JP6596047B2 - 車両制御装置、車両、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行位置を制御する技術に関する。

自動運転車両では、他車両と干渉しないように車両の走行軌道を適切に設定することが肝要である。特許文献１には、他車両が物体を追い越すことが想定される際に、その追い越しを行う他車両の軌道を考慮して車両の横方向の位置を当該他車両を回避する方向に移動させる技術が記載されている。

特開２０１６−０３０５３７号公報

交通の円滑化のためには、自車両のみならず他車両にも適切な運転をさせることが重要であり、そのためには車両間で互いの存在を認知させることが必要である。

本発明は、他車両に対して自車両の存在を認知させるための車両の走行軌道制御技術を提供する。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の制御を実行する車両制御装置であって、前記車両が自車走行車線を走行している場合に、当該自車走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両を監視し、前記隣接車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、前記車両を、前記自車走行車線の範囲内で、前記隣接車線の側へ横方向に移動させる制御を行う、ように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、隣接車線を走行すると共に自車両が走行する車線に移る可能性がある他車両に対して自車両の存在を認知させることができる。

車両の構成を説明するブロック図。 車両の動作を概略的に説明する図。 車両制御装置が実行する処理の流れの例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（車両制御装置の構成）
図１に、車両１を制御するための、本実施形態に係る車両制御装置のブロック図を示す。なお、車両制御装置が車両１の内部に備えられているものとして説明を行うが、車両制御装置は、車両１の外部に存在してもよく、車両１との間で通信を行うことによって車両１を制御するようにしてもよい。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。なお、車両１は、二輪車等の四輪以外の車両であってもよい。

図１の車両制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

検知ユニット４２は、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ（ＬＩＤＡＲ：ライダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４２と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。

入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

（処理の流れ）
本実施形態の車両制御装置は、ＥＣＵ２０において、カメラ４１とカメラ４２の少なくともいずれかによって得られた周囲の環境の情報に基づいて、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。本実施形態では、車両１は、第１の車線を走行している間に、第１の車線に隣接する第２の車線を走行中の他車両を監視する。そして、第２の車線において走行している他車両が第１の車線に進入する可能性がある場合に、他車両がその車両１の存在を認識することができるように制御を行う。例えば、車両制御装置は、第２の車線を走行している２台の他車両のうちの１台が追い越しを行うことが予見される所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、第２の車線側へと車両１を横方向に移動させる。例えば、車両制御装置は、その追い越しを行う可能性がある他車両のセンサによって車両１が認識可能となる範囲に車両１を配置するために上述の横方向へ車両１を移動させる制御を行う。また、車両制御装置は、その追い越しを行う可能性がある他車両のいずれかのミラーに車両１が映る位置へ、車両１を移動させる制御を行う。なお、車両制御装置は、例えば、他車両が自動運転車であるか否かによらず車両１を認識することができるようにするために、ミラーに映ると共にセンサによって検出される位置に、車両１を移動させるようにしうる。これにより、他車両（又はその運転手）が車両１を認識することができ、他車両が車線変更により車両１に干渉する確率を低減することができる。なお、車両制御装置は、第１の車線の範囲内で、車両１を第２の車線側へと移動させる。これにより、第２の車線を走行中の他車両が車両１に干渉する確率を減らしながら、当該他車両が車両１を認識することが可能となる確率を高めることができる。

なお、車両制御装置は、第２の車線側への車両１の横方向への移動の後に、第２の車線において２台の他車両が所定の接近状態から脱する程度に離間したことに応じて、横方向における車両１の位置を元に（例えば第１の車線の中央に）戻す制御を行いうる。なお、ここでの「元に戻す」は、厳密に同じ位置に戻すことだけでなく、第２の車線側へ車両１を寄せる制御を解除して、結果として第２の車線と逆側へ移動させる制御を含む。また、車両制御装置は、第２の車線側への車両１の横方向への移動の後に、第２の車線において２台の他車両のうちの少なくともいずれかが第２の車線から他の車線に移動したことに応じて、横方向における車両１の位置を元に戻す制御を行いうる。なお、ここでの他の車線は、第１の車線または他の車線である。このように、他車両が第１の車線に侵入して車両１の走行に影響する確率が低くなった場合、車両１の横方向の位置を戻して第２の車線に不必要に近接しないようにすることで、車両１が他車両に干渉する確率を低減することができる。

また、車両制御装置は、第２の車線側への車両１の横方向への移動の後に、第２の車線において所定の接近状態にあった２台の他車両がさらに接近して第２の接近状態へと移行したことに応じて、車両１を第２の車線と逆側へ横方向に移動させる制御を行いうる。すなわち、車両制御装置は、第２の車線において接近状態にある２台の他車両が干渉する可能性が高くなっている状態となったことに応じて、その２台の他車両を回避する方向へ車両１を移動させうる。これにより、他車両が互いに干渉する確率が高い状況において、車両１がその状況に関与する確率を低減することができる。

これらの処理の概要を図２（Ａ）〜図２（Ｄ）を用いて説明する。図２（Ａ）は、車両１が右側車線を、他車両２０１及び２０２が左側車線を、それぞれ走行している状況を示している。車両制御装置は、車両１が走行している右側車線に隣接する左側車線を走行中の他車両を監視する。そして、車両制御装置は、例えば他車両間の距離やＴＴＣ（Time To Collision）を検出し、２台の他車両が所定の接近状態となった場合に、図２（Ｂ）に示すように、車両１を他車両が走行中の車線側へ移動させる。なお、他車両間の距離は、例えば、画像解析とレーダ及びライダの位置・速度データによる他車両間の距離推定によって取得され、ＴＴＣは他車両間の距離と車両１との相対速度とから推定されることによって取得される。ただし、これらに限られず、任意の距離又はＴＴＣの取得手法が用いられてもよい。また、車両制御装置は、例えば、車両１による車々間通信や路車間通信等によって、監視対象の他車両のうちの後方走行車両（他車両２０１）が緊急ブレーキをかけたことの通知があったことに応じて、これらの他車両が所定の接近状態に移行したと判定してもよい。なお、所定の接近状態は、例えば、統計的に、他車両２０１が他車両２０２を追い越す確率が所定確率以上であるような状態として定められうる。このように車両１の存在を他車両に認識させるための制御を行うことにより、他車両が車両１に干渉するような走行を行う確率を低減させることができる。

なお、車両制御装置は、車両１が走行中の車線に隣接する他車両であっても、例えば、他車両と車両１との距離が十分に（例えば所定距離以上）離れている場合、当該他車両については監視の対象から除外してもよい。すなわち、車両制御装置は、車両１に対して干渉する恐れの少ない状態の他車両については、監視及び接近状態への移行判定を行わなくてもよい。

その後、例えば図２（Ｃ）のように、車両１が走行中の右側車線に他車両２０１が移動したものとする。この場合、車両制御装置は、他車両２０１と他車両２０２とが所定の接近状態でなくなったと判定し、車両１の横方向での位置を図２（Ａ）と同様の位置に戻す。なお、他車両２０１と他車両２０２とが図２（Ａ）のように所定の接近状態から脱する程度に離間した場合に、車両１の横方向での位置を元に戻しうる。このように、接近状態にある他車両が車両１に干渉する確率の低い状態に移行したことが検出された場合、車両１の横方向での位置を戻すことにより、車両１が不必要に走行車線以外の車線に寄って走行することを防ぐことができる。

一方、車両制御装置は、例えば図２（Ｄ）のように、他車両２０１と他車両２０２との距離が所定の接近状態よりもさらに接近した第２の接近状態へと移行すると、車両１の横方向での位置を、これらの他車両から離間する方向へと移動させる。このように、２台の他車両が非常に接近した状態では、所定の接近状態にある他車両に車両１を認識させるための移動方向とは逆側へ、車両１を移動させる。このように、逆側へ車両１を移動させることにより、他車両同士が干渉する状況において、その状況に車両１が関与することとなる確率を低減することができる。

なお、上述の例では、車両１が走行中の車線の隣接車線を走行中の他車両のうち、車両１の前方を走行中の他車両を車両制御装置が監視する例について説明したが、後方の他車両を監視してもよい。例えば、車両制御装置は、他車両が所定の接近状態に移行したことに応じて、車両１の横方向での位置を他車両に接近させる方向に移動させ、それにより他車両のセンサによって車両１が検出されやすいようにすることができる。また、上述の例では、２台の他車両が所定の接近状態に移行したことに応じて車両１の横方向での位置を移動させる制御を行う例について説明したが、これに限られない。例えば、車両制御装置は、１台の他車両が他の物体に近接している状況において、その１台の他車両に車両１の存在を認識させるために、車両１の横方向の位置を他車両に接近させる制御を行ってもよい。

以上の処理の流れを図３にまとめて示す。車両制御装置は、処理を開始すると、まず、隣接車線の他車両の監視を開始する（Ｓ３０１）。この処理は、例えば、車両１が少なくとも２車線の道路の進入したことに応じて開始されうる。その後、車両制御装置は、隣接車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態へと移行したかを判定し（Ｓ３０２）、所定の接近状態へ移行した他車両が存在しない場合（Ｓ３０２でＮＯ）は、他車両の監視を継続する。一方、車両制御装置は、隣接車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態へと移行したと判定した場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、車両１の横方向での位置を他車両に接近させるように、すなわち隣接車線側へと、移動させる（Ｓ３０３）。その後、車両制御装置は、２台の他車両において所定の接近状態が解消したかを判定し（Ｓ３０４）、解消していない場合に（Ｓ３０４でＮＯ）、これらの他車両がさらに接近して第２の接近状態へと移行したかを判定する（Ｓ３０５）。車両制御装置は、他車両が第２の接近状態へと移行していないと判定した場合（Ｓ３０５でＮＯ）は、処理をＳ３０４に戻す。一方、車両制御装置は、２台の他車両において所定の接近状態が解消したと判定した場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、車両１の横方向位置を戻すように制御を行い（Ｓ３０６）、処理をＳ３０２へと戻す。また、車両制御装置は、２台の他車両が第２の接近状態へと移行したと判定した場合（Ｓ３０５でＹＥＳ）は、車両１を、横方向において、それらの他車両から離間する方向へと移動させる制御を行う（Ｓ３０７）。これらの処理により、車両１を他車両に認識させることができ、他車両に適切な走行経路を決定させることが可能となる。また、他車両が干渉する確率が高い状況では、その状況に車両１が関与しないように、車両１をそれらの他車両から離間させることが可能となる。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の車両制御装置は、
車両の制御を実行する車両制御装置であって、
前記車両が第１の車線を走行している場合に、当該第１の車線に隣接する第２の車線を走行する他車両を監視し、
前記第２の車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、前記車両を前記第２の車線の側へ横方向に移動させる制御を行う、
ように構成されることを特徴とする。

この実施形態によれば、２台の他車両が所定の接近状態に移行したことに応じて、車両の存在を他車両が認識しやすい環境を作ることができる。

２．上記実施形態の車両制御装置は、
前記監視においては、前記第２の車線において前記車両の前方を走行する他車両を監視する、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、車両が後方に存在し、その存在を認識することが相対的に容易ではない他車両に対して、車両の存在を認識しやすい環境を作ることが可能となる。

３．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御においては、前記第１の車線の範囲内で、前記車両を前記第２の車線の側へ移動させる制御を行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、車両が隣接車線に影響を与えることなく、車両の存在を他車両が認識しやすい環境を作ることができる。

４．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御においては、前記２台の他車両のうち、前記車両に近い位置を走行する他車両が前記車両を認識することができる位置に前記車両を移動させる制御を行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、車両に干渉する確率が高い方の他車両が、車両の存在を認識しやすい環境を作ることができる。

５．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御において、前記２台の他車両のうち、前記車両に近い位置を走行する他車両のミラーに前記車両が映る位置に前記車両を移動させる制御を行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、他車両が自動運転車でない場合に、運転者が車両の存在を認識しやすい環境を作ることができる。

６．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両の少なくともいずれかが前記第２の車線から他の車線に移動したことに応じて、前記車両の横方向の位置を戻す制御をさらに行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、他車両が車両を認識する必要がなくなった状態において、車両が不必要に隣接車線に接近し続けることを防ぐことができる。

７．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両が前記所定の接近状態から脱する程度に離間したことに応じて、前記車両の横方向の位置を戻す制御をさらに行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、他車両が車両を認識する必要がなくなった状態において、車両が不必要に隣接車線に接近し続けることを防ぐことができる。

８．上記実施形態の車両制御装置は、
前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両が前記所定の接近状態からさらに接近した第２の接近状態へ移行したことを検出した場合に、前記車両を前記第２の車線と逆側へ横方向に移動させる制御をさらに行う、
ことを特徴とする。

この実施形態によれば、２台の他車両が互いに干渉する確率が高い状況において、その状況に車両が関与する確率を低減することができる。

９．上記実施形態の車両は、
上述の車両制御装置を有することを特徴とする。

これによれば、車両内部で上述の処理を迅速に実行することにより、リアルタイムに適正な制御を実行することが可能となる。

１０．上記実施形態の方法は、
車両の制御を実行する車両制御装置によって実行される方法であって、
前記車両が第１の車線を走行している場合に、当該第１の車線に隣接する第２の車線を走行する他車両を監視することと、
前記第２の車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、前記車両を前記第２の車線の側へ横方向に移動させる制御を行うことと、
を含むことを特徴とする。

この実施形態によれば、２台の他車両が所定の接近状態に移行したことに応じて、車両の存在を他車両が認識しやすい環境を作ることができる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１：車両、２：制御ユニット、２０：ＥＣＵ

Claims (9)

1. 車両の制御を実行する車両制御装置であって、
   前記車両が自車走行車線を走行している場合に、当該自車走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両を監視し、
   前記隣接車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、前記車両を、前記自車走行車線の範囲内で、前記隣接車線の側へ横方向に移動させる制御を行う、
   ように構成されることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記監視においては、前記隣接車線において前記車両の前方を走行する他車両を監視する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御においては、前記２台の他車両のうち、前記車両に近い位置を走行する他車両が前記車両を認識することができる位置に前記車両を移動させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御において、前記２台の他車両のうち、前記車両に近い位置を走行する他車両のミラーに前記車両が映る位置に前記車両を移動させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両の少なくともいずれかが前記隣接車線から他の車線に移動したことに応じて、前記車両の横方向の位置を戻す制御をさらに行う、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両が前記所定の接近状態から脱する程度に離間したことに応じて、前記車両の横方向の位置を戻す制御をさらに行う、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記制御では、前記横方向への移動の後に前記２台の他車両が前記所定の接近状態からさらに接近した第２の接近状態へ移行したことを検出した場合に、前記車両を、前記自車走行車線の範囲内で、前記隣接車線と逆側へ横方向に移動させる制御をさらに行う、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の車両制御装置を備えた車両。
9. 車両の制御を実行する車両制御装置によって実行される方法であって、
   前記車両が自車走行車線を走行している場合に、当該自車走行車線に隣接する隣接車線を走行する他車両を監視することと、
   前記隣接車線を走行する２台の他車両が所定の接近状態に移行したことを検出した場合に、前記車両を、前記自車走行車線の範囲内で、前記隣接車線の側へ横方向に移動させる制御を行うことと、
   を含むことを特徴とする方法。

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