CN109760673B - 车道变换支持设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车道变换支持设备，包括：驾驶员异常识别单元；车速识别单元；后方识别单元；侧方识别单元；车道变换可行性确定单元，其被配置成在驾驶员异常识别单元识别出驾驶员存在异常时，基于从车速识别单元、后方识别单元和侧方识别单元获取的信息来确定车道变换是否可行；以及车辆控制器，其中，车道变换可行性确定单元被配置成：在宿主车辆的车速低于预定上限速度、最靠近宿主车辆存在的跟随车辆已经在后方防范车辆许可范围内停留了预定时间或更长时间、并且在车道变换允许间隙中不存在车辆的情况下，确定车道变换是可行的。

Description

车道变换支持设备
技术领域
本发明涉及车道变换支持设备。
背景技术
日本未审查专利申请公布第2017-074823号(JP 2017-074823A)公开了关于用于将宿主车辆的车道变换成相邻车道的车道变换支持设备的技术。在该技术中，车道变换支持设备在距前行车辆的车辆间距离和到与前行车辆发生碰撞的时间(在下文中也被称为“TTC”)中的每一个均等于或大于预定值的情况下，确定车道变换是可行的。在该技术中，车道变换支持设备在距跟随车辆的车辆间距离和与跟随车辆的TTC中的每一个均等于或大于预定值的情况下，确定车道变换是可行的。
发明内容
在JP 2017-074823 A中公开的技术中，距其他车辆的车辆间距离或与其他车辆的TTC由检测宿主车辆的周围信息的外部传感器检测。然而，能够由外部传感器识别的距离是有限的。为此，在上述技术中，在相对于在能够由外部传感器识别的范围之外行驶的其他车辆的相对速度高的情况下，可能不能避免由于车道变换引起的碰撞。特别地，用于在驾驶员存在异常的情况下自动变换车道的车道变换支持设备可以使宿主车辆减速以确保安全。为此，在上述车道变换支持设备中，在变换车道时的相对于其他车辆的相对速度趋于变高。相应地，上述问题显得更明显。
本发明提供一种能够在驾驶员被识别为具有异常的情况下安全地执行车道变换的车道变换支持设备。
本发明的方面涉及一种车道变换支持设备。该车道变换支持设备包括：驾驶员异常识别单元，其被配置成识别宿主车辆的驾驶员的异常；车速识别单元，其被配置成识别宿主车辆的车速；后方识别单元，其被配置成识别存在于后方防范车辆许可范围内的至少一个第一车辆，后方防范车辆许可范围是从目标车道中的第一位置至目标车道中的第二位置的范围，第一位置在目标车道延伸的目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后，第二位置在目标车道延伸方向上位于第一位置之后；侧方识别单元，其被配置成识别存在于车道变换允许间隙中的第二车辆，车道变换允许间隙是从目标车道中的第三位置至目标车道中的第四位置的范围，第三位置在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后并且位于第一位置之前，第四位置在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的前端之前；车道变换可行性确定单元，其被配置成：在驾驶员异常识别单元识别出驾驶员存在异常的情况下，基于从车速识别单元、后方识别单元和侧方识别单元获取的信息来确定车道变换是否可行；以及车辆控制器，其被配置成：在车道变换可行性确定单元确定车道变换可行的情况下，通过控制宿主车辆的转向和驱动来自动执行从宿主车辆行驶的宿主车辆车道至目标车道的车道变换，其中，车道变换可行性确定单元被配置成：在宿主车辆的车速低于第一预定上限速度、至少一个第一车辆中的最靠近宿主车辆存在的跟随车辆已经在后方防范车辆许可范围内停留了预定时间或更长时间、并且在车道变换允许间隙中不存在第二车辆的情况下，确定车道变换是可行的。
根据上述配置，在识别出宿主车辆的驾驶员存在异常的情况下，可以通过确定上述条件来安全地执行至车道变换允许间隙的车道变换。
在本发明的方面中，后方识别单元可以被配置成执行：(i)识别存在于后方警报间隙中的第三车辆的功能，后方警报间隙是从宿主车辆的后端至在宿主车辆车道中的、在宿主车辆的车辆行驶方向上位于宿主车辆的后端之后的第五位置的范围；以及(ii)识别存在于车道变换目标后方间隙中的第四车辆的功能，车道变换目标后方间隙是从宿主车辆的后端至在目标车道中的、在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后的第六位置的范围；并且车道变换可行性确定单元可以被配置成：在宿主车辆的车速等于或高于预定中等速度且低于第一预定上限速度、在后方警报间隙中不存在第三车辆、在车道变换目标后方间隙中不存在第四车辆、并且在车道变换允许间隙中不存在第二车辆的情况下，确定车道变换是可行的。
在宿主车辆的车速等于或高于中等速度的情况下，容易确保与跟随车辆的TTC。因此，即使在后方防范车辆许可范围内不存在跟随车辆的情况下，除非在车道变换目标后方间隙中存在车辆，否则也可以确定车道变换是可行的。然而，在宿主车辆车道后面存在跟随车辆的情况下，可能难以根据目标车道的后侧的车辆检查宿主车辆。根据上述配置，通过确定在后方警报间隙中不存在跟随车辆，即使在后方防范车辆许可范围内不存在跟随车辆的情况下，也可以确保车道变换的安全性。
在本发明的方面中，可以将后方警报间隙和车道变换目标后方间隙中的至少一个设置为能够根据宿主车辆的车速而变化。
根据上述配置，可以进一步增强车道变换的安全性。
在本发明的方面中，车辆控制器可以被配置成：在驾驶员异常识别单元识别出驾驶员存在异常的情况下，在车道变换开始之前将宿主车辆的车速限制成第二预定上限速度或更低速度。
根据上述配置，可以安全地执行车道变换。
在本发明的方面中，车道变换支持设备还可以包括警报控制器，该警报控制器被配置成在车道变换开始之前给出车道变换将要开始的警报。
根据上述配置，可以使跟随车辆停留在后方防范车辆许可范围内。如上所述，可以安全地执行车道变换。
在本发明的方面中，可以将车道变换允许间隙设置为能够根据宿主车辆的车速或者宿主车辆的车速与在目标车道中行驶的其他车辆的车速之间的相关值而变化。
根据上述配置，可以进一步增强车道变换的安全性。
如上所述，根据本发明的方面，可以提供能够在驾驶员被识别为具有异常的情况下安全地执行车道变换的车道变换支持设备。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出根据本实施方式的车道变换支持设备的驾驶支持控制的概念图；
图2是示出根据本实施方式的车道变换支持设备的驾驶支持控制的时间表的示例；
图3是示出本实施方式的车道变换支持设备的示意性配置的图；
图4是示出在本实施方式中执行的驾驶支持控制的例程的流程图；以及
图5是示出在本实施方式中执行的驾驶支持控制的例程的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。在以下实施方式中涉及元件的数量、量、范围等的情况下，除非另外说明或者除非在原则上明确指定数量，否则本发明不限于此。除非另外指定或者在原则上明确指定，否则在下述实施方式中描述的结构、步骤等对本发明来说不一定是必不可少的。
1.第一实施方式
1-1.通过车道变换支持设备进行的驾驶支持控制的概述
图1是示出根据本实施方式的车道变换支持设备的驾驶支持控制的概念图。车道变换支持设备安装在车辆中，并且在驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下执行驾驶支持控制以支持代替驾驶车辆的驾驶员驾驶。在下面的描述中，安装有车道变换支持设备的车辆被称为“宿主车辆”，在宿主车辆的前方行驶的其他车辆被称为“前行车辆”，并且在宿主车辆后方行驶的其他车辆被称为“跟随车辆”。宿主车辆正在行驶的车道被称为“宿主车辆车道”，并且宿主车辆向其执行车道变换的车道被称为“目标车道”。在单侧N车道(N＝1，2，…，n)的道路上，存在按照从被管制至最低车速的车道起的顺序的第一交通区域、第二交通区域、……、第n交通区域。
在驾驶支持控制中，在驾驶车辆的驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下，车道变换支持设备自动地将宿主车辆的车道变换到第一交通区域。在变换车道的情况下，车道变换支持设备获取宿主车辆的周围信息，并且基于所获取的周围信息确定是否可以变换宿主车辆的车道。周围信息包括距其他车辆的车辆间距离或到与其他车辆发生碰撞的时间(TTC)。在车道变换支持设备确定宿主车辆的车道变换可行的情况下，车道变换支持设备将车道变换成目标车道。在宿主车辆将车道变换到第一交通区域的情况下，车道变换支持设备使宿主车辆减速以使宿主车辆安全地停止。
在上述驾驶支持控制中，在驾驶车辆的驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下，需要将宿主车辆的车速减速至约50km/h以确保安全。在上述中等速度范围或低速范围的驾驶支持控制中，由于相对于在目标车道中行驶的跟随车辆的相对速度高，所以可能不能避免由于车道变换引起的碰撞。然而，传感器可以识别目标的距离是有限的。为此，在存在从传感器不能识别的范围以高速接近宿主车辆的跟随车辆的情况下，可能不能确保足够的TTC。
因此，根据本实施方式的车道变换支持设备在宿主车辆车道和目标车道中设置多个区域，并且基于所述区域中的每个区域之间的关系以及存在或不存在其他车辆来确定是否执行车道变换。被应用在根据本实施方式的车道变换支持设备中的区域是四个区域：后方防范车辆许可范围、车道变换允许间隙、后方警报间隙和车道变换目标后方间隙。
后方防范车辆许可范围是假设目标车道中的已经识别出宿主车辆的车道变换的意图的跟随车辆将停留的区域。在图1中，后方防范车辆许可范围被表示为从目标车道中的第一位置P1至第二位置P2的范围，所述第一位置P1在目标车道延伸的目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后，所述第二位置P2在目标车道延伸方向上位于第一位置P1之后。第一位置P1是位于宿主车辆之后距宿主车辆的后端预定距离的位置。例如，第一位置P1可以被设置在距宿主车辆的后端10m的位置处。第二位置P2是位于宿主车辆之后距宿主车辆的后端预定距离的位置。例如，第二位置P2可以被设置在距宿主车辆的后端20m的位置处。
车道变换允许间隙是宿主车辆将车道变换至其的区域。在图1中，车道变换允许间隙被表示为从目标车道中的第三位置P3至第四位置P4的范围，所述第三位置P3在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后且位于第一位置之前，所述第四位置P4在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的前端之前。第三位置P3是位于宿主车辆之后距宿主车辆的后端预定距离的位置。例如，第三位置P3可以被设置成10m。第四位置P4是位于宿主车辆之前距宿主车辆的前端预定距离的位置。例如，第四位置P4可以被设置成10m。在第三位置P3被设置在第一位置P1之后的情况下，车道变换允许间隙与后方防范车辆许可范围交叠。因此，第三位置P3被设置成在第一位置P1前方的位置。
后方警报间隙是宿主车辆车道的、在从在目标车道中行驶的跟随车辆识别在宿主车辆车道中行驶的宿主车辆时可能干扰跟随车辆的驾驶员的视野的区域。在图1中，后方警报间隙被表示为从宿主车辆车道中的宿主车辆的后端至在宿主车辆的车辆行驶方向上位于宿主车辆的后端之后的第五位置P5的范围。第五位置P5是位于宿主车辆之后距宿主车辆的后端预定距离的位置。例如，第五位置P5可以被设置成40m。
车道变换目标后方间隙是目标车道的位于宿主车辆之后的区域。在图1中，车道变换目标后方间隙被表示为从目标车道中的宿主车辆的后端至在目标车道延伸方向上位于宿主车辆的后端之后的第六位置P6的范围。第六位置P6是位于宿主车辆之后距宿主车辆的后端预定距离的位置。例如，第六位置P6可以被设置成50m。
在驾驶车辆的驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下，根据本实施方式的车道变换支持设备自动地将车道变换到第一交通区域。在车道变换之后，车道变换支持设备执行驾驶支持控制以使车辆减速并停止。图2是示出根据本实施方式的车道变换支持设备的驾驶支持控制的时间表的示例。在下面的描述中，除了图1之外，将参照图2描述驾驶支持控制的概述。
如图2中所示，例如，在驾驶车辆的驾驶员在时刻t1陷入难以驾驶的状态的情况下，根据本实施方式的车道变换支持设备激活慢减速模式。在慢减速模式下，车速的上限被限制成适于车道变换的预定上限速度(例如，50km/h)。如上所述，在宿主车辆的车速V高于上限速度的情况下，执行使宿主车辆减速至上限速度的控制。在慢减速模式下，车道变换支持设备警告驾驶员。该警告是提示驾驶员驾驶的警告或者指示由驾驶支持控制自动支持宿主车辆的驾驶的警告例如“请驾驶并且停车支持功能将很快起作用”。在慢减速模式下，可以提供用于通知其他周围车辆等驾驶员可能异常的警报控制。作为上述警报控制，例如，可以执行用于打开或闪烁宿主车辆的照明装置或方向指示器的控制，或者用于从喇叭装置朝外鸣喇叭的控制。
在尽管向驾驶员给出了警告但是经过预定时间之后直到时间t2不存在来自驾驶员的响应的情况下，车道变换支持设备确认驾驶员存在异常，并且激活自动车道变换(LC)模式，在自动车道变换(LC)模式下，车道被自动变换成被管制至最低车速的第一交通区域。在自动LC模式下，车道变换支持设备使针对目标车道的方向指示器闪烁。在上述情况下，车道变换支持设备还可以从喇叭装置朝外鸣喇叭。
在慢减速模式下，在宿主车辆的车速低于上限速度的情况下，车道变换支持设备可以在自动LC模式被激活的情况下首先将宿主车辆的车速增加至上限速度。上述情形可能例如在宿主车辆在用于跟随前行车辆的前行车辆跟随控制正在被执行时跟随前行车辆的减速而减速的情况下发生，如图2中的点划线所指示的。通过在自动LC模式下将宿主车辆的车速增加至上限速度，可以降低相对于其他周围车辆的相对速度。因此，可以进一步增加稍后将描述的关于是否执行车道变换的确定将是正确的可能性。
车道变换支持设备基于其他车辆是否属于上述每个区域来确定是否执行车道变换。在确定时，车道变换支持设备在其他车辆属于每个区域的一部分的情况下确定所述其他车辆属于上述每个区域。
在自动LC模式下，使方向指示器闪烁以向外部指示宿主车辆的车道变换的意图。为此，车道变换支持设备可以确定在后方防范车辆许可范围内停留了预定时间(例如，2秒)或更长时间的跟随车辆识别出宿主车辆的车道变换的意图。可以说上述跟随车辆用于防范其他跟随车辆从目标车道的更靠后侧以高速接近宿主车辆。在以下描述中，停留在后方防范车辆许可范围内的跟随车辆也被称为“后方防范车辆”。因此，车道变换支持设备在跟随车辆在后方防范车辆许可范围内停留了预定时间(例如，2秒)或更长时间并且其他车辆不属于包括车道变换目标的区域的车道变换允许间隙的情况下确定宿主车辆的车道变换是可行的。在以下描述中，上述车道变换条件被称为“LC条件1”。如上所述，可以消除与从目标车道的后侧以高速接近的跟随车辆发生碰撞的风险。
在宿主车辆以预定中等速度(例如，45km/h)或更高速度行驶的情况下，难以想象相对于跟随车辆的相对速度变得非常高。因此，在宿主车辆以预定中等速度(例如，45km/h)或更高速度行驶的情况下，车道变换支持设备可以在车道变换允许间隙、后方警报间隙和车道变换目标后方间隙中不存在其他车辆的情况下确定宿主车辆的车道变换是可行的。在以下描述中，上述车道变换条件被称为“LC条件2”。如上所述，可以消除与从目标车道的后侧以高速接近的跟随车辆发生碰撞的风险。
在满足LC条件1或LC条件2的情况下，根据本实施方式的车道变换支持设备确定宿主车辆的车道变换是可行的，并且将车道变换成目标车道。车道变换支持设备重复上述车道变换操作直到宿主车辆到达第一交通区域。在宿主车辆在时间t3处到达第一交通区域的情况下，车道变换支持设备激活减速停止模式，在减速停止模式下宿主车辆被减速并停止。如上所述，宿主车辆安全地停在第一交通区域中。根据上述车道变换支持设备，可以在驾驶员被识别为具有异常的情况下安全地执行车道变换。
依赖于其他车辆的状况，既不满足LC条件1也不满足LC条件2的情形可能持续长时间。因此，在既不满足LC条件1也不满足LC条件2的情形持续预定时间或预定距离或更长的情况下，车道变换支持设备使宿主车辆在当前车道中减速并且停止。如上所述，在驾驶员被识别为具有异常的情况下，可以避免长时间行驶。
1-2.车道变换支持设备的配置示例
将描述执行上述驾驶支持控制的车道变换支持设备的配置示例。图3是示出本实施方式的车道变换支持设备的示意性配置的图。图3中所示的车道变换支持设备安装在车辆中，并且在驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下执行驾驶支持控制以支持代替驾驶车辆的驾驶员驾驶。
如图3中所示，车道变换支持设备被配置成包括安装在宿主车辆中的车辆电子控制单元(ECU)10。车道变换支持设备被配置成包括连接至车辆ECU 10的输入侧的摄像机1、雷达2、通信装置3、导航装置4、驾驶员状态检测传感器5和车辆状态检测传感器6。车道变换支持设备被配置成还包括连接至车辆ECU 10的输出侧的驱动装置21、制动装置22、转向装置23、喇叭装置24、照明装置25和方向指示器26。
摄像机1用作用于获取宿主车辆的周围信息的信息获取装置，例如用于捕获宿主车辆的前方的图像的前方摄像机或者用于捕获宿主车辆的右后方和左后方的图像的右后方摄像机和左后方摄像机。通过摄像机1捕获的图像在任何时间处作为图像数据被传输至车辆ECU 10，并且通过车辆ECU 10对图像数据执行图像处理。通过摄像机1获取的周围信息是例如在宿主车辆的前方和后方行驶的其他车辆的位置信息或者道路信息例如白线信息和信号信息。
雷达2是例如激光雷达或毫米波雷达，并且用作用于获取宿主车辆的周围信息的信息获取装置。雷达2将激光波等发射至宿主车辆的前侧和后侧并且接收所发射的激光波的反射波以获取宿主车辆的周围信息。通过雷达2获取的周围信息是例如关于存在或不存在其他车辆的信息、关于至其他车辆的距离、角度(即相对位置)或速度(相对速度)的信息以及关于电线杆、建筑物等的位置信息。通过雷达2检测到的每条信息在任何时间处被传输至车辆ECU 10。
通信装置3用作用于通过设置在宿主车辆中的天线从设置在道路上的路边装置接收周围信息的信息获取装置。路边装置是传输例如拥堵信息、车道的交通信息、诸如临时停车的管制信息以及盲点位置处的交通情况的信息的信标装置。通信装置3还用作用于通过天线直接与宿主车辆周围的其他车辆通信或者通过中继装置(未示出)与宿主车辆周围的其他车辆通信的信息获取装置。在本文中获取的周围信息是其他车辆的位置信息、速度信息以及关于操作状态(例如，方向指示器是否***作)的信息。通过通信装置3接收到的每条信息在任何时间处被传输至车辆ECU 10。
导航装置4通过天线根据全球定位***(GPS)卫星检测宿主车辆的当前位置，并且使用GPS、速度传感器、陀螺仪等检测宿主车辆的行驶速度或引导去往目的地的路线。导航装置4具有包括详细道路信息的地图数据。例如，地图数据包括关于道路的形状、车道的数量和车道宽度的信息。通过导航装置4获取的当前位置信息、道路信息等在任何时间处被传输至车辆ECU 10。
驾驶员状态检测传感器5检测驾驶宿主车辆的驾驶员的状态。在本文中检测到的驾驶员的状态的示例包括驾驶员的驾驶姿势、心跳状况和呼吸状态。例如，通过使用安装在车辆中的用于对驾驶员进行成像的摄像机对驾驶员在驾驶时的姿势或眼睛(眼睛的移动)进行成像来了解驾驶员的驾驶姿势。例如，通过利用内置在方向盘中的电极检测抓握方向盘的驾驶员的心率来了解驾驶员的心跳状况。通过观察内置在驾驶员所坐的座椅中的负载传感器的检测值的变化来了解驾驶员的呼吸状态。检测驾驶员的状态的方法不受特别限制，并且可以使用稍后将描述的驾驶员异常识别单元11能够确定驾驶员是否处于难以驾驶的状态的任何方法。
车辆状态检测传感器6检测宿主车辆的行驶状态。作为车辆状态检测传感器6，可以例示速度传感器、横向加速度传感器、横摆率传感器等。通过车辆状态检测传感器6检测到的信息被传输至车辆ECU 10。
驱动装置21是宿主车辆的驱动源例如发动机。由驱动装置21生成的驱动力通过动力传输路径(未示出)被传输至驱动轮。在作为驱动装置21的发动机中，通过稍后将描述的车辆控制器16控制燃料注入量、燃料注入时刻、节气门打开程度等。以这种方式，控制宿主车辆的驱动力。
制动装置22被配置成包括制动装置和制动执行器，并且无论驾驶员的制动操作如何，都自动地向每个车轮施加制动力。制动装置是一般制动装置，例如通过根据驾驶员踩制动踏板的操作使用空气压力来在前轮和后轮上生成制动力的全空气型鼓式制动器。除了驾驶员的制动操作之外，制动执行器基于来自稍后将描述的车辆控制器16的命令在每个车轮上生成任何大小的制动力，作为自动制动。
转向装置23被配置成包括转向器和转向执行器，并且无论驾驶员的转向操作如何，都自动地控制转向角。转向器是根据驾驶员的转向操作改变车轮的方向的一般转向装置。除了驾驶员的转向操作之外，转向执行器基于来自稍后将描述的车辆控制器16的命令改变车轮的方向，作为自动转向。
喇叭装置24是例如通过操作内置在方向盘中的喇叭开关来发出声音(喇叭)以向车辆的外部发送警报的警报装置。照明装置25包括被设置在宿主车辆的前表面的左右侧的前照灯以及被设置在宿主车辆的后表面的左右侧的尾灯和制动灯。在照明装置25中存在远光灯和近光灯两种类型的前照灯。前照灯也用作用于通过在近光灯点亮时使远光灯闪烁即执行所谓的通行来向车辆的前侧发送警报的警报装置。照明装置25的尾灯或制动灯也用作用于通过使尾灯或制动灯闪烁来向车辆的后侧发送警报的警报装置。方向指示器26是至少被设置在宿主车辆的前后的右端和左端中的每一个处以向其他车辆等通知宿主车辆的行驶方向的警报装置。
1-3.对车辆ECU的功能的描述
车辆ECU 10是计算机，其包括用于执行各种算术处理的中央处理单元(CPU)、存储车辆ECU 10的控制所需要的程序或数据的只读存储器(ROM)、临时存储CPU的计算结果等的随机存取存储器(RAM)、用于从外部接收信号以及向外部输出信号的输入和输出端口等。
在本实施方式的车辆ECU 10中，在驾驶宿主车辆的驾驶员陷入难以驾驶的状态的情况下，执行驾驶支持控制以将宿主车辆的车道变换成最低速度侧的车道，并且使宿主车辆减速并停止。作为用于实现上述驾驶支持控制或与驾驶支持控制相关联的控制的功能块，车辆ECU 10具有驾驶员异常识别单元11、车速识别单元12、后方识别单元13、侧方识别单元14、车道变换可行性确定单元15、车辆控制器16和警报控制器17。
驾驶员异常识别单元11是用于基于从驾驶员状态检测传感器5传输的信息来识别驾驶员的状态(健康状况)是否存在异常即驾驶员是否处于难以驾驶的状态的功能块。本文中涉及的“驾驶员存在异常”意思是例如驾驶员难以驾驶宿主车辆的状态例如驾驶员的心跳停止的情况或驾驶员陷入昏迷状态的情况、不清楚驾驶员是否能够驾驶宿主车辆的状态例如注意力不集中和没有操作、以及驾驶员根本不能驾驶宿主车辆的状态。驾驶员异常识别单元11的识别结果被传输至车道变换可行性确定单元15、车辆控制器16和警报控制器17。
车速识别单元12是用于基于从车辆状态检测传感器6传输的信息来识别宿主车辆的当前车速V的功能块。通过车速识别单元12识别的车速V被传输至车道变换可行性确定单元15和车辆控制器16。
后方识别单元13是用于基于从作为信息获取装置的摄像机1、雷达2、通信装置3和导航装置4获取的周围信息来识别在宿主车辆后方行驶的跟随车辆的状态的功能块。具体地，后方识别单元13确定存在或不存在于后方防范车辆许可范围、后方警报间隙和车道变换目标后方间隙中行驶的跟随车辆。确定结果被传输至车道变换可行性确定单元15。
侧方识别单元14是用于基于从作为信息获取装置的摄像机1、雷达2、通信装置3和导航装置4获取的周围信息来识别在宿主车辆的侧方行驶的侧方车辆的状态的功能块。具体地，侧方识别单元14确定存在或不存在于车道变换允许间隙中行驶的其他车辆。确定结果被传输至车道变换可行性确定单元15。
车道变换可行性确定单元15是用于基于从驾驶员异常识别单元11、车速识别单元12、后方识别单元13和侧方识别单元14传输的信息来确定宿主车辆是否能够将车道变换至目标车道的功能块。将参考稍后将描述的流程图详细描述通过车道变换可行性确定单元15执行的具体确定。确定结果被传输至车辆控制器16。
车辆控制器16是用作车辆控制装置的功能块，所述车辆控制装置用于基于从驾驶员异常识别单元11、车速识别单元12和车道变换可行性确定单元15传输的信息来自动控制宿主车辆的驾驶。具体地，车辆控制器16在驾驶员的状态存在异常的情况下执行慢减速模式，在慢减速模式下，宿主车辆的车速被自动限制成预定上限速度(例如，50km/h)。在车道变换可行性确定单元15确定宿主车辆的车道变换可行的情况下，车辆控制器16执行自动LC模式，在自动LC模式下，车道被自动变换成目标车道。在驾驶员的状态存在异常的情况下，车辆控制器16执行减速停止模式，在减速停止模式下，在宿主车辆在第一交通区域中行驶的情况下，宿主车辆被自动减速并停止。
在慢减速模式下，车辆控制器16通过控制驱动装置21的驱动力和制动装置22的制动力将宿主车辆的车速V逐渐降低至预定上限。车辆控制器16通过根据控制目标车辆的车速控制驱动装置21的驱动力和制动装置22的制动力来控制宿主车辆的车速，使得宿主车辆跟随控制目标车辆。
在自动LC模式下，车辆控制器16通过执行用于控制宿主车辆的车速的车速控制和用于控制转向角的转向角控制来将车道变换成目标车道。车辆控制器16通过控制驱动装置21的驱动力和制动装置22的制动力来控制宿主车辆的车速V。通过控制转向装置23的转向执行器来控制车轮的方向，从而将驾驶车道从宿主车辆车道变换成目标车道。
在减速停止模式下，车辆控制器16通过控制驱动装置21的驱动力和制动装置22的制动力来逐渐降低宿主车辆的车速V以使宿主车辆停止。将参考稍后将描述的流程图详细描述通过车辆控制器16执行的具体控制。
警报控制器17是下述功能块，其用于通过控制喇叭装置24、照明装置25或方向指示器26来向宿主车辆周围的其他车辆等给出驾驶员异常、宿主车辆减速、车道变换等的警报。具体地，在驾驶员异常识别单元11识别出驾驶员异常的情况下，警报控制器17通过控制喇叭装置24、照明装置25或方向指示器26来发送发生异常的警报。在自动LC模式下，警报控制器17通过使针对车道变换目标的方向指示器26闪烁来发送车道变换意图的警报。在自动LC模式下，警报控制器17还可以通过使用喇叭装置24鸣喇叭来发送宿主车辆的车道变换意图的警报。在减速停止模式和慢减速模式下，警报控制器17通过使照明装置25闪烁来给出宿主车辆正在减速的警报。在减速停止模式和慢减速模式下，除了照明装置25之外，警报控制器17还可以通过使用喇叭装置24鸣喇叭来给出宿主车辆正在减速的警报。
1-4.驾驶支持控制的具体处理
将参考流程图描述通过具有上述配置的本实施方式的车道变换支持设备执行的驾驶支持控制的具体处理。图4和图5是示出在本实施方式中执行的驾驶支持控制的例程的流程图。当宿主车辆正在行驶时，图4中所示的例程由车辆ECU 10以预定控制周期(例如，0.1秒)重复执行。在图4中所示的例程中自动LC模式被激活的情况下执行图5中所示的例程。
在图4中所示的例程开始的情况下，首先，车辆ECU 10确定是否已经确认驾驶员异常(步骤S100)。此处，车辆ECU 10确定从在稍后描述的步骤S106中向驾驶员给出警告起是否已经经过了预定时间。在驾驶员对呼叫例如警告没有响应的情况下，车辆ECU 10可以确定驾驶员已经发生了异常。作为本文中的预定时间，使用被预先设置为用于确定驾驶员是否异常的时间的时间。结果是，在车辆ECU 10确定驾驶员已经发生异常的情况下，车辆ECU10激活自动LC模式(步骤S102)。此处，执行稍后要描述的图5中所示的例程。
另一方面，在步骤S100中车辆ECU 10确定驾驶员未发生异常的情况下，车辆ECU10确定是否存在驾驶员异常的可能性(步骤S104)。此处，车辆ECU 10中的驾驶员异常识别单元11确定是否存在驾驶员状态(健康状况)异常的可能性。结果是，在车辆ECU 10确定不存在驾驶员状态(健康状况)异常的可能性的情况下，车辆ECU 10确定不需要驾驶支持控制，并且结束该例程。
另一方面，在步骤S104中车辆ECU 10确定存在驾驶员状态(健康状况)异常的可能性的情况下，车辆ECU 10激活慢减速模式(步骤S106)。此处，车辆ECU 10中的驾驶员异常识别单元11向驾驶员给出警告。本文中的警告是例如提示驾驶员驾驶的警告或指示通过驾驶支持控制自动支持宿主车辆的驾驶的警告。车辆ECU 10中的车辆控制器16自动地将宿主车辆的车速减速至预定上限速度(例如，50km/h)。
车辆ECU 10确定是否存在驾驶员的取消操作(步骤S108)。本文中的取消操作是通过其车辆ECU 10可以确定驾驶员的状态已经返回至正常状态的输入操作，例如由驾驶员进行的对取消开关的操作。结果是，在车辆ECU 10确定存在驾驶员的取消操作的情况下，车辆ECU 10确定驾驶员的状态已经返回至正常状态，并且结束该例程中的驾驶支持控制(步骤S110)。此处，车辆ECU 10结束所有被激活的模式，并且结束该例程。
另一方面，在步骤S108中车辆ECU 10确定不存在驾驶员的取消操作的情况下，车辆ECU 10可以确定驾驶员仍然存在异常或者存在驾驶员异常的可能性。在上述情况下，车辆ECU 10继续被激活的模式，并且结束该例程。
在如上所述的图4中所示的例程的步骤S102中，在确认驾驶员异常的情况下，激活自动LC模式。在自动LC模式下，车辆ECU 10重复执行图5中所示的例程。
在图5中所示的例程中，首先，车辆ECU 10确定宿主车辆是否正在第一交通区域中行驶(步骤S120)。车辆ECU 10中的摄像机1、雷达2、通信装置3和导航装置4获取宿主车辆的周围信息。此处，车辆ECU 10基于所获取的周围信息确定宿主车辆是否正在第一交通区域中行驶。作为确定的结果，在车辆ECU 10确定宿主车辆正在第一交通区域中行驶的情况下，车辆ECU 10确定不需要另外的车道变换，并且激活减速停止模式(步骤S122)。在减速停止模式下，车辆ECU 10中的车辆控制器16逐渐降低宿主车辆的车速以使宿主车辆停止。
另一方面，在步骤S120中车辆ECU 10确定宿主车辆不在第一交通区域中行驶的情况下，车辆ECU 10可以确定需要朝向第一交通区域自动变换宿主车辆的车道。在上述情况下，处理进行至下一步骤以激活方向指示器26(步骤S124)。此处，车辆ECU 10中的警报控制器17使目标车道侧的方向指示器26闪烁。
在图5中所示的例程中，车辆ECU 10确定宿主车辆的车速V是否等于或高于预定中等速度(例如，45km/h)(步骤S126)。作为确定的结果，在车辆ECU 10确定宿主车辆的车速V等于或高于预定中等速度(例如，45km/h)的情况下，车辆ECU 10确定是否满足用于确定是否变换车道的LC条件2(步骤S128)。作为确定的结果，在车辆ECU 10确定满足LC条件2的情况下，车辆ECU 10确定至目标车道的车道变换是可行的，并且执行车道变换(步骤S132)。具体地，车辆ECU 10的车辆控制器16通过执行用于控制宿主车辆的车速的车速控制和用于控制转向角的转向角控制来将车道变换至目标车道。
另一方面，在步骤S128中车辆ECU 10确定不满足LC条件2的情况下或在步骤S126中车辆ECU 10确定宿主车辆的车速V不是等于或高于预定中等速度(例如，45km/h)的情况下，车辆ECU 10确定是否满足用于确定是否变换车道的LC条件1(步骤S130)。作为确定的结果，在车辆ECU 10确定满足LC条件1的情况下，处理进行至步骤S132。在车辆ECU 10确定不满足LC条件1的情况下，车辆ECU 10结束该例程。
根据上述控制，可以在驾驶员被识别为具有异常的情况下安全地执行车道变换。
1-5.根据本实施方式的车道变换支持设备的修改示例
根据本实施方式的车道变换支持设备可以如下进行修改。
可以根据宿主车辆的车速可变地设置后方警报间隙和车道变换目标后方间隙。具体地，例如，可以将车道变换目标后方间隙设置成随着宿主车辆的车速变低而变长。可以将后方警报间隙设置成随着宿主车辆的车速变低而变长。如上所述，可以进一步增强车道变换时的安全性。
可以根据宿主车辆与其他车辆之间的相对速度可变地设置车道变换允许间隙。具体地，例如，可以将车道变换允许间隙设置成使得第四位置P4与车辆的前端之间的距离随着相对于在目标车道中行驶的最靠近宿主车辆的前行车辆的相对速度变低而变短。还可以将车道变换允许间隙设置成使得第三位置P3与车辆的后端之间的距离随着相对于在目标车道中行驶的最靠近宿主车辆的跟随车辆的相对速度变低而变短。例如，可以根据TTC将车道变换允许间隙可变地设置为宿主车辆与其他车辆之间的相对速度的相关值。
可以根据与在目标车道中行驶的最靠近宿主车辆的前行车辆的TTC是否等于或大于预定值或者与在目标车道中行驶的最靠近宿主车辆的跟随车辆的TTC是否等于或大于预定值来确定在车道变换允许间隙中是否存在车辆。
可以根据在目标车道中行驶的最靠近宿主车辆的跟随车辆是否存在于后方防范车辆许可范围内以及与跟随车辆的TTC是否等于或大于预定值来确定后方防范车辆是否已经在后方防范车辆许可范围内停留了预定时间或更长时间。

Claims (9)

1.一种车道变换支持设备，其特征在于，包括：
驾驶员异常识别单元，其被配置成识别宿主车辆的驾驶员的异常；
车速识别单元，其被配置成识别所述宿主车辆的车速；
后方识别单元，其被配置成识别存在于后方防范车辆许可范围内的至少一个第一车辆，所述后方防范车辆许可范围是从目标车道中的第一位置至所述目标车道中的第二位置的范围，所述第一位置在所述目标车道延伸的目标车道延伸方向上位于所述宿主车辆的后端之后，所述第二位置在所述目标车道延伸方向上位于所述第一位置之后；
侧方识别单元，其被配置成识别存在于车道变换允许间隙中的第二车辆，所述车道变换允许间隙是从所述目标车道中的第三位置至所述目标车道中的第四位置的范围，所述第三位置在所述目标车道延伸方向上位于所述宿主车辆的后端之后并且位于所述第一位置之前，所述第四位置在所述目标车道延伸方向上位于所述宿主车辆的前端之前；
车道变换可行性确定单元，其被配置成：在所述驾驶员异常识别单元识别出驾驶员存在异常的情况下，基于从所述车速识别单元、所述后方识别单元和所述侧方识别单元获取的信息来确定车道变换是否可行；以及
车辆控制器，其被配置成：在所述车道变换可行性确定单元确定车道变换可行的情况下，通过控制所述宿主车辆的转向和驱动来自动执行从所述宿主车辆行驶的宿主车辆车道至所述目标车道的车道变换，
其中，所述车道变换可行性确定单元被配置成：在所述宿主车辆的车速低于第一预定上限速度、所述至少一个第一车辆中的最靠近所述宿主车辆存在的跟随车辆已经在所述后方防范车辆许可范围内停留了预定时间或更长时间、并且在所述车道变换允许间隙中不存在所述第二车辆的情况下，确定车道变换是可行的，
所述后方识别单元被配置成执行：(i)识别存在于后方警报间隙中的第三车辆的功能，所述后方警报间隙是从所述宿主车辆的后端至在所述宿主车辆车道中的、在所述宿主车辆的车辆行驶方向上位于所述宿主车辆的后端之后的第五位置的范围；以及(ii)识别存在于车道变换目标后方间隙中的第四车辆的功能，所述车道变换目标后方间隙是从所述宿主车辆的后端至在所述目标车道中的、在所述目标车道延伸方向上位于所述宿主车辆的后端之后的第六位置的范围，并且
所述车道变换可行性确定单元被配置成：在所述宿主车辆的车速等于或高于预定中等速度且低于所述第一预定上限速度、在所述后方警报间隙中不存在所述第三车辆、在所述车道变换目标后方间隙中不存在所述第四车辆、并且在所述车道变换允许间隙中不存在所述第二车辆的情况下，确定车道变换是可行的。
2.根据权利要求1所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述后方警报间隙和所述车道变换目标后方间隙中的至少一个被设置为能够根据所述宿主车辆的车速而变化。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述车辆控制器被配置成：在所述驾驶员异常识别单元识别出驾驶员存在异常的情况下，在车道变换开始之前将所述宿主车辆的车速限制成第二预定上限速度或更低速度。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的车道变换支持设备，其特征在于，还包括警报控制器，所述警报控制器被配置成在车道变换开始之前给出车道变换将要开始的警报。
5.根据权利要求3所述的车道变换支持设备，其特征在于，还包括警报控制器，所述警报控制器被配置成在车道变换开始之前给出车道变换将要开始的警报。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述车道变换允许间隙被设置为能够根据所述宿主车辆的车速或者所述宿主车辆的车速与在所述目标车道中行驶的其他车辆的车速之间的相关值而变化。
7.根据权利要求3所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述车道变换允许间隙被设置为能够根据所述宿主车辆的车速或者所述宿主车辆的车速与在所述目标车道中行驶的其他车辆的车速之间的相关值而变化。
8.根据权利要求4所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述车道变换允许间隙被设置为能够根据所述宿主车辆的车速或者所述宿主车辆的车速与在所述目标车道中行驶的其他车辆的车速之间的相关值而变化。
9.根据权利要求5所述的车道变换支持设备，其特征在于，所述车道变换允许间隙被设置为能够根据所述宿主车辆的车速或者所述宿主车辆的车速与在所述目标车道中行驶的其他车辆的车速之间的相关值而变化。
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