JP2019084842A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる車両制御装置を提供する。【解決手段】予め設定された車線変更経路に沿って車両の車線変更制御を行う車両制御装置であって、地図情報を記憶する地図データベースと、車線変更制御における車両の速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部と、車線変更制御の実行時に速度プロファイルに沿って車両の車速を制御する車両制御部と、車線変更経路と地図情報とに基づいて、車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する減速条件判定部と、を備え、速度プロファイル生成部は、減速条件判定部により減速条件が満たされると判定された場合には、減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における車両の減速度上限を低い値として速度プロファイルを生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、車線変更制御を行う車両制御装置に関する。

従来、車線変更制御を行う装置に関する技術文献として、特開２００３―２５８６８号公報が知られている。この公報には、車線変更支援装置であって、運転者が車線変更スイッチを操作すると車線変更先の隣接車速度まで自車速度を調整した後、車線変更先の車両間距離より小さく設定した目標車間距離に最も近い隣接車を先行車として選択し、選択した車線変更先の先行車と車両との距離を目標車間距離に制御するための目標車速を出力するものが示されている。

特開２００３―２５８６８号公報

ところで、自動車専用道路から一般道路への退出路に向かって車線変更する場合において、退出路が急カーブになっているときには急カーブの進入前に適切な減速を行う必要がある。このように車線変更先の車線に急カーブがある場合において、乗員が意識しにくい車線変更先の急カーブに起因する大きな減速が車線変更中に行われると、乗員に違和感を与えるおそれがあった。また、車両に追従して車線変更する後続車も、車線変更中の大きな減速に予測できずに車両と後続車とが過剰に接近するおそれがあった。

そこで、本技術分野では、車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる車両制御装置を提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、予め設定された車線変更経路に沿って車両の車線変更制御を行う車両制御装置であって、地図情報を記憶する地図データベースと、車線変更制御における車両の速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部と、車線変更制御の実行時に速度プロファイルに沿って車両の車速を制御する車両制御部と、車線変更経路と地図情報とに基づいて、車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する減速条件判定部と、を備え、速度プロファイル生成部は、減速条件判定部により減速条件が満たされると判定された場合には、減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における車両の減速度上限を低い値として速度プロファイルを生成する。

本発明の一態様に係る車両制御装置によれば、車線変更先の車線に急なカーブが存在する等により車線変更制御における減速条件が満たされた場合に、減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における車両の減速度上限を低い値として速度プロファイルを生成するので、車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

本発明の一態様に係る車両制御装置において、減速条件判定部は、車線変更制御による車線変更先の車線の曲率がカーブ判定閾値以上である場合、減速条件が満たされたと判定してもよい。
この車両制御装置によれば、車線変更先の車線に減速が必要となるほどのカーブが存在する場合に、車線変更制御における減速条件が満たされたと判定するので、カーブ進入のため車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

本発明の一態様に係る車両制御装置において、地図情報には、地図上の車線と関連付けられた設定最高速度の情報が含まれ、減速条件判定部は、車両の走行車線の設定最高速度が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合、減速条件が満たされたと判定してもよい。
この車両制御装置によれば、車両の走行車線の設定最高速度（例えば法定最高速度）が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合に、減速条件が満たされたと判定するので、車線変更先の設定最高速度に対応するため車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

本発明の一態様に係る車両制御装置において、速度プロファイル生成部は、予め設定された上限速度と、地図情報に含まれる速度制限地点における制限速度と、車両の走行する車線の曲率に応じた曲率対応速度と、車両の周囲の移動障害物の状況に応じた障害物状況速度とをそれぞれ演算し、車線変更経路に沿って予め設定された設定位置毎に、上限速度、制限速度、曲率対応速度、障害物状況速度の中の最小の速度以下の目標車速を設定すると共に、予め設定された円滑補間処理により、減速度上限以下の減速度となるように設定位置毎の目標車速を補間することで速度プロファイルを生成してもよい。
この車両制御装置によれば、車両の現在の車速等から予め設定された上限速度、一時停止線等の速度制限地点の制限速度、曲率に応じた曲率対応速度、移動障害物の状況に応じた障害物状況速度を考慮して、減速度上限以下の減速度となるように速度プロファイルを生成することができるので、様々な状況を考慮した上で車線変更制御において大きく減速することを抑制することが可能になる。

以上説明したように、本発明の一態様に係る車両制御装置によれば、車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

一実施形態に係る車両制御装置を示すブロック図である。 車線変更制御における減速条件が満たされた場合を説明するための平面図である。 車線変更制御の速度プロファイルを示すグラフである。 車線変更制御の速度プロファイル生成処理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て説明する。

図１に示す一実施形態に係る車両制御装置１００は、乗用車等の車両に搭載されており、当該車両の走行を制御する。車両制御装置１００は、車両の走行する道路に沿って自動で車両を走行させる自動運転を実行する機能を有する。車両制御装置１００は、自動運転として車線変更制御を実行する。車線変更制御とは、車両の走行する走行車線から走行車線に隣接する隣接車線へ車両を車線変更させる走行制御である。

［車両制御装置の構成］
以下、車両制御装置１００の構成について図面を参照して説明を行う。図１に示すように、車両制御装置１００は、車両の走行を制御するＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の車両制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、地図データベース４、及びアクチュエータ５と接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両の周辺の障害物を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、ガードレール、建物等の固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両等の移動障害物が含まれる。

内部センサ３は、車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブと直線区間の種別、曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報等が含まれる。地図情報には、車線と関連付けられた設定最高速度（例えば法定最高速度）等の交通規則情報が含まれていてもよい。

なお、地図データベース４は、車両と通信可能な管理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。また、交通規則情報は、地図情報に関連付けられたトラフィックルールマップとして地図データベースとは別のデータベースに記憶されていてもよい。

アクチュエータ５は、車両の制御に用いられる機器である。アクチュエータ５は、駆動アクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。駆動アクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。なお、車両がハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両が電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ５を構成する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、周辺環境認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、減速条件判定部１５、速度プロファイル生成部１６、及び車両制御部１７を有している。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。また、車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。

周辺環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の周辺環境を認識する。周辺環境には、車両の周囲の障害物（移動障害物及び固定障害物）の状況が含まれる。すなわち、周辺環境には、車両に対する障害物の位置、車両に対する障害物の相対速度、及び車両に対する障害物の移動方向等が含まれる。周辺環境認識部１２は、カメラの撮像画像及びレーダセンサの障害物情報に基づいて、周知の手法により、車両の周辺環境を認識する。

走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両の走行状態を認識する。走行状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートが含まれる。具体的に、走行状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識する。走行状態認識部１３は、加速度センサの車速情報に基づいて、車両の加速度を認識する。走行状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両の向きを認識する。

走行計画生成部１４は、予め設定された目標ルート、地図データベース４の地図情報、周辺環境認識部１２により認識された車両の周辺環境、及び走行状態認識部１３により認識された車両の走行状態に基づいて、自動運転に関する車両の走行計画を生成する。目標ルートは、例えば、現在の車両の地図上の位置と運転者の設定した目的地とに基づいて設定される。なお、目的地は、周知のナビゲーションシステムにより過去の走行履歴等から自動で設定されてもよい。

走行計画生成部１４は、予め設定された目標ルートと地図データベース４の地図情報とに基づいて、目的地に至るために必要な車線変更制御を含む走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、車両の車線変更制御において車両が走行する車線変更経路を生成する。車線変更経路は、車両の走行車線から車線変更先の隣接車線に向かって車両が走行する経路である。車線変更経路は、一例として車両の走行車線の車線幅方向の中央位置から隣接車線の車線幅方向の中央位置にスムーズに至る滑らかな経路として生成される。車線変更経路の生成方法は特に限定されず、周知の様々な方法を採用することができる。

減速条件判定部１５は、車線変更経路と地図情報とに基づいて、車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する。車線変更制御における減速条件とは、車線変更制御において車両の大きな減速が必要となるか否かを判定するための条件である。ここでは、静的要因に起因して大きな減速が発生する場合について判定を行う。静的要因には、車線の曲率（急カーブ）等の地理的要因が含まれる。なお、静的要因には、車線の法定最高速度等の交通規則要因を含むことができる。

具体的に、減速条件判定部１５は、車線変更先の車線の曲率がカーブ判定閾値以上である場合、減速条件が満たされたと判定する。車線変更先の車線の曲率とは、車線変更先の車線のうち、車線変更経路を含む区間及び車線変更経路の終点（車線変更制御の終了位置）から一定距離内の区間の曲率を意味する。

カーブ判定閾値は、予め設定された閾値である。カーブ判定閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速に応じて値が変更されてもよい。カーブ判定閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が大きいほど小さい値に変更されてもよい。カーブ判定閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が車速閾値以上である場合、車速が車速閾値未満の場合と比べて、小さい値に設定されてもよい。

減速条件判定部１５は、車線変更先の車線の幅が狭幅閾値未満である場合、減速条件が満たされたと判定してもよい。狭幅閾値は、予め設定された値である。狭幅閾値も、車両の車線変更制御の開始時の車速に応じて値が変更されてもよい。狭幅閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が大きいほど小さい値に変更されてもよい。狭幅閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が車速閾値以上である場合、車速が車速閾値未満の場合と比べて、小さい値に設定されてもよい。

減速条件判定部１５は、車線変更先の車線の下り勾配が勾配閾値以上である場合、減速条件が満たされたと判定してもよい。勾配閾値は、予め設定された値である。勾配閾値も、車両の車線変更制御の開始時の車速に応じて値が変更されてもよい。勾配閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が大きいほど小さい値に変更されてもよい。勾配閾値は、車両の車線変更制御の開始時の車速が車速閾値以上である場合、車速が車速閾値未満の場合と比べて、小さい値に設定されてもよい。

減速条件判定部１５は、車両の走行車線の設定最高速度が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合、減速条件が満たされたと判定してもよい。設定最高速度とは、車線に対して予め設定された最高速度である。設定最高速度は、例えば車線に対して設定された法定最高速度とすることができる。設定最高速度は、法定最高速度に限られず、交通流の円滑化の観点等から設定された最高速度であってもよい。一定値は予め設定された値である。

車線変更先の車線において区間により異なる設定最高速度が設定されている場合には、車線変更経路を含む区間と車線変更経路の終点（車線変更制御の終了位置）から一定距離内の区間の設定最高速度の中で最小の値を車線変更先の車線の設定最高速度とすることができる。

減速条件判定部１５は、走行状態認識部１３の認識した車両の車速と車線変更経路と地図情報とに基づいて、車線変更制御の開始時の車両の車速が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合に、減速条件が満たされたと判定してもよい。この場合、減速条件判定部１５は、実際の車両の車速に基づいて車線変更に伴う減速の要否を判定することができる。

図２は、車線変更制御における減速条件が満たされた場合を説明するための平面図である。図２において、車両Ｍ、車両Ｍの走行する車線（走行車線）Ｒ１、車線変更先の車線Ｒ２、車両Ｍの走行経路Ｐ、走行経路Ｐに含まれる車線変更経路Ｋ、車線変更制御の開始位置Ｄｓ、車線変更制御の終了位置Ｄｅ、自動車専用道路の車線Ｒ１と退出路の車線Ｒ２との共通部分の終了位置Ｃｅを示す。

図２では、自動車専用道路を走行している車両Ｍが自動車専用道路から一般道路への退出路である車線Ｒ２に車線変更しようとしている。退出路である車線Ｒ２は、自動車専用道路の車線Ｒ１との分岐部分から先は大きく湾曲したカーブとなっている。車線Ｒ２のカーブは車線変更制御の終了位置Ｄｅから一定距離内であり、カーブの曲率は上述したカーブ判定閾値以上である。また、図２において、自動車専用道路である車線Ｒ１の法定最高速度は１００ｋｍ／ｈであり、退出路である車線Ｒ２のうち共通部分の終了位置Ｃｅまでは同じ法定最高速度が適用される。車線Ｒ２において共通部分の終了位置Ｃｅを超えた後の法定最高速度は４０ｋｍ／ｈである。

図２に示す状況において、減速条件判定部１５は、車線変更先の車線Ｒ２の曲率がカーブ判定閾値以上であるため、減速条件が満たされたと判定する。なお、図２に示す状況においては、減速条件判定部１５は、自動車専用道路である車線Ｒ１の法定最高速度１００ｋｍ／ｈが退出路である車線Ｒ２の法定最高速度は４０ｋｍ／ｈより一定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上大きいことから、減速条件が満たされたと判定してもよい。減速条件判定部１５は、減速条件の判定結果に応じて減速度上限を設定する。

速度プロファイル生成部１６は、車線変更制御における車両の速度プロファイルを生成する。速度プロファイルとは、車両の車速の制御に用いられる車速計画である。速度プロファイルには、車両の位置に応じた目標車速が含まれる。

速度プロファイル生成部１６は、減速条件判定部１５により車線変更制御における減速条件が満たされたと判定された場合、車線変更制御における減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における車両の減速度上限を低い値として速度プロファイルを生成する。減速度上限とは、車線変更制御中における車両の減速度の上限である。

以下、速度プロファイルの生成について詳細に説明する。速度プロファイル生成部１６は、地図データベース４の地図情報と、周辺環境認識部１２の認識した車両の周辺環境と、走行状態認識部１３の認識した車両の走行状態と、走行計画生成部１４の生成した車線変更経路と、減速条件判定部１５の設定した減速度上限とに基づいて、速度プロファイルを生成する。

速度プロファイル生成部１６は、予め設定された上限速度と、地図情報に含まれる速度制限地点における制限速度と、車両の車線変更先の車線の曲率に応じた曲率対応速度と、車両の周囲の移動障害物の状況に応じた障害物状況速度とをそれぞれ演算する。

具体的に、速度プロファイル生成部１６は、車両の走行車線の設定最高速度及び車線変更先の車線の設定最高速度を上限速度として設定する。速度プロファイル生成部１６は、車両の車線変更制御の開始時の車速を上限速度として設定してもよい。

速度プロファイル生成部１６は、車線変更経路と地図情報とに基づいて、地図情報に含まれる速度制限地点における制限速度を認識する。速度制限地点とは、一時停止線、横断歩道標示等の速度が制限される地点である。例えば、一時停止線の制限速度は０ｋｍ／ｈ、横断歩道標示の制限速度は２０ｋｍ／ｈとすることができる。制限速度は、地図情報に含まれていてもよく、地図データベース４とは別のデータベースに記憶されていてもよい。速度プロファイル生成部１６は、車線変更経路に含まれる速度制限地点の制限速度だけではなく、車線変更経路の終了位置から一定距離内の速度制限地点の制限速度も認識する。

速度プロファイル生成部１６は、車線変更経路と地図情報とに基づいて、車両の走行する車線の曲率に応じた曲率対応速度を演算する。車両の走行する車線の曲率には、車線変更制御の終了位置から一定距離内の区間の曲率も含まれる。速度プロファイル生成部１６は、一例として、曲率及び車速を予め関連付けた曲率−車速マップを利用して、曲率から曲率対応速度を演算する。

速度プロファイル生成部１６は、周辺環境認識部１２の周辺環境に基づいて、車両の周囲の移動障害物の状況に応じた障害物状況速度を演算する。速度プロファイル生成部１６は、一例として、車線変更先の車線に先行車が存在する場合、先行車の車速を障害物状況速度として上限速度に採用する。その他、速度プロファイル生成部１６は、様々な周知の手法により、車両の周囲の移動障害物の状況に応じた障害物状況速度を演算することができる。

速度プロファイル生成部１６は、車線変更経路に沿って予め設定された設定位置毎に、上限速度、制限速度、曲率対応速度、障害物状況速度の中の最小の速度以下の目標車速を設定する。車線変更経路に沿って予め設定された設定位置とは、車線変更経路上及び一定距離の延長線上で一定間隔毎に設定された位置である。目標車速は、一例として最小の速度と同じ値とすることができる。

速度プロファイル生成部１６は、予め設定された円滑補間処理により、減速度上限以下の減速度となるように設定位置毎の目標車速を補間することで速度プロファイルを生成する。円滑補間処理には、一例として、スプライン補間を用いることができる。円滑補間処理には、様々な周知の補完処理を採用することが可能である。

ここで、図３は、車線変更制御の速度プロファイルを示すグラフである。図３の縦軸は車両の速度、横軸は距離（すなわち位置）である。図３のグラフは、図２に示す車両Ｍの車線変更制御の速度プロファイルを示している。図３の横軸に、車線変更制御の開始位置Ｄｓ、車線変更制御の終了位置Ｄｅ、自動車専用道路の車線Ｒ１と退出路の車線Ｒ２との共通部分の終了位置Ｃｅを示す。横軸に示すＬａについては後述する。また、図３の縦軸に、車両Ｍの現在の車速（図２に示す車両Ｍの車速）Ｖｓを示す。

図３において、設定最高速度に対応する上限速度Ｌｓ、曲率対応速度Ｃｓ、減速度上限を変更しなかった場合の速度プロファイルＳｐ１、減速度上限を低い値にした場合の速度プロファイルＳｐ２をグラフとしてそれぞれ示す。設定最高速度に対応する上限速度Ｌｓは、車両Ｍの位置に対応する設定最高速度（ここでは法定最高速度）に相当する上限速度である。

車両Ｍが共通部分の終了位置Ｃｅを超えるまでは１００ｋｍ／ｈ、共通部分の終了位置Ｃｅを超えると４０ｋｍ／ｈになる。曲率対応速度Ｃｓは、共通部分の終了位置Ｃｅを超えると、先の急カーブに対応して低い値となっている。曲率対応速度Ｃｓは、位置Ｃｐにおいて上限速度Ｌｓを下回る最小の速度となる。すなわち、位置Ｃｐは、曲率対応速度Ｃｓが上限速度Ｌｓを下回った位置である。

なお、図２及び図３に示す状況においては、一時停止線等の速度制限地点が現われないため制限速度の演算を行っていない。同様に、移動障害物も現われていないため障害物状況速度の演算も行っていない。また、図３においては設定位置の記載を省略しているが例えば０．５ｍごとに設定位置を設定することができる。

図２及び図３に示す状況において、速度プロファイル生成部１６は、車線変更経路に沿って予め設定された設定位置毎に、上限速度Ｌｓ及び曲率対応速度Ｃｓの中の最小の速度以下の目標車速を設定する。図３に示すように、車両Ｍが位置Ｃｐに至るまでは上限速度Ｌｓが最小の速度となり、位置Ｃｐ以降は曲率対応速度Ｃｓが最小の速度となる。速度プロファイル生成部１６は、車両Ｍの現在の車速Ｖｓを基準として、車両Ｍが位置Ｃｐに至るまでは上限速度Ｌｓ以下となる目標車速を設定し、位置Ｃｐ以降は曲率対応速度Ｃｓ以下となる目標車速を設定する。

速度プロファイル生成部１６は、予め設定された円滑補間処理により、設定位置の間の目標車速の補間を行うことで速度プロファイルを生成する。ここで、速度プロファイル生成部１６は、減速条件判定部１５により車線変更制御における減速条件が満たされたと判定されたことから、車線変更制御における減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における減速度上限を低い値として速度プロファイルＳｐ２を生成する。

これにより、速度プロファイル生成部１６は、減速度上限を低い値にしない速度プロファイルＳｐ１と比べて、車線変更制御における減速を緩やかにすることができる。その結果、速度プロファイル生成部１６は、車両Ｍが車線変更制御の終了位置Ｄｅに至って車線変更が完了してから適切な減速度で車両Ｍを減速して、上限速度Ｌｓ及び曲率対応速度Ｃｓ以下の速度に調整することができるので、車両Ｍに追従する後続車が存在したとしても、車線変更制御中の大きな減速で後続車が車両Ｍに接近し過ぎることを抑制することができる。なお、速度プロファイル生成部１６は、上述した速度プロファイルの生成方法に限られず、減速条件判定部１５の設定した減速度上限を用いていれば様々な周知の速度プロファイルの生成方法を採用してもよい。

車両制御部１７は、地図データベース４の地図情報、車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置、周辺環境認識部１２の認識した車両の周辺環境、走行状態認識部１３の認識した車両の走行状態、及び走行計画生成部１４の生成した走行計画に基づいて、車両の自動運転を実行する。

車両制御部１７は、自動運転の一部として車線変更制御を実行する。車両制御部１７は、走行計画生成部１４の生成した車線変更経路及び速度プロファイル生成部１６の生成した速度プロファイルに基づいて、車両の車線変更制御を実行する。車両制御部１７は、車線変更制御の実行時に、アクチュエータ５に制御信号を送信することにより速度プロファイルに沿って車両の走行を制御する。

［車両制御装置の車線変更制御］
次に、一実施形態に係る車両制御装置１００の速度プロファイル生成処理について図４を参照して説明する。図４は、車線変更制御の速度プロファイル生成処理を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、車両の車線変更制御が計画される場合に実行される。

図４に示すように、車両制御装置１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、減速条件判定部１５により車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する。減速条件判定部１５は、車線変更経路と地図情報とに基づいて、車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する。減速条件判定部１５は、車線変更先の車線の曲率がカーブ判定閾値以上である場合、減速条件が満たされたと判定する。ＥＣＵ１０は、車線変更制御における減速条件が満たされないと判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１２に移行する。ＥＣＵ１０は、車線変更制御における減速条件が満たされると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１４に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、減速条件判定部１５により車線変更制御における減速度上限を第１の値に設定する。第１の値は通常値（初期値）として予め設定された値である。その後、ＥＣＵ１０は、Ｓ１６に移行する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、減速条件判定部１５により車線変更制御における減速度上限を第２の値に設定する。第２の値は、第１の値より低い値として予め設定された値である。その後、ＥＣＵ１０は、Ｓ１６に移行する。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、速度プロファイル生成部１６により、減速度上限に基づいて速度プロファイルを生成する。速度プロファイル生成部１６は、地図データベース４の地図情報と、周辺環境認識部１２の認識した車両の周辺環境と、走行状態認識部１３の認識した車両の走行状態と、走行計画生成部１４の生成した車線変更経路と、減速条件判定部１５の設定した減速度上限とに基づいて、速度プロファイルを生成する。

［車両制御装置の作用効果］
以上説明した一実施形態に係る車両制御装置１００によれば、車線変更先の車線に急なカーブが存在する等により車線変更制御における減速条件が満たされた場合に、減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、車線変更制御における車両の減速度上限を低い値として速度プロファイルを生成するので、車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

また、車両制御装置１００では、車線変更先の車線に減速が必要となるほどのカーブが存在する場合に、車線変更制御における減速条件が満たされたと判定するので、カーブ進入のため車線変更制御において大きく減速することを抑制することができる。

更に、車両制御装置１００では、車両の走行車線の設定最高速度（例えば法定最高速度）が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合に、減速条件が満たされたと判定する場合には、車線変更先の設定最高速度に対応するため車線変更制御において大きく減速することを抑制することが可能になる。

また、車両制御装置１００によれば、車両の現在の車速等から予め設定された上限速度、一時停止線等の速度制限地点の制限速度、曲率に応じた曲率対応速度、移動障害物の状況に応じた障害物状況速度を考慮して、減速度上限以下の減速度となるように速度プロファイルを生成するので、様々な状況を考慮した上で車線変更制御において大きく減速することを抑制することが可能になる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

車両制御装置１００は、必ずしも車両の自動運転を行う必要はなく、車線変更制御が実行可能であればよい。この場合、車両制御装置１００は、走行計画生成部１４に代えて、車線変更経路を生成する機能を有する車線変更経路生成部を有していてもよい。車線変更制御は、例えば、車線変更制御が可能な状況下において運転者により方向指示器レバーが操作されることで開始される。

減速条件判定部１５は、必ずしも、車線変更先の車線の曲率がカーブ判定閾値以上である場合、減速条件が満たされたと判定する必要はない。減速条件判定部１５は、車線変更先の車線の曲率、幅、下り勾配のうち少なくとも一つを用いて減速条件を判定すればよい。

速度プロファイル生成部１６は、エコロジー及び燃費効率の観点から、設定位置毎の目標車速を補間する場合に緩やかな減速となるように速度プロファイルを生成してもよい。エコロジー及び燃費効率の観点による速度調整については周知の手法を採用することができる。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、５…アクチュエータ、１０…ＥＣＵ、１１…車両位置認識部、１２…周辺環境認識部、１３…走行状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…減速条件判定部、１６…速度プロファイル生成部、１７…車両制御部、１００…車両制御装置。

Claims (4)

1. 予め設定された車線変更経路に沿って車両の車線変更制御を行う車両制御装置であって、
   地図情報を記憶する地図データベースと、
   前記車線変更制御における前記車両の速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部と、
   前記車線変更制御の実行時に前記速度プロファイルに沿って前記車両の車速を制御する車両制御部と、
   前記車線変更経路と前記地図情報とに基づいて、前記車線変更制御における減速条件が満たされるか否かを判定する減速条件判定部と、
   を備え、
   前記速度プロファイル生成部は、前記減速条件判定部により前記減速条件が満たされると判定された場合には、前記減速条件が満たされないと判定された場合と比べて、前記車線変更制御における前記車両の減速度上限を低い値として前記速度プロファイルを生成する、車両制御装置。
2. 前記減速条件判定部は、前記車線変更制御による車線変更先の車線の曲率がカーブ判定閾値以上である場合、前記減速条件が満たされたと判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記地図情報には、地図上の車線と関連付けられた設定最高速度の情報が含まれ、
   前記減速条件判定部は、前記車両の走行車線の設定最高速度が車線変更先の車線の設定最高速度より一定値以上大きい場合、前記減速条件が満たされたと判定する、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記速度プロファイル生成部は、予め設定された上限速度と、前記地図情報に含まれる速度制限地点における制限速度と、前記車両の走行する車線の曲率に応じた曲率対応速度と、前記車両の周囲の移動障害物の状況に応じた障害物状況速度とをそれぞれ演算し、前記車線変更経路に沿って予め設定された設定位置毎に、前記上限速度、前記制限速度、前記曲率対応速度、前記障害物状況速度の中の最小の速度以下の目標車速を設定すると共に、予め設定された円滑補間処理により、前記減速度上限以下の減速度となるように前記設定位置毎の前記目標車速を補間することで前記速度プロファイルを生成する、請求項１〜３のうち何れか一項に記載の車両制御装置。

Images