JP2022053297A

JP2022053297A - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP2022053297A
Application number: JP2020160059A
Authority: JP
Inventors: 勝彦佐藤; Katsuhiko Sato
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-04-05
Also published as: EP3974277A1; EP3974277B1

Abstract

【課題】障害発生時に運転者に操作引継されない場合の緊急退避を円滑かつ迅速に実行できるようにする。【解決手段】障害発生時に運転者に操作引継されない場合に自車を路肩に退避させる機能の作動時に、車両が路肩に隣接した第１車線以外の車線を走行している場合は、前記第１車線への自動車線変更が実行され、かつ、それに先立ち、前記第１車線への前記車線変更の可否判定基準となる所定領域が、前記自動車線変更の前記所定領域よりも狭い第２の所定領域に設定され、前記退避させる機能の作動時に車両が路肩に隣接した第１車線を走行している場合、または、前記退避させる機能の作動中に前記第１車線への自動車線変更が実行されて前記第１車線を走行している場合は、前記路肩への退避に先立ち、前記路肩への退避の可否判定基準となる所定領域が、前記第２の所定領域よりも狭い第３の所定領域に設定される。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、車線内部分的自動走行システムまたは部分的自動車線変更システムの障害発生時に運転者が操作引継できない場合の緊急退避、ミニマルリスクマニューバに関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の技術、例えば、「車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ：Partially Automated in-lane Driving System）」や「部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ：Partially Automated Lane Change System）」の実用化や国際規格化が進められている。

このような走行制御システムは、システムに障害が発生した場合や車両の走行条件がシステム限界を逸脱した場合には、運転者に操作引継要求が通知され、運転者による手動運転に移行するが、運転者の居眠りや注意散漫、疾病等により、運転者への操作引継がなされない場合は、緊急退避などのミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ：Minimal Risk Maneuver）に移行するようになっている。

例えば、特許文献１には、自動運転に用いる周辺監視センサの不具合，精度低下などによる非計画的な手動運転への運転交代時に、ドライバステイタスモニタに検知される運転者の状態に合わせて運転交代の態様を切り替えることや、操作引継要求をせずに即時停車させることが開示されている。

特開２０１８－１８０５９４号公報

しかしながら、即時停車やそのための急減速は、後続車両の急接近など周囲の交通流への影響も懸念されるため、自動運転機能を利用した路肩退避が好ましい。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、障害発生時に運転者に操作引継されない場合の緊急退避を円滑かつ迅速に実行できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車線と隣接車線および前記各車線上の他車を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
自車線に先行他車がいない場合は設定車速を維持し、先行他車がいる場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
隣接車線の所定領域に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記各機能作動中における障害発生時に、運転者に操作引継されない場合に自車を路肩に退避させる機能と、を有するものにおいて、
前記退避させる機能の作動時に自車が路肩に隣接した第１車線以外の車線を走行している場合は、前記第１車線への自動車線変更が実行され、かつ、それに先立ち、前記第１車線への前記車線変更の可否判定基準となる所定領域が、前記所定領域よりも狭い第２の所定領域に設定され、
前記退避させる機能の作動時に自車が路肩に隣接した第１車線を走行している場合、または、前記退避させる機能の作動中に前記第１車線への自動車線変更が実行されて自車が前記第１車線を走行している場合は、前記路肩への退避に先立ち、前記路肩への退避の可否判定基準となる所定領域が、前記第２の所定領域よりも狭い第３の所定領域に設定されるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る車両の走行制御装置は、上記のように、退避機能作動時に自車が路肩に隣接した第１車線以外の車線を走行している場合は、設定車間距離または設定車速を維持した車線内自動走行から第１車線への自動車線変更が実行されるので、車速の急低下に伴う後続車両との急接近が防止されるとともに、車速が維持されることで、直ちに減速する場合に比べて交通流に沿って速やかな車線変更が可能となる。

しかも、第１車線への車線変更に先立ち、車線変更の可否判定基準となる所定領域が、通常時よりも狭い第２の所定領域に設定されることで、第１車線への車線変更の機会が増加し車線変更に移行し易くなり、第１車線以外の車線を走行する時間が短縮され、結果的に速やかな減速停止が見込める。

さらに、退避機能作動時に自車が第１車線を走行している場合、または、退避機能の作動により自動車線変更が実行されて自車が第１車線を走行している場合は、路肩への退避に先立ち、路肩退避の可否判定基準となる所定領域が、前記第２の所定領域よりもさらに狭い第３の所定領域に設定されることで、路肩移動の開始条件が緩和され、周囲の交通流への影響を低減し、速やかな路肩退避に有利である。

車両の走行制御システムを示す概略図である。車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。車両の走行制御システムを示すブロック図である。本発明実施形態の緊急退避制御を示すフローチャートである。本発明実施形態の緊急退避制御の概要を示す模式的な平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、車間距離制御のためのＡＣＣコントローラ１４、車線維持支援制御のためのＬＫＡコントローラ１５、および、それらを統括して車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ）や自動車線変更（ＰＡＬＳ）を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群は、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３を含む。ＥＳＰ（登録商標；エレクトロニックスタビリティプログラム）はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。

外界センサ２１は、自車線および隣接車線を画定する道路上の区分線、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向所定範囲内の車両や障害物等の位置と距離、自車線および隣接車線の区分線位置を検知できるようにしている。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、および、ＥＰＳコントローラ３１に入力され、外界センサ２１からの入力とともに演算処理される。

自動運転コントローラ１０は、環境状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含み、以下に記載されるような機能を実施するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

環境状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１に取得される画像データや点群データなどの外界データに基づいて自車線および隣接車線の区分線位置、他車位置および速度を推定する。また、内界センサ２２に計測される内界データより自車の運動状態を取得する。

経路生成部１２は、環境状態推定部１１で推定された自車位置から到達目標までの目標経路を生成する。また、環境状態推定部１１で推定された隣接車線の区分線位置、他車位置および速度、自車の運動状態に基づいて、車線変更における自車位置から到達目標地点までの目標経路を生成する。

車両制御部１３は、経路生成部１２で生成された目標経路に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、定速走行または車間距離維持・追従走行のための速度指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵反力が変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角－操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦方向および横方向の運動が制御される。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）による車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）は、自動運転コントローラ１０とともに車間距離制御システム（ＡＣＣＳ：Adaptive Cruise Control System）を構成するＡＣＣコントローラ１４および車線維持支援システム（ＬＫＡＳ：Lane Keeping Assistance System）を構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行可能となる。

車線内部分的自動走行システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、単一車線内目標経路および目標車速を生成する。

自動運転コントローラ１０（車両制御部１３）は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートγと横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）および部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能（ＡＣＣＳ）は、外界センサ２１を構成する前方検知手段２１１としてのミリ波レーダ、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車がいない場合は、ＡＣＣセット速度（設定速度）を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度がＡＣＣセット速度以下の場合）には、先行車の速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離（設定車間距離）を維持しながら先行車に追従走行する。

ＬＫＡ機能（ＬＫＡＳ）は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づき、自動運転コントローラ１０の環境状態推定部１１で車線区分線と自車位置を検知し、車線中央を走行できるように、ＬＫＡコントローラ１５を介してＥＰＳコントローラ３１により操舵制御を行う。

すなわち、ＬＫＡコントローラ１５からの操舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速－操舵角－操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。

車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）は、以上述べたようなＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（操舵制御、車線維持走行制御）を組み合わせることにより実施される。

（部分的自動車線変更システムの概要）
次に、中央分離帯のある片側二車線以上の高速道路で車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）している状態からの車線変更を想定して、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の概要を説明する。

部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）は、システムの判断により、あるいは、運転者の指示または承認によって、システムが自動的に車線変更（レーンチェンジ）を行うものであり、自動運転コントローラ１０による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）と横方向制御（自動操舵による目標経路追従制御）を組み合わせることにより実施される。

部分的自動車線変更システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（自車線および隣接車線の車線区分線、自車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、現在走行中の車線から隣接車線に車線変更するための目標経路を常時生成している。

この自動車線変更目標経路は、現在走行中の車線から車線変更して隣接車線中央を走行する状態に至る経路であり、隣接車線を走行する他車両については、それぞれの未来位置および速度の予測がなされ、自車速度に応じて設定される隣接車線の前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、および、側方所定領域ＺＬ内に、他車両が存在しないと判断され状況下で、システムの判断により自動操舵による自動車線変更を実行する。

前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲは、自車前方および後方で他車との間に確保されるべき車間距離、すなわち、前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲに対応しており、それぞれ、下式のように求められる。

前方所定距離（ＸＦ）＝車間距離（Ｓ）＋車頭時間（ＴＨ）×自車速（Ｖ）
但し、車間距離（Ｓ）＝自車速（Ｖ）×車間時間（ＴＧ）
車頭時間（ＴＨ）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ＝ΔＶ／自車最大減速度（Ｄ_max）
ΔＶ＝Ｖ－Ｖｆ、Ｖｆは前方車速

後方所定距離（ＸＲ）＝車頭時間（ＴＨ）×後方車速（Ｖr）
但し、車頭時間（ＴＨ）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ＝ΔＶ／後方車減速度（Ｄｒ）
ΔＶ＝Ｖｒ－Ｖ、Ｖｒは後方車速

上記から明らかなように、前方所定距離（ＸＦ）、後方所定距離（ＸＲ）は、自車両、前方車両、後方車両のそれぞれの車速Ｖ，ＶＦ，Ｖｒにより変動するため、それぞれについて、自車速（Ｖ）・相対速度（ΔＶ）毎の計算値を格納したルックアップテープルが用意され、参照処理によって対応する値が適用されるようになっている。

前方所定領域ＺＦは、縦方向：前方所定距離ＸＦ×横方向：走行中の車線幅＋隣接車線幅で画定される領域であり、後方所定領域ＺＲは、縦方向：後方所定距離ＸＲ×横方向：走行中の車線幅＋隣接車線幅で画定される領域である。また、側方所定領域ＺＬは、縦方向：車長×横方向：隣接車線幅で画定される領域である。

（自動車線変更中における車線変更継続可否判定）
上述したように、自車周囲環境および目標経路が確認され、自動車線変更可能フラグが立った状態で、システムの判断（または運転者の承認）により、自動車線変更が実行されるが、ウインカ点滅後に車線変更を開始し隣接車線に移動するまでの間に、他車両の挙動により周囲環境が変化する可能性もある。

そこで、自動車線変更中においても、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報により、自車周囲の監視が継続されており、前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、または、側方所定領域ＺＬへの他車の侵入（割込み）が確認された場合、自動運転コントローラ１０は、車線変更中の自車位置に基づき、車線変更継続または中止の判定を行う。

車線変更を継続不可能と判定され、車線変更を中止する場合、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、車線変更開始前に走行していた車線（元車線）の中心線に追従目標を変更して目標経路・車速を再生成し、車両制御部１３は、再生成した目標経路に車両を追従させるべく、舵角指令をＥＰＳコントローラ３１に、速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与え、自動操舵により元車線に戻る（自動車線復帰機能）。

前方所定領域ＺＦ、後方所定領域ＺＲ、または、側方所定領域ＺＬへの他車の侵入（割込み）が確認された場合でも、自車両が殆ど隣接車線に移動しているような場合、例えば４つの車輪のうち、３つ以上が区分線を越えて隣接車線に入っている場合には、車線変更は中止せず、車線変更を継続する。

一方、車線変更の継続が困難と判断された場合には、操作引継要求を通知し、自動車線変更を中止して運転者に権限委譲する。運転者が引継した場合は手動運転に移行するが、運転車が引継できなかった場合には、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する。

（操作引継不履行時のミニマルリスクマニューバ）
ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）は、上記のような外的走行環境の変化やシステムに障害などが発生し、運転者に操作引継要求（テークオーバーリクエスト）を通知したものの、運転者が操作引継できなかった場合に、自動的に最小リスク条件（minimal risk condition）に移行する機能を指し、具体的には、自動操舵と制動による路肩等への退避および減速停止する制御を実行する。なお、ＭＲＭ作動中であっても、運転者のブレーキ操作または操舵操作がなされた場合、すなわち、運転者が操作引継できた場合には、オーバーライドして手動運転に移行する。

部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）では、システムを構成する一部のセンサ異常等何らかのシステム障害が発生した場合は、設計通りの自動車線変更を実行できない可能性があるため、このようなケースでも、運転者に操作引継要求（テークオーバーリクエスト）を通知して権限委譲するが、運転者が引継できなかった場合には、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動する。

先述したように、外界センサ２１は複数のセンサで構成されており、自動運転コントローラ１０は、何れかのセンサや検知手段に異常が発生した場合には、他のセンサや検知手段によりミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）を実行できるように冗長設計がなされている。

図５は、片側３車線の高速道路の第３車線５３を走行中の車両１にＭＲＭが作動した場合における車両の動き（１ａ～１ｆ）を示している。基本的にＭＲＭは、車線内走行（６２，６４，６６）、車線変更（６３，６５）、路肩退避（６７）、減速・停止（６８）の４つの機能から構成され、片側２車線以上の道路で第１車線５１以外の車線を走行中に、ＭＲＭにより路肩退避する場合、車線内走行から、最低１回の隣接車線への車線変更と路肩退避（道路端への移動）、減速・停止が必要となる。

したがって、図５に示すように、第３車線５３を走行中の車両１（１ａ）において運転者引継不可（６０）となりＭＲＭ作動（６１）する場合、２回の車線変更（６３，６５）と車線内走行（６４，６６）を経て路肩退避（６７）し、減速・停止（６８）する制御を要する。しかし、既に述べたように、以下のような課題があった。

（ミニマルリスクマニューバの課題）
例えば、第３車線５３を走行中の車両１（１ａ）にＭＲＭが作動した場合、先ず、走行車線判定が実施され、車線内走行から第２車線５２への車線変更に移行するが、後続車両がある場合、車線内走行中に直ちに減速制御（例えば設定速度８０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈ）に移行すると、後続車両が急接近する虞がある。

また、ＭＲＭによる車線変更は、他車両が前方所定領域ＺＦおよび後方所定領域ＺＲにない場合に実行可能であり、例えば、隣接する第２車線５２に後続車両がある場合、直ちに減速制御に移行して、この後続車両が接近し、後方所定領域ＺＲに侵入すると、第２車線５２への車線変更を実行できず、交通流に沿った車線変更ができなくなり、ＭＲＭ完了までの所要時間が長くなる虞がある。

一方、第１車線５１から路肩５０への移動の場合、減速制御に移行して低車速であることや原則的に路肩５０には他車両が存在しないなど、他の車線走行時とは状況が異なるため、上記のような通常の車線変更可否判定基準をもとに路肩退避した場合、路肩退避までの時間が長くなり、周囲の交通流への影響が大きくなる。

（改良された操作引継不履行時のミニマルリスクマニューバ）
そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０は、以下のような制御を含んでミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）を実行する。

（１）速度制御（縦方向制御）
ＭＲＭの作動時に自車が第１車線以外の車線（５２，５３）を走行中の場合は、ＭＲＭ作動後、第１車線５１に移動するまではＡＣＣ走行を継続する。すなわち、先行車両がある場合は、設定車間距離（車間時間）を維持して先行車両に追従走行し、先行車両がない場合は、設定速度（ＡＣＣセット速度）を維持して走行しながら、車線変更（６３，６５）を実施して第１車線５１まで移動した後、設定速度（ＡＣＣセット速度）を低速度、例えば、高速道路の最低速度（５０ｋｍ／ｈ）に変更し、この速度まで減速してから路肩５０に退避し、減速停車する。

（２）車線変更可否判定基準変更
ＭＲＭの作動時に自車が第１車線以外の車線（５２，５３）を走行中の場合は、車線変更可否判定基準となる所定領域を、通常走行時の所定領域（第１）ＺＦ，ＺＲ（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりも狭いＭＲＭ作動時の所定領域（第２）ＺＦ'，ＺＲ'（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）に変更し、車線変更可能条件を緩和する。

ＭＲＭ作動時の車線変更可否判定に適用される所定領域（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）は、例えば、以下のように設定される。

前方所定距離（ＸＦ'）＝最小車間距離（Ｓ₀）＋車頭時間（ＴＨ）×自車速（Ｖ）
但し、最小車間距離（Ｓ₀）＝自車速（Ｖ）×車間時間（ＴＧ'）
車間時間（ＴＧ'）＝最小車間時間（ＴＧ_min）、
または、ＴＧ＞ＴＧ'＞ＴＧ_min

後方所定距離（ＸＲ'）＝車頭時間（ＴＨ'）×後方車速（Ｖr）
但し、車頭時間（ＴＨ'）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ'×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ'＝ΔＶ／後方車最大減速度（Ｄｒ_max）、
または、ＴＴＣ'＝ΔＶ／後方車減速度（Ｄｒ'）、Ｄｒ＜Ｄｒ'＜Ｄｒ_max

すなわち、ＭＲＭ作動時の所定領域（第２）ＺＦ'，ＺＲ'（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）は、通常時の所定領域（第１）ＺＦ，ＺＲ（前方所定距離ＸＦ、後方所定距離ＸＲ）よりそれぞれ小さく、かつ、最小の所定領域（最小前方所定距離、最小後方所定距離）と同じかまたはそれより大きい範囲で選定される。

なお、ＭＲＭ作動時の所定領域を確定する前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'も、自車、前方車両、後方車両のそれぞれの車速Ｖ，ＶＦ，Ｖｒにより変動するため、それぞれについて、自車速（Ｖ）・相対速度（ΔＶ）毎の計算値を格納した特定区間用のルックアップテープルが用意され、参照処理によって対応する値が適用される。

（３）路肩移動可否判定基準変更
ＭＲＭの作動時に自車が第１車線（５１）を走行中の場合、または、上記ＭＲＭの作動に伴う車線変更によって自車が第１車線（５１）を走行中の場合は、車線変更可否判定基準となる所定領域を、上記車線変更時の所定領域（第２）ＺＦ'，ＺＲ'（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）よりさらに狭い路肩移動時の所定領域（第３）ＺＦ"，ＺＲ"（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）に変更し、路肩移動可能条件をさらに緩和する。

路肩移動可否判定に適用される所定領域（第３）ＺＦ"，ＺＲ"（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）は、例えば、以下のように設定される。

前方所定距離（ＸＦ"）＝最小車間距離（Ｓ₀）＋車頭時間（ＴＨ）×自車速（Ｖ）
但し、最小車間距離（Ｓ₀）＝自車速（Ｖ）×車間時間（ＴＧ"）
車間時間（ＴＧ"）＝最小車間時間（ＴＧ_min）×ｋ（ｋは１未満の係数）
または、ＴＧ＞ＴＧ'＞ＴＧ"

後方所定距離（ＸＲ"）＝車頭時間（ＴＨ"）×後方車速（Ｖr）
但し、車頭時間（ＴＨ"）＝車頭距離／Ｖ＝ＴＴＣ"×ΔＶ／Ｖ
ＴＴＣ"＝ΔＶ／後方車最大減速度（Ｄｒ_max）、
または、ＴＴＣ"＝ΔＶ／後方車減速度（Ｄｒ'）、Ｄｒ＜Ｄｒ"＜Ｄｒ_max

すなわち、路肩移動時の所定領域（第３）（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）は、ＭＲＭ作動時の所定領域（第２）（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）よりそれぞれ小さく、かつ、最小の所定領域（最小前方所定距離、最小後方所定距離）よりも小さい範囲で選定される。

また、路肩移動時の所定領域を確定する前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"も、それぞれについて、自車速（Ｖ）・相対速度（ΔＶ）毎の計算値を格納した特定区間用のルックアップテープルが用意され、参照処理によって対応する値が適用される。

なお、路肩移動時の前方所定領域を確定する前方所定距離ＸＦ"の対象が静止物体（障害物や停車車両など）の場合、前方所定距離ＸＦ"は自車速（路肩退避開始速度）からの停止距離（移動開始までの空走距離＋制動距離）として別途設定される。

（操作引継不履行時のＭＲＭ動作フロー）
次に、高速道路でのＰＡＬＳ走行中にシステム障害が発生した場合における運転引継不履行時のＭＲＭ動作フロー（図４）について説明する。

（１）ＭＲＭ作動
図４において、片側３車線以上の高速道路で車線内部分的自動走行システムによるＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中に、システム障害発生と判定された場合、ヘッドアップディスプレイやメーターパネル内の情報表示部や音声によって、ＰＡＬＳ走行機能停止と操作権限移譲（テークオーバーリクエスト）が運転者に通知され、所定時間（例えば１０秒）内に運転者が操作引継した場合には手動走行に移行するが、引継がなされない場合には、音声や表示による警報が発報され、経過時間（例えば４秒）内に引継がなされない場合には、運転者引継なしと判定され、ＭＲＭが作動する（ステップ１００）。

（２）車線変更判定基準値の変更
ＭＲＭが作動すると、車線変更判定基準となる前方および後方所定距離（所定領域）が、通常走行時の所定領域（第１）ＺＦ，ＺＲ（前方所定距離ＸＦ，後方所定距離ＸＲ）から、それよりも狭いＭＲＭ作動時の所定領域（第２）ＺＦ'，ＺＲ'（前方所定距離ＸＦ'，後方所定距離ＸＲ'）に変更される（ステップ１１０）。

（３）車線位置判定
自車が走行中の車線位置が、路肩５０に隣接した第１走行車線５１であるか否かが判定される（ステップ１１１）。すなわち、環境状態推定部１１は、測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチング、外界センサ２１に取得されるデータに基づいて隣接車線の有無や車線区分線の種類等から自車が走行中の車線が第１車線５１であるか否かを判定する。

（４）車線変更フロー
自車が第１車線以外（５２，５３）を走行している場合には、路肩退避に先立ち第１車線５１への車線変更が必要になるため、以下のように車線変更フローを実行する。

（４－１）車線変更可否判定
ステップ１１０で変更された左前方所定領域ＺＦ'（前方所定距離ＸＦ'）内または左後方所定領域ＺＲ'（後方所定距離ＸＲ'）に他車両が存在するか否かを判定基準として、左車線変更可否を判定する（ステップ１１２）。車線変更不可の場合は、自車線内でＡＣＣ走行を継続する。

（４－２）車線変更実行
車線変更可能と判定された場合は、車線変更可能フラグを立て（ステップ１１３）、同時に左ウインカの点滅が開始される（ステップ１１４）。ウインカ点滅時間ｔ３（例えば３秒）がカウントされ（ステップ１１５）、ウインカ点滅時間ｔ３経過後、自動車線変更機能による左車線変更が実行される（ステップ１１６）。

（５）路肩移動フロー
ステップ１１１で自車が第１車線５１を走行していると判定された場合、または、上記ステップ１１２～１１６の車線変更フローを実行後に、ステップ１１１で自車が第１走行車線５１を走行していると判定された場合は、路肩移動フローに移行する。

（５－１）車線変更判定基準値の変更
自車が第１車線５１を走行していると判定されると、先ず、ステップ１１０で設定された車線変更判定基準となる所定領域（第２）ＺＦ'，ＺＲ'（前方所定距離ＸＦ'，後方所定距離ＸＲ'）が、それよりもさらに狭い路肩移動可否判定用の所定領域（第３）ＺＦ"，ＺＲ"（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）に変更される（ステップ１２０）。

（５－２）路肩有無判定
次に、路肩５０における退避スペース有無を判定する（ステップ１２１）。すなわち、環境状態推定部１１は、測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチング、外界センサ２１に取得される画像データや点群データに基づく自車の左方車線区分線左エリアのセンシングにより路肩５０における退避スペースの有無判定を行う。

（５－３）ＡＣＣセット速度変更
ステップ１２１で、路肩５０に退避可能と判定された場合、路肩退避準備のため、ＡＣＣセット速度が低速度、例えば高速道路の最低速度（５０ｋｍ／ｈ）に変更され、減速が開始される（ステップ１２２）。一方、ステップ１２１で、退避スペース無と判定された場合は、目標車速が０ｋｍ／ｈに変更され（ステップ１４１）、ハザードランプを点滅させて第１車線内での減速・停止に移行する（ステップ１４２）。

（５－４）ＭＲＭ外部ＨＭＩ表示
減速開始と同時に、外向きＨＭＩ等によりＭＲＭによる減速中であることを周囲車両に告知する（ステップ１２３）。

（５－５）路肩移動可否判定
路肩５０の前方および後方の所定領域（第３）ＺＦ"，ＺＲ"（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）における障害物（緊急車両などの移動体、停車車両などの静止物体）有無をセンシングして路肩移動の可否を判定する（ステップ１２４）。

（５－６）路肩移動可能フラグ
ステップ１２４で移動可能と判定された場合は、路肩移動可能フラグを立てる（ステップ１２５）。一方、ステップ１２４で、前方および後方の所定領域（第３）ＺＦ"，ＺＲ"内での移動体の存在により移動不可能と判定された場合は、第１車線５１内で待機し、路肩移動可否判定を継続する。

（５－７）ウインカ点滅
路肩移動可能フラグと同時に左ウインカの点滅が開始され（ステップ１２６）、ウインカ点滅時間ｔ４（例えば３秒）がカウントされる（ステップ１２７）。

（５－８）路肩移動
ウインカ点滅時間ｔ４経過後、自動操舵機能により路肩５０への移動が実行され（ステップ１３０）、路肩移動完了後、目標車速が０ｋｍ／ｈに変更され、減速・停止され（ステップ１３１）、停止後にハザードランプを点滅させる（ステップ１３２）。

（６）ＭＲＭ完了
車速ゼロ、ハザードランプ点滅をもってＭＲＭ完了となる（ステップ１３３）。

（その他の実施例）
以上の実施例では、第１車線５１において路肩５０に退避可能と判定された場合に、ＡＣＣセット速度が低速度（退避開始速度）に変更されたが、ＭＲＭ作動時に後方所定距離内に後続車両が存在しない場合は、自車位置が第２車線５２や第３車線５３であっても、ＡＣＣセット速度を低速度（退避開始速度）に設定にして減速を開始してもよい。

また、ＭＲＭ作動時に後方所定距離内に後続車両がなく、自車位置が第３車線５３にある場合は、段階的に減速するようにしても良い。すなわち、先ず、ＭＲＭ作動時のＡＣＣセット速度から、該速度と退避開始速度の間の速度（退避準備速度）に変更し、該速度まで減速して第２車線５２への車線変更を行い、その後、ＡＣＣセット速度を退避開始速度に設定にして減速を開始することで、小さい減速率で速やかに減速できる。

また、上記実施例では、路肩退避における減速停止後にハザードランプを点滅させる場合について記載したが、第１車線５１走行時に、後方所定距離内に後続車両が存在しない場合には、その時点でハザードランプの点滅を開始するようにしてもよい。

なお、図５に示した実施例では、多車線道路（５１～５３）の左側に路肩５０が存在する場合について記載したが、都市高速など、多車線道路の右側に路肩が存在する場合を想定し、車線変更時の所定領域（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）および路肩移動時の所定領域（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）を、左右両方向に設定することもできる。

（作用と効果）
以上詳述したように、本発明に係る車両の走行制御装置は、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）を搭載する車両において、システム障害発生時に、運転者の居眠り・疾病、注意散漫等により運転者への引継できずにＭＲＭに移行した際に、
（ｉ）車両が路肩に隣接した第１車線以外の車線（５２，５３）を走行している場合は、設定車間距離（を維持する車速）または設定車速を維持するＡＣＣ走行が継続され、車速が維持されることで、交通流に沿って速やかな車線変更が可能であり、かつ、
（ｉｉ）車線変更の可否判定基準となる所定領域が、通常時よりも狭い第２の所定領域（ＺＦ'，ＺＲ'）に変更されることで、第１車線５１への車線変更の機会が増加（車線変更不可と判定され、待機または中止（当該車線にて減速停車）となるケースが減少）し、車線変更に移行し易くなり、第２、第３車線（５２，５３）を走行する時間が短縮され、結果的に速やかな減速停止が見込める。

さらに、前記のようにＭＲＭに移行した際に、
（ｉｉｉ）車両が路肩に隣接した第第１車線（５１）を走行している場合（または、前記第１車線への車線変更が実行されて車両が路肩に隣接した第第１車線（５１）を走行している場合）は、上記車線変更時の所定領域（前方所定距離ＸＦ'、後方所定距離ＸＲ'）よりもさらに狭い路肩移動時の所定領域（前方所定距離ＸＦ"、後方所定距離ＸＲ"）に変更されることで、路肩移動（５０）の開始条件が緩和され、それにより、路肩移動待機となる（ＭＲＭ走行中の車両が走行車線に留まる）ケースが減少し、周囲の交通流への影響が低減され、速やかな路肩退避の実現が見込める。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１０自動運転コントローラ
１１環境状態推定部
１２経路生成部
１３車両制御部
１４ＡＣＣコントローラ
１５ＬＫＡコントローラ
２１外界センサ
２２内界センサ
３１ＥＰＳコントローラ
３２エンジンコントローラ
３３ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
３４手動操舵（ハンドル）

Claims

自車線と隣接車線および前記各車線上の他車を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
自車線に先行他車がいない場合は設定車速を維持し、先行他車がいる場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
隣接車線の所定領域に他車がいない場合に隣接車線への自動車線変更を行う機能と、
前記各機能作動中における障害発生時に、運転者に操作引継されない場合に自車を路肩に退避させる機能と、を有するものにおいて、
前記退避させる機能の作動時に自車が路肩に隣接した第１車線以外の車線を走行している場合は、前記第１車線への自動車線変更が実行され、かつ、それに先立ち、前記第１車線への前記車線変更の可否判定基準となる所定領域が、前記所定領域よりも狭い第２の所定領域に設定され、
前記退避させる機能の作動時に自車が路肩に隣接した第１車線を走行している場合、または、前記退避させる機能の作動中に前記第１車線への自動車線変更が実行されて自車が前記第１車線を走行している場合は、前記路肩への退避に先立ち、前記路肩への退避の可否判定基準となる所定領域が、前記第２の所定領域よりも狭い第３の所定領域に設定されるように構成されていることを特徴とする車両の走行制御装置。
前記退避させる機能の作動時に自車が路肩に隣接した第１車線を走行している場合、または、前記退避させる機能の作動中に前記第１車線への自動車線変更が実行されて自車が前記第１車線を走行している場合は、前記設定車速が、それより小さい退避速度に変更され、前記退避速度まで減速した後に、前記路肩への退避の可否判定基準となる所定領域が、前記第３の所定領域に設定されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。