設定し、また、危険領域４０ｄ２と危険領域４０ｅ２との間に第２目標スペースＳＰ３ｂを設定すると共に、この第２目標スペースＳＰ３ｂの中央に第２目標点Ｐ３ｂを設定する。

この後、図３の下に示すように、ＥＣＵ１０は、現在から第２時間後、つまり車線変更に要する時間の経過時には、周辺車両３ｃ、３ｄ、３ｅの危険領域４０ｃ３、４０ｄ３、４０ｅ３を予測する。次いで、ＥＣＵ１０は、危険領域４０ｃ３と危険領域４０ｄ３との間に第１目標スペースＳＰ２ｃを設定すると共に、この第１目標スペースＳＰ２ｃの中央に第１目標点Ｐ２ｃを設定し、また、危険領域４０ｄ３と危険領域４０ｅ３との間に第２目標スペースＳＰ３ｃを設定すると共に、この第２目標スペースＳＰ３ｃの中央に第２目標点Ｐ３ｃを設定する。

次いで、ＥＣＵ１０は、これまでの第１及び第２目標スペースＳＰ２ａ、ＳＰ２ｂ、ＳＰ３ａ、ＳＰ３ｂに対する、第２時間後における第１及び第２目標スペースＳＰ２ｃ、ＳＰ３ｃのそれぞれの大きさ（走行路が延びる方向に沿った長さを意味する。以下同様とする。）の変化に基づき、車線変更のための目標走行経路を設定する上で用いる目標スペースとして、第１及び第２目標スペースＳＰ２ｃ、ＳＰ３ｃの一方を選択する。つまり、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースＳＰ２ｃ、ＳＰ３ｃのうちで、車線変更により自車両１を隣接車線上において移動させるべきスペースとして適しているほうを選択する。図３に示す例では、ＥＣＵ１０は、第１目標スペースＳＰ２ｃが拡大し、第２目標スペースＳＰ３ｃが縮小しているため、第１目標スペースＳＰ２ｃを選択する。こうするのは、縮小している第２目標スペースＳＰ３ｃよりも、拡大している第１目標スペースＳＰ２ｃのほうが、車線変更により自車両１を安全に隣接車線上に移動させられると考えられるからである。

次いで、ＥＣＵ１０は、上記のように選択された第１目標スペースＳＰ２ｃ及び第１目標点Ｐ２ｃを用いて、自車両１と第１目標点Ｐ２ｃとの相対速度及び相対距離に基づき、自車両１を第１目標点Ｐ２ｃに追従させるための自車両１の速度を算出する。ＥＣＵ１０は、この自車両１の速度と、第１目標スペースＳＰ２ｃに車線変更する場合に先行車両となる周辺車両３ｃの速度との相対速度などに基づき、自車両１が車線変更したときに自車両１と周辺車両３ｃとが衝突する可能性を判定する。図３に示す例では、ＥＣＵ１０は、衝突する可能性はないと判定する。

次いで、ＥＣＵ１０は、更に、自車両１と第１目標点Ｐ２ｃとの相対距離が所定距離（例えば５ｍ）未満で、且つ自車両１と第１目標点Ｐ２ｃとの相対速度が所定速度（例えば５～１０ｋｍ）未満であるか否かを判定する。図３に示す例では、ＥＣＵ１０は、相対距離が所定距離未満で且つ相対速度が所定速度未満であると判定する。そして、ＥＣＵ１０は、第１目標点Ｐ２ｃを走行経由点として採用することを決定し、自車両１の現在位置と走行経由点Ｐ２ｃとを繋ぐ経路Ｌ２を（例えば所定の曲線（ｎ次関数など）を用いて経路Ｌ２を生成すればよい）、車線変更のための目標走行経路として設定する。このような目標走行経路Ｌ２により運転制御を行うと、現在から第２時間が経過したときに、自車両１の速度と第１目標点Ｐ２ｃの移動速度（一義的に第１目標スペースＳＰ２ｃの移動速度）との相対速度が所定速度未満である場合に、自車両１が車線変更を開始するようになる。更に、ＥＣＵ１０は、上記の目標走行経路Ｌ２において自車両１に適用すべき車速も設定する。図３に示す例では、ＥＣＵ１０は、車線変更に当たって自車両１を加速（矢印Ａ２参照）させるような車速を設定する。

次に、図４乃至図７を参照して、本発明の実施形態においてＥＣＵ１０によって実行される処理の流れについて説明する。図４は、本発明の実施形態による全体処理を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施形態において、車線変更すべき地点が比較的遠方にある場合に、図２に示したような方法により目標走行経路を生成するための処理（第１処理）を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施形態において、車線変更すべき地点が自車両１の比較的近辺にある場合に、図３に示したような方法により目標走行経路を生成するための処理（第２処理）を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態において、車線変更に要する時間に相当する第２時間（以下では適宜「車線変更時間」と呼ぶ。）が経過するまでの間、目標スペースを追従するための処理（目標スペース追従処理）を示すフローチャートである。

図４のフローチャートに係る処理は、ＥＣＵ１０によって所定の周期（例えば、０．０５～０．２秒毎）で繰り返し実行される。このフローチャートに係る処理が開始されると、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１０は、図１に示した複数のセンサ類（特にカメラ２１、レーダ２２、車速センサ２３、及びナビゲーションシステム３０など）から各種種の情報を取得する。この場合、ＥＣＵ１０は、上述した走行路情報及び障害物情報を少なくとも取得する。

次いで、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、走行路情報などに基づき、自車両１が目的地に到達するまでの間に、走行路の分岐又は合流があるか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ１０は、分岐又は合流があると判定した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進み、分岐又は合流がないと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、図４に示すフローチャートに係る処理を終了する。

次いで、ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１０は、車両１の車線変更要求があるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１０は、走行路情報などに基づき、走行路の分岐又は合流のために自車両１が車線変更を行う必要があるか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ１０は、車線変更要求があると判定した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進み、車線変更要求がないと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、図４に示すフローチャートに係る処理を終了する。

次いで、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、走行路情報から、自車両１の現在位置から分岐地点又は合流地点までの距離を取得する。そして、ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第１所定距離以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点が比較的遠方にあるか否か、すなわち図２に示したような方法により目標走行経路を生成すべき状況であるか否かを判定している。このような判定の趣旨から、ステップＳ１０５の判定に用いられる第１所定距離が設定される。好適には、第１所定距離は、走行路の種別に応じて設定される。１つの例では、第１所定距離は、高速道路では１ｋｍ程度に設定され、一般道路では５００ｍ程度に設定される。

ステップＳ１０５の結果、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第１所定距離以上であると判定した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進み、図２に示したような方法により目標走行経路を生成するための第１処理を行う。この処理の詳細は後述する。これに対して、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第１所定距離未満であると判定した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第２所定距離（＜第１所定距離）以上であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が非常に短く、車線変更を行うのが困難な状況であるか否かを判定している。このような判定の趣旨から、ステップＳ１０７の判定に用いられる第２所定距離が設定される。好適には、第２所定距離は、走行路の種別に応じて設定される。１つの例では、第２所定距離は、高速道路では１００ｍ程度に設定され、一般道路では５０ｍ程度に設定される。

ステップＳ１０７の結果、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第２所定距離以上であると判定した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進み、図３に示したような方法により目標走行経路を生成するための第２処理を行う。この処理の詳細は後述する。これに対して、ＥＣＵ１０は、分岐地点又は合流地点までの距離が第２所定距離未満であると判定した場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０９に進む。この場合には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路に基づく運転支援において自車両１を車線変更させないことを決定し（ステップＳ１０９）、図４に示すフローチャートに係る処理を終了する。

次いで、上記のステップＳ１０６、Ｓ１０８の後、つまり第１処理又は第２処理の終了後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１０に進み、第１処理又は第２処理により決定された走行経由点に基づき、車線変更のための目標走行経路を生成する。例えば、ＥＣＵ１０は、ｎ次関数などの所定の曲線を用いて、車線変更により自車両１を走行経由点に到達させる目標走行経路を生成する。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１１に進み、生成された目標走行経路に沿って車両１が走行するように、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２及びステアリング制御システム３３のうちの少なくとも１以上に対して制御信号を送信して、運転制御として、エンジン制御、制動制御及び操舵制御の少なくとも１つ以上を実行する。なお、ＥＣＵ１０は、第１処理又は第２処理により走行経由点が決定されなかった場合には（詳細は後述する）、目標走行経路に基づく運転支援において自車両１を車線変更させないことを決定し、図４に示すフローチャートに係る処理を終了する。

次に、図５を参照して、図４のステップＳ１０６で行われる第１処理について説明する。第１処理が開始されると、ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ１０１で取得された障害物情報から、自車両１の変更先の隣接車線上において自車両１付近に存在する２台の周辺車両の情報を取得する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１の前方において自車両１の最も近くに位置する周辺車両（先行車両）の情報、及び自車両１の後方において自車両１の最も近くに位置する周辺車両（後続車両）の情報を取得する。

次いで、ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０１で取得された２台の周辺車両の情報に基づき、これら２台の周辺車両のそれぞれの周囲に危険領域を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１と先行車両との相対速度及び相対距離（車間距離）に基づき、自車両１と先行車両とにおける車頭時間及び／又は衝突余裕時間を算出して、この車頭時間及び／又は衝突余裕時間から先行車両の周囲に危険領域を設定し、また、自車両１と後続車両との相対速度及び相対距離（車間距離）に基づき、自車両１と後続車両とにおける車頭時間及び／又は衝突余裕時間を算出して、この車頭時間及び／又は衝突余裕時間から後続車両の周囲に危険領域を設定する。また、ＥＣＵ１０は、先行車両及び後続車両のそれぞれの危険領域について、車両の後方に延びる部分を車両の前方の部分よりも広く設定する。

次いで、ステップＳ２０３において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０２で設定された先行車両の危険領域と後続車両の危険領域との間に目標スペースを設定すると共に、この目標スペースの中央に目標点を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０４において、こうして設定された目標スペースなどに基づき、図７の目標スペース追従処理を実行する。

次に、図６を参照して、図４のステップＳ１０８で行われる第２処理について説明する。第２処理が開始されると、ステップＳ３０１において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ１０１で取得された障害物情報から、自車両１の変更先の隣接車線上において自車両１付近に存在する３台の周辺車両の情報を取得する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１の前方において自車両１の最も近くに位置する周辺車両（以下では適宜「第２先行車両」と呼ぶ。）の情報と、この第２先行車両の直ぐ前方に位置する周辺車両（以下では適宜「第１先行車両」と呼ぶ。）の情報と、自車両１の後方において自車両１の最も近くに位置する周辺車両（後続車両）の情報と、を取得する。なお、これら第１先行車両、第２先行車両及び後続車両は、それぞれ、本発明における「第１周辺車両」、「第２周辺車両」及び「第３周辺車両」に相当する。

次いで、ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０１で取得された３台の周辺車両の情報に基づき、これら３台の周辺車両のそれぞれの周囲に危険領域を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１と第１先行車両との相対速度及び相対距離（車間距離）に基づき、自車両１と第１先行車両とにおける車頭時間及び／又は衝突余裕時間を算出して、この車頭時間及び／又は衝突余裕時間から第１先行車両の周囲に危険領域を設定する。これと同様の方法により、ＥＣＵ１０は、第２先行車両及び後続車両のそれぞれについて危険領域を設定する。また、ＥＣＵ１０は、第１先行車両、第２先行車両及び後続車両のそれぞれの危険領域について、車両の後方に延びる部分を車両の前方の部分よりも広く設定する。

次いで、ステップＳ３０３において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０２で設定された危険領域に基づき目標スペースを設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、第１先行車両の危険領域と第２先行車両の危険領域との間に目標スペース（第１目標スペース）を設定すると共に、第２先行車両の危険領域と後続車両の危険領域との間に目標スペース（第２目標スペース）を設定する。

次いで、ステップＳ３０４において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０３で設定された第１及び第２目標スペースの変化を算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、車線変更時間後における第１及び第２目標スペースの大きさの変化率（変化速度）を算出する。この場合、ＥＣＵ１０は、自車両１と第１先行車両との相対速度などに基づき、車線変更時間後における第１目標スペースの前端の速度を算出すると共に、自車両１と第２先行車両との相対速度などに基づき、車線変更時間後における第１目標スペースの後端の速度を算出し、これら第１目標スペースの前端及び後端の速度から第１目標スペースの大きさの変化率を得る。同様に、ＥＣＵ１０は、自車両１と第２先行車両との相対速度などに基づき、車線変更時間後における第２目標スペースの前端の速度を算出すると共に、自車両１と後続車両との相対速度などに基づき、車線変更時間後における第２目標スペースの後端の速度を算出し、これら第２目標スペースの前端及び後端の速度から第２目標スペースの大きさの変化率を得る。ＥＣＵ１０は、このような第１及び第２目標スペースの大きさの変化率に加えて、車線変更時間後における第１及び第２目標スペースの大きさ自体も算出する。

次いで、ステップＳ３０５において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０４で算出された第１及び第２目標スペースの変化に基づき、第１及び第２目標スペースのうちで、車線変更により自車両１を隣接車線上において移動させるべきスペースとして適しているものを選択する。１つの例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの一方が拡大し、他方が縮小している場合には、拡大しているほうの目標スペースを選択する。他の例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方が拡大している場合には、拡大率が大きいほうの目標スペース、又はサイズが大きいほう（つまり走行路が延びる方向に沿った長さが長いほう）の目標スペースを選択する。更に他の例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方が拡大していない場合、つまり縮小しているか又は大きさが一定である場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースを選択する。更に他の例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方が縮小している場合には、第１及び第２目標スペースの一方又は両方の大きさが所定値以上である場合にのみ、第１及び第２目標スペースのうちで大きいほうの目標スペースを選択する。この例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方の大きさが所定値未満である場合には、第１及び第２目標スペースのいずれも選択しない。更に他の例では、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの大きさの変化が同程度である場合、及び／又は第１及び第２目標スペースの大きさが同じ場合には、後ろにある第２目標スペースを選択する。こうするのは、自車両１が車線変更時に加速して前方の第１目標スペースに移動するよりも、自車両１が車線変更時に減速して後方の第２目標スペースに移動するほうが安全と考えられるからである。なお、上記した複数の例は、適宜組み合せて実施してもよい。

次いで、ステップＳ３０６において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３０５で選択された目標スペースなどに基づき、図７の目標スペース追従処理を実行する。

次に、図７を参照して、図５のステップＳ２０４及び図６のステップＳ３０６で行われる目標スペース追従処理について説明する。目標スペース追従処理が開始されると、ステップＳ４０１において、ＥＣＵ１０は、上記した第１又は第２処理において適用された目標スペース（第２処理の場合には、当該処理にて選択された目標スペース）を規定する２台の周辺車両のそれぞれについて危険領域を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、カルマンフィルタなどを用いて、周辺車両の位置や速度を予測して、自車両１と周辺車両との相対速度及び相対距離（車間距離）を求める。そして、ＥＣＵ１０は、自車両１と周辺車両との相対速度及び相対距離に応じた車頭時間及び／又は衝突余裕時間に基づき、周辺車両の周囲に危険領域を設定する。

次いで、ステップＳ４０２において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４０１で２台の周辺車両のそれぞれの周囲に設定された危険領域の間に、目標スペースを設定する。また、ＥＣＵ１０は、この目標スペースの中央に目標点を設定する。

次いで、ステップＳ４０３において、ＥＣＵ１０は、自車両１がステップＳ４０２で設定された目標点に追従するための加減速度を算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点との相対速度及び相対距離に基づき、自車両１が目標点に追従するための加減速度を算出する。そして、ステップＳ４０４において、ＥＣＵ１０は、算出された加減速度を適用した自車両１の速度、つまり目標点に追従するための自車両１の速度を算出する。

次いで、ステップＳ４０５において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４０４で算出された自車両１の速度に基づき、自車両１が車線変更したときに自車両１と目標スペースを規定する先行車両とが衝突する可能性があるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、自車両１と先行車両との相対速度及び相対距離から衝突余裕時間を求め、この衝突余裕時間が所定時間未満である場合に、自車両１と先行車両とが衝突する可能性があると判定する（ステップＳ４０５：Ｎｏ）。この場合には、ＥＣＵ１０は、車線変更するための目標走行経路を規定する走行経由点を設定せずに、換言すると目標点を走行経由点に設定せずに、図７に示すフローチャートに係る処理を終了する。これに対して、ＥＣＵ１０は、衝突余裕時間が所定時間以上である場合には、自車両１と先行車両とが衝突する可能性はないと判定し（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６において、ＥＣＵ１０は、目標スペース追従処理を開始してから車線変更時間が経過したか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車線変更時間が経過していると判定した場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０７に進む。これに対して、ＥＣＵ１０は、車線変更時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、ステップＳ４０１に戻る。この場合には、ＥＣＵ１０は、車線変更時間が経過するまで、ステップＳ４０１～Ｓ４０６の処理を繰り返す。

次いで、ステップＳ４０７において、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点との相対距離及び相対速度を算出する。そして、ステップＳ４０８において、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点との相対距離が所定距離（例えば５ｍ）未満で、且つ自車両１と目標点との相対速度が所定速度（例えば５～１０ｋｍ）未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標スペースとの相対関係が、自車両１が目標スペースに安全且つ確実に移動できるような状態にあるか否かを判定している。

ステップＳ４０８の結果、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点との相対距離が所定距離未満で且つ自車両１と目標点との相対速度が所定速度未満である場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０９に進み、この目標点を、車線変更のための目標走行経路を規定する走行経由点として設定する。これに対して、ＥＣＵ１０は、自車両１と目標点との相対距離が所定距離以上である場合、又は自車両１と目標点との相対速度が所定速度以上である場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、目標点を走行経由点に設定せずに、図７に示すフローチャートに係る処理を終了する。

［作用及び効果］
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。

本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、自車両１が車線変更する場合に、自車両１が変更先の車線において移動すべき目標スペースを周辺車両間に設定し、この目標スペースの移動速度に基づき当該目標スペースの将来位置を予測し、予測された将来位置に基づき、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成する。これにより、様々な速度にて時々刻々と移動していく周辺車両に応じて変化する周辺車両間のスペースの位置を、的確に把握することができる。その結果、目標走行経路に基づく運転支援により自車両１を車線変更させるときに、自車両１を変更先の車線上の周辺車両の間に安全に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、２台の周辺車両のそれぞれの周囲に危険領域を設定し、これら危険領域の間に、自車両１が変更先の車線において移動すべき目標スペースを設定する。これにより、目標走行経路に基づく運転支援により自車両１を車線変更して目標スペースに移動させるときに、自車両１と周辺車両との衝突を効果的に防止することができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、周辺車両の後方に延びる危険領域の部分を、周辺車両の前方に延びる危険領域の部分よりも広く設定するので、自車両１の車線変更時において周辺車両が減速した場合における自車両１と周辺車両との衝突を効果的に防止することができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、自車両１の速度と目標スペースの移動速度（一義的に目標点の移動速度）との相対速度が所定速度未満になったときに、自車両が車線変更を開始するような目標走行経路を生成する。これにより、目標走行経路に基づく運転支援により自車両１を車線変更させるときに、自車両１を目標スペースに安全且つ確実に移動させることができる。

他方で、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、自車両１が車線変更する場合に、自車両１が変更先の車線において移動すべき目標スペースを周辺車両間に設定し、この目標スペースの大きさの変化を予測し、予測された目標スペースの大きさの変化に基づき、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成する。これにより、様々な速度にて時々刻々と移動していく周辺車両に応じて変化する周辺車両間のスペースの大きさを、的確に把握することができる。その結果、目標走行経路に基づく運転支援により自車両１を車線変更させるときに、自車両１を変更先の車線上の周辺車両の間に安全に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、変更先の車線上に２つの目標スペース（第１及び第２目標スペース）を設定し、これら２つの目標スペースのそれぞれの大きさの変化に基づき、一方の目標スペースを選択し、選択された目標スペースに基づき目標走行経路を生成する。これにより、変更先の車線上において自車両１付近に存在する２つの周辺車両間のスペースのうちで、自車両１が移動するのに適したスペースを的確に採用して、目標走行経路を生成することができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの一方が拡大し、他方が拡大していない場合には、拡大しているほうの目標スペースを選択する。これにより、車線変更において自車両１をより安全に隣接車線上に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。この場合には、縮小している目標スペースに自車両１を移動させるよりも、拡大している目標スペースに自車両１を移動させるほうが安全と考えられるからである。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方が拡大していない場合、つまり縮小しているか又は大きさが一定である場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースを選択する。これによっても、車線変更において自車両１をより安全に隣接車線上に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。この場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースに自車両１を移動させるのが安全と考えられるからである。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの両方が縮小している場合において、第１及び第２目標スペースの一方又は両方の大きさが所定値以上である場合には、第１及び第２目標スペースのうちで大きいほうの目標スペースを選択する。これによっても、車線変更において自車両１をより安全に隣接車線上に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。この場合には、目標スペースが縮小していても、目標スペースが十分な大きさを有していれば、この目標スペースに自車両１を移動させるのは安全と考えられるからである。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、第１及び第２目標スペースの大きさの変化が同程度である場合には、第２目標スペースを選択する。これによっても、車線変更において自車両１をより安全に隣接車線上に移動させられる目標スペースを的確に採用することができる。この場合には、自車両１が車線変更時に加速して前方の第１目標スペースに移動するよりも、自車両１が車線変更時に減速して後方の第２目標スペースに移動するほうが安全と考えられるからである。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、自車両１が車線変更すべき地点までの距離が所定距離以上である場合には、目標スペースの移動速度に基づき当該目標スペースの将来位置を予測し、予測された将来位置に基づき、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成する一方で、自車両１が車線変更すべき地点までの距離が所定距離未満である場合には、目標スペースの大きさの変化を予測し、予測された目標スペースの大きさの変化に基づき、自車両１が車線変更するときに走行させる目標走行経路を生成する。これにより、車線変更すべき地点が遠方にあるか自車両１の近辺にあるかに応じて、目標スペースに基づき目標走行経路を生成するための処理を適切に切り替えることができる。

［変形例］
上記した実施形態では、第１処理において、２台の周辺車両により規定された１つの目標スペースに基づき目標走行経路を生成していたが（図２参照）、他の例では、３台以上の周辺車両により規定された２つ以上の目標スペースに基づき目標走行経路を生成してもよい。また、上記した実施形態では、第２処理において、３台の周辺車両により規定された２つの目標スペースに基づき目標走行経路を生成していたが（図３参照）、他の例では、４台以上の周辺車両により規定された３つ以上の目標スペースに基づき目標走行経路を生成してもよい。

上記した実施形態では、エンジンを駆動源とする車両１に本発明を適用する例を示したが（図１参照）、本発明は、電気モータを駆動源とする車両（電気自動車やハイブリッド車）にも適用可能である。加えて、上述した実施形態では、ブレーキ装置（ブレーキ制御システム３２）により制動力を車両１に付与していたが、他の例では、電気モータの回生により制動力を車両に付与してもよい。

１ 車両（自車両）
３ａ～３ｅ 周辺車両
１０ ＥＣＵ
２１ カメラ
２２ レーダ
３０ ナビゲーションシステム
３１ エンジン制御システム
３２ ブレーキ制御システム
３３ ステアリング制御システム
１００ 車両運転支援システム

Claims (9)

1. 走行経路生成システムであって、
   自車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
   前記走行路上の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得装置と、
   前記走行路情報及び前記障害物情報に基づいて、前記走行路において前記自車両に走行させる目標走行経路を生成するよう構成された演算装置と、を有し、
   前記演算装置は、
   前記自車両が車線変更する場合に、変更先の車線上において前記自車両付近に存在する少なくとも２台以上の周辺車両の情報を、前記障害物情報から取得し、
   前記少なくとも２台以上の周辺車両の情報に基づき、前記自車両が前記変更先の車線において移動すべき目標スペースを、前記少なくとも２台以上の周辺車両の間に設定し、
   前記目標スペースの大きさの変化を予測し、予測された前記目標スペースの大きさの変化及び当該大きさに基づき、前記自車両が車線変更するときに走行させる前記目標走行経路を生成するよう構成され、
   前記演算装置は、現在から所定の車線変更時間が経過した後において、前記自車両の速度と前記目標スペースの移動速度との相対速度が所定速度未満になり、且つ、前記自車両と前記目標スペースとの相対距離が所定距離未満になったときに、前記自車両が車線変更を開始するような前記目標走行経路を生成するよう構成されている、ことを特徴とする走行経路生成システム。
2. 前記演算装置は、
   前記少なくとも２台以上の周辺車両の情報として、前記変更先の車線上に存在する第１周辺車両の情報と、前記第１周辺車両の後方に存在する第２周辺車両の情報と、前記第２周辺車両の後方に存在する第３周辺車両の情報と、を取得し、
   前記第１、第２及び第３周辺車両の情報に基づき、前記目標スペースとして、前記第１周辺車両と前記第２周辺車両との間に第１目標スペース、及び前記第２周辺車両と前記第３周辺車両との間に第２目標スペースを設定し、
   前記第１及び第２目標スペースのそれぞれの大きさの変化に基づき前記第１及び第２目標スペースの一方を選択し、選択された目標スペースに基づき前記目標走行経路を生成するよう構成されている、
   請求項１に記載の走行経路生成システム。
3. 前記演算装置は、前記第１及び第２目標スペースの一方が拡大し、他方が拡大していない場合には、拡大しているほうの目標スペースを選択するよう構成されている、請求項２に記載の走行経路生成システム。
4. 前記演算装置は、前記第１及び第２目標スペースの両方が拡大していない場合には、大きさの変化率が小さい方の目標スペースを選択するよう構成されている、請求項２又は３に記載の走行経路生成システム。
5. 前記演算装置は、前記第１及び第２目標スペースの両方が縮小している場合において、前記第１及び第２目標スペースの一方又は両方の大きさが所定値以上である場合には、前記第１及び第２目標スペースのうちで大きいほうの目標スペースを選択するよう構成されている、請求項２又は３に記載の走行経路生成システム。
6. 前記演算装置は、前記第１及び第２目標スペースの大きさの変化が同程度である場合には、前記第２目標スペースを選択する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。
7. 前記演算装置は、
   前記少なくとも２台以上の周辺車両の情報に基づき、当該少なくとも２台以上の周辺車両のそれぞれの周囲に、前記自車両を進入させないようにするための危険領域を設定し、
   前記少なくとも２台以上の周辺車両のそれぞれに設定された前記危険領域の間に、前記目標スペースを設定し、
   前記周辺車両の後方に延びる前記危険領域の部分を、前記周辺車両の前方に延びる前記危険領域の部分よりも広く設定するよう構成されている、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。
8. 前記演算装置は、
   前記自車両が車線変更すべき地点までの距離が所定距離未満である場合には、予測された前記目標スペースの大きさの変化に基づき、前記自車両が車線変更するときに走行させる前記目標走行経路を生成し、
   前記自車両が車線変更すべき地点までの距離が前記所定距離以上である場合には、前記目標スペースの移動速度に基づき当該目標スペースの将来位置を予測し、予測された前記将来位置に基づき、前記自車両が車線変更するときに走行させる前記目標走行経路を生成するよう構成されている、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の走行経路生成システム。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の走行経路生成システムによって生成された目標走行経路に沿って車両が走行するように、前記車両を運転制御するよう構成された制御装置を有することを特徴とする車両運転支援システム。

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