JP6838525B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車載カメラやレーダ等の外界認識センサを用いて、自車両周辺の物体（車両、歩行者、構造物等）や道路標示・標識（区画線等の路面ペイント、止まれ等の標識等）を認識する技術は種々提案されている。さらに、これらの外界認識技術を用いて自車両を制御し、乗員の安心感や快適性を向上させる技術も提案されている。

近年では、先行車に追従する手動走行を支援したり、運転者に代わって自動的に行ったりする技術も提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の従来技術では、自車両が先行車に追従する追従制御の実行中に後続車が自車両に対して接近すると、後続車との車間距離に基づいて加減速度を補正し、先行車および後続車との接触を回避する。

特開平７−１７２２０８号公報

特許文献１に開示された従来技術では、後続車との車間距離が近いほど加減速度が緩やかになるように補正する。したがって、後続車との車間距離が近い場合に、先行車が所定値以上の減速度で減速すると、自車両が先行車との接触を避けるための減速度を発生させることができず、先行車に近づいてしまうという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、先行車および後続車との車間情報に基づいて自車両を制御できる車両制御装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明の一つの観点に従う車両制御装置は、先行車との車間を維持するように自車両を制御する車両制御装置であって、先行車との車間情報および後続車との車間情報に基づいて、目標車間情報を算出する目標車間演算部と、算出された目標車間情報を保持するように自車両の速度を制御する車両制御部と、を備える。

本発明によれば、先行車との車間情報および後続車との車間に基づいて目標車間情報を算出することができ、算出された目標車間情報を保持するように自車両の速度を制御することができる。これにより、使い勝手と安全性を両立させることができる。

車両制御装置の全体構成を示す説明図。 車両制御処理を示すフローチャート。 図２中の一部のステップの詳細を示すフローチャート。 目標車間時間を変更する様子を示す説明図。 目標車間時間を所定値に戻す際の変化率の設定例を示すグラフ。 目標車間時間を変更する他の様子を示す説明図。 目標車間時間を変更するさらに別の例を示す説明図。 先行車との車間時間および後続車との車間時間の関係を示す説明図。 第２実施例に係り、車両制御装置の構成を示すブロック図。 車両制御処理を示すフローチャート。 目標車間時間を変更する様子を示す説明図。 第３実施例に係り、車両制御装置の構成を示すブロック図。 車両制御処理を示すフローチャート。 目標車間時間を変更する様子を示す説明図。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。後述のように、本実施形態では、車線変更の際の目標車間情報の切替過渡期（設定変更時）において、目標車間をそれまでの値（設定変更前の所定値）から、車線変更を行う際の先行車との車間情報まで一時的に低下させる（目標車間情報＝先行車との車間情報＜設定変更前の所定値）。その後に、後続車との車間情報に基づいて、目標車間情報を設定変更前の所定値に所定の変化率で復帰させる。

そこで、本実施形態に係る車両制御装置は、先行車との車間情報を検出して予め設定された車間情報設定値に保つように自車両の速度を制御する車両制御装置であって、後続車との車間情報を検出し、前記先行車との車間情報および前記後続車との車間情報に基づいて目標車間を所定の範囲内で設定し、設定された前記目標車間に保つように自車両の速度を制御する。

これにより、本実施形態によれば、後続車との車間情報（車間時間または車間距離）に基づいて先行車に対する車間設定値を動的に変化させるため、先行車および後続車の両方を配慮した円滑かつ安全な走行が可能となる。また、本実施形態では、後続車に対して不用意な急減速をさせる機会が抑制されるため、後続車より後方の交通流への悪影響（渋滞発生等）を低減することができる。

図１〜図８を用いて実施例を説明する。図１は、車両制御装置１０の全体構成を示す説明図である。

図１では、車両制御装置１０と、その周辺装置２０，３１，３２，４１，４２とを示している。図１に例示される車両制御装置１０は、自車両を制御するコンピュータであって、不図示の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することにより、先行車情報演算部１１、後続車情報演算部１２、目標車間演算部１３、車両制御部１４といった各機能を実現する。

車両制御装置１０は、外界認識装置２０，駆動装置３１，制動装置３２，音発生装置４１，表示装置４２とに接続されている。また、車両制御装置１０は、自車両の通信ネットワーク（不図示）を介して、自車両内の各センサから車速、舵角、ヨーレート等の車両情報を取得する。自車両で用いる通信ネットワークとしては、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）が知られている。ＣＡＮとは、車載の電子回路や各装置を接続するためのネットワーク規格である。

外界認識装置２０は、自車両の周囲環境に関する情報を取得するものであって、例えば、自車両の前方を撮影する車載ステレオカメラや、自車両の前方，後方，右側方，左側方の周囲環境をそれぞれ撮影する４個の車載カメラである。

これらの車載カメラは、得られた画像データを用いて、自車両周辺の静止立体物、移動体、車線区分線等の路面ペイント、標識等の物体の形状や位置を検出し、さらに、路面の凹凸等を検出して自車両が走行可能な路面であるか否かの判定機能を持つ。

ここで、静止立体物とは、例えば、駐車車両、壁、ポール、パイロン、縁石、車止め等である。また、移動体とは、例えば、歩行者、自転車、バイク、車両等である。さらには、移動体の状態を推定するための情報として、ブレーキランプや方向指示器の点灯有無や車内の人の有無等を検出する構成としてもよい。以降、静止立体物と移動体の二つをまとめて障害物と呼ぶ。

物体の形状や位置は、例えば、パターンマッチング手法やその他の手法を用いて検出することができる。物体の位置は、例えば、自車両の前方を撮影する車載カメラの位置に原点を置く座標系を用いて表現することができる。そして、得られた物体の種別や距離，その方角等の情報を、専用線やＣＡＮ等を用いて車両制御装置１０に出力する。

なお、車載カメラにより得られた画像を専用線等を用いて車両制御装置１０に出力し、車両制御装置１０内で画像データを処理する方式にしてもよい。また、車載カメラ以外に、ミリ波やレーザを用いて物体との距離を計測するレーダ、超音波を用いて物体との距離を計測するソナー等を用いることができる。これらレーダやソナーで得られた物体との距離とその方角等の情報を、専用線やＣＡＮ等を用いて車両制御装置１０に出力する。

自車両の外部との通信を行うための通信装置を外界認識装置２０に含めてもよい。車両制御装置１０は、通信装置を用いて自車両周辺の車両と通信することにより、車両位置や速度の情報等を交換することができる。車両制御装置１０は、通信装置を用いて路側の通信機と通信することにより、自車両に搭載されたセンサでは検出できない情報（例えば、自車両の死角の障害物の情報等）を交換することもできる。

駆動装置３１は、例えば、車両制御装置１０からの駆動指令で動作するエンジンシステムや、車両制御装置１０からの駆動指令で制御可能な電動パワートレインシステム等で構成される。そのようなエンジンシステムでは、車両制御装置１０からの駆動指令を受信すると、電動スロットル等を動作させることにより、エンジントルクを制御する。電動パワートレインシステムは、車両制御装置１０からの駆動指令を受信すると、モータ等により駆動力を制御する。

制動装置３２は、電動ブレーキや油圧ブレーキ等を備える。それらのブレーキは、車両制御装置１０からの制動指令により、制動力を制御する。

音発生装置４１は、スピーカー等で構成することができる。車両制御装置１０は、運転者に対する警報や音声ガイダンス等を音発生装置４１から出力させる。

表示装置４２は、ナビゲーション装置等のディスプレイ，メーターパネル，警告灯等で構成することができる。車両制御装置１０は、車両制御装置１０の操作画面のほかに、自車両の走行状態を視覚的に表現する画面等を表示装置４２から乗員へ提供する。

なお、後述の実施例で述べるように、車両制御装置１０は、操舵装置３３を制御することもできる。操舵装置３３は、電動パワーステアリングや油圧パワーステアリングを備えることができる。それらパワーステアリングは、車両制御装置１０からの駆動指令を受信すると、電動や油圧のアクチュエータ等を動作させて舵角を制御する。

車両制御装置１０の実現する機能について説明する。先行車情報演算部１１は、外界認識装置２０により検出された自車両周辺の車両に関して、自車両が追従する車両を先行車として選択し、その先行車と自車両との車間距離、相対速度、車間時間を演算する。なお、先行車の選択方法に関しては、自車両の進行路前方の車両を先行車として選択する等、既知の方法を用いることができる。

後続車情報演算部１２は、外界認識装置２０により検出された自車両周辺の車両に関して、自車両を追従する車両を後続車として選択し、その後続車と自車両との車間距離、相対速度、車間時間を演算する。なお、後続車の選択方法に関しては、自車両の進行路後方の車両を後続車として選択する等、既知の方法を用いることができる。

目標車間演算部１３は、通常時は、システム起動時に予め設定された所定値（車間設定値）を、目標車間（目標車間値）として設定する。所定値は、後述する他の図面に示すように、Ｔｓｅｔと表示することができる。

目標車間演算部１３は、先行車情報演算部１１で演算された情報および後続車情報演算部１２で演算された情報に基づいて目標車間の変更が必要と判断された場合、新たな目標車間を演算する。

なお、予め設定されるた車間設定値は、スイッチ操作、タッチパネルへの操作、音声認識等を用いて、乗員が手動で設定してもよい。「設定変更前の所定値」としての車間設定値と目標車間とは、車間距離もしくは車間時間のいずれでも表現可能である。以下の説明では、車間時間を採用する。

車両制御部１４は、目標車間演算部１３により演算された情報に基づいて、先行車との車間を目標車間に保つように自車両を制御する。また、車両制御部１４は、先行車が存在しない場合、予め乗員により設定された設定速度に従って自車両を制御する。さらに、車両制御部１４は、制限速度の情報や道路曲率等の情報を利用できる場合は、それらの情報に従った速度を上限値として自車両を制御することもできる。

そして、車両制御部１４は、自車両を制御するための目標速度を演算し、この目標速度を実現するための制御パラメータを計算する。制御パラメータには、目標エンジントルクや目標ブレーキ圧がある。車両制御部１４は、計算した制御パラメータを駆動装置３１や制動装置３２へ出力する。

また、車両制御部１４は、音発生装置４１および／または表示装置４２を通じて、所定の情報を乗員へ通知する。所定の情報には、例えば、目標速度の情報、目標車間演算部１３によって目標車間が変更になった場合の状況、先行車情報演算部１１により選択された先行車の情報、後続車情報演算部１２により選択された後続車等の情報等がある。

図１の下側に示すように、本実施例に係る車両制御装置１０は、自車両Ｃ１が現在走行中の車線Ｌａから隣接車線Ｌｂへ移る場合に、隣接車線Ｌｂを走行する車両Ｃ０，Ｃ２のうち自車両Ｃ１の前方を走行する車両Ｃ０を先行車と認識し、自車両Ｃ１の後方を走行する車両Ｃ２を後続車と認識する。

そして、車両制御装置１０は、車線変更時の先行車Ｃ０および後続車Ｃ１の認識時における先行車との車間時間Ｔｆと後続車Ｃ２との車間時間Ｔｒとに基づいて、目標車間時間Ｔｆ１を算出する。詳しくは図２移行で述べるが、車両制御装置１０の目標車間演算部１３は、先行車および後続車を認識した時点（所定のタイミング）における、先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆから目標車間時間Ｔｆ１を求める。

目標車間時間Ｔｆ１は、一般に、設定変更前の所定値（車間設定値）よりも小さい（目標車間時間Ｔｆ１＜所定値）。車線変更時には、先行車Ｃ０が通り過ぎた後速やかに、隣接車線Ｌｂへ移るためである。

目標車間演算部１３は、車線変更後に、目標車間時間Ｔｆ１から車線変更前の目標車間時間である所定値へ、所定の変化率θで徐々に復帰させる。すなわち、目標車間演算部１３は、目標車間時間の値を車線変更直後の短い値Ｔｆ１から車線変更前の通常値である所定値に向けて、所定の変化率θで増加させる。

図２のフローチャートを用いて、車両制御装置１０の処理手順の一例を説明する。車両制御装置１０は、外界情報と車両情報を取得する（Ｓ１０）。ここで、外界情報とは、外界認識装置２０により入力される情報である。車両情報とは、自車両の車速，舵角，ヨーレート等の情報である。

車両制御装置１０の先行車情報演算部１１は、ステップＳ１０で取得した外界情報を用いて、周辺の車両の中から先行車を判定すると共に、先行車情報（車間距離，相対速度，車間時間）を演算する（Ｓ１１）。

車両制御装置１０の後続車情報演算部１２は、ステップＳ１０で取得した外界情報を用いて、周辺の車両の中から後続車を判定すると共に、後続車情報（車間距離，相対速度，車間時間）を演算する（Ｓ１２）。

車両制御装置１０の目標車間演算部１３は、ステップＳ１１で演算した先行車情報とステップＳ１２で演算した後続車情報とを用いて、車線変更直後に用いる目標車間を演算する（Ｓ１３）。

車両制御装置１０の車両制御部１４は、ステップＳ１３で演算した目標車間を保つように自車両を走行させるための制御パラメータを演算する（Ｓ１４）。ここで、制御パラメータとは、例えば、目標エンジントルクや目標ブレーキ圧である。ステップＳ１４は、「制御パラメータ演算部」の例である。

車両制御部１４は、ステップＳ１４で演算した制御パラメータを、駆動装置３１および制動装置３２に出力し、一連の処理を終了する（Ｓ１５）。詳しくは、車両制御部１４は、ステップＳ１４で演算した制御パラメータのうち、駆動装置３１に関する制御パラメータを駆動装置３１に出力し、制動装置３２に関する制御パラメータを制動装置３２へ出力する。ステップＳ１５は、「制御パラメータ出力部」の例である。

なお、駆動装置３１と制動装置３２に出力する制御パラメータとしては、目標速度を実現するための、目標エンジントルクや目標ブレーキ圧等が挙げられる。これに代えて、駆動装置３１と制動装置３２の構成によっては、直接目標速度を車両制御部１４から駆動装置３１と制動装置３２に出力してもよい。

図３のフローチャートを用いて、図２中のステップＳ１３の詳細を説明する。図３は、目標車間演算処理（図２のＳ１３）に関するフローチャートである。

目標車間演算部１３は、図２のステップＳ１１およびステップＳ１２で演算した先行車情報および後続車情報を用いて、目標車間を切り替えるタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１３０）。この切替タイミングは「所定のタイミング」に該当する。

目標車間演算部１３は、目標車間を切り替えるタイミングが到来したと判定すると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、先行車情報および後続車情報に基づいて、予め設定されている所定値（車間設定値）から目標車間Ｔｆ１に切り替えて、一連の処理を終了する。

このとき、切り替える目標車間はＴｆ１、後続車との車間が所定値（例えば、車間時間１秒）以下の場合に、先行車との車間Ｔｆを目標車間Ｔｆ１として設定する。ただし、先行車との車間Ｔｆが下限閾値である所定値Ｔｆｍｉｎ（例えば、車間時間０．２秒）未満の場合（Ｔｆ＜Ｔｆｍｉｎ）、目標車間演算部１３は、先行車との車間Ｔｆを目標車間として設定せずに、判定した所定値を設定する（図７で後述）。

本実施例では、後続車が近づいている場合であって、かつ、先行車に近づき過ぎない場合に、車線変更時の先行車との車間Ｔｆを目標車間時間Ｔｆ１として用いる。したがって、本実施例では、自車両が先行車へ接近しすぎるのを抑制することができる。

一方、目標車間演算部１３は、切替タイミングではないと判定すると（Ｓ１３０：ＮＯ）、現在の目標車間Ｔｆが所定値未満か否かを判定する（Ｓ１３２）。目標車間演算部１３は、現在の目標車間Ｔｆが所定値未満であると判定すると（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、目標車間Ｔｆを所定値へ復帰させる処理を実行し（Ｓ１３３）、一連の処理を終了する。

ここで、目標車間を設定値に復帰する方法として、後続車との車間に基づいて復帰する際の変化量（勾配）θを決定して、毎処理周期で徐々に設定値に戻す方法がある。例えば、後続車との車間が狭い場合は、復帰する変化量を小さくして後続車に対して急接近しないようにし、後続車との車間が広い場合は復帰する変化量を大きくする。

一方、目標車間演算部１３は、現在の目標車間Ｔｆが所定値以上であると判定すると（Ｓ１３２：ＮＯ）、目標車間Ｔｆに所定値を代入して、一連の処理を終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、先行車情報および後続車情報の両方に基づいて目標車間を制御することが可能となるため、後続車に対しての急接近を防止でき、円滑かつ安全な速度制御が可能となる。

図４から図８を用いて本実施例の動作例を示す。図４，図６，図７は自車両Ｃ１が合流路Ｌｃから２車線の本線Ｌｄに合流するシーンを想定した状況説明図である。本線の車線を区別するラインの図示は省略している。本実施例は、左側通行での合流を示す。したがって、図示の本線中、右側の空白部分が隣接する車線となっている。本線Ｌｄのいずれかの車線を走行中の自車両が他の車線に移る場合も同様である。以下では、時系列の順番を示すために、車両の符号に括弧付きの数字を添える。

図４の地点Ｐ０においては、自車両Ｃ１（０）は、予め設定された目標車間の所定値に従って制御されている。自車両Ｃ１（０）が合流路Ｌｃを走行しており、車両Ｃ０，Ｃ１が本線Ｌｄを走行している。自車両Ｃ１（０）は、車両Ｃ０，Ｃ１と並走して合流を開始する。

そして、自車両Ｃ１（１）が地点Ｐ１に到達すると、先行車Ｃ０（１）を先行車と、後続車Ｃ２（２）を後続車と、それぞれ認識する。このとき、後続車Ｃ２（１）との車間時間Ｔｒが所定値（例えば、１秒）以下であり、かつ先行車Ｃ０（１）との車間時間Ｔｆが所定値未満である場合、先行車Ｃ０（１）との車間時間Ｔｆが目標車間Ｔｆ１として設定される。

このように、車線変更時において、目標車間は、一時的に所定値よりも低い値Ｔｆ１に変更される。その後、目標車間Ｔｆ１は所定の変化率θで次第に増加し、地点Ｐ２において元の値である所定値に復帰する。

図５を用いて、目標車間を所定値に戻す際に使用する変化率（勾配）θの設定例を説明する。図５は、後続車との車間時間Ｔｒに基づいた変化率θを表すグラフである。

図５（ａ）は、後続車との車間時間Ｔｒと変化率θとが線形の関係にある。ただし、後続車との車間時間Ｔｒが限界車間時間以下の場合は、変化率θをゼロに設定し、後続車に自ら接近するのを防止する。

図５（ｂ）は、他の一例を示し、後続車との車間時間Ｔｒと変化率θとが曲線の関係にある。この場合も図５（ａ）と同様に、後続車との車間時間Ｔｒが限界車間時間以下の場合は、変化率θをゼロにして、後続車に自ら接近しないよう設定する。

なお、地点Ｐ１での後続車との車間時間Ｔｒから変化率θを一意に設定してもよい。あるいは、処理周期毎に逐次変化率θを参照して、目標車間時間を設定してもよい。

図６は、図４で説明した状況に対して、自車両Ｃ１が合流する際に、本線Ｌｄを走行する車両Ｃ０，Ｃ２の方が自車両Ｃ１より高速な場合を示す。

図４の場合と同様に、地点Ｐ１において、車両制御装置１０は、車両Ｃ０を先行車として、車両Ｃ２を後続車として、それぞれ判定する。

後続車Ｃ２との車間時間Ｔｒが所定値（例えば、１秒）以下であり、かつ先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆが所定値未満である場合、先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆを目標車間Ｔｆ１に設定する。

このとき、後続車との車間時間Ｔｒに基づいて決定された変化率θを用いた目標車間時間は、破線Ｌ１のようになるはずであるが、ここでは、先行車Ｃ０の方が車両Ｃ１より速度が高いため、先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆは二点鎖線Ｌ２のように変化する。

車線変更時における先行車Ｃ０の車速が自車両Ｃ１の車速よりも速い場合、先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆが増加する傾向から低下する傾向に変化するタイミングで、値が減らないような目標車間時間Ｌ３を設定する。そして、破線Ｌ１と交わるところまで継続し、その後は、図４と同様の動作を実行する。これにより、自車両Ｃ１と本線車両Ｃ０との速度差を考慮した目標車間時間を設定することができる。

図７は、図４で説明した状況に対して、自車両Ｃ１が合流路Ｌｃから本線Ｌｄへ合流する際に、本線Ｌｄを走行する車両Ｃ０との車間時間Ｔｆが短い場合を示す。

図４の場合と同様に、地点Ｐ１において車両Ｃ０（１）を先行車として、車両Ｃ２（１）を後続車として判定したとする。

後続車Ｃ２（１）との車間時間Ｔｒが所定値（例えば、１秒）以下であり、かつ、先行車Ｃ０（１）との車間時間Ｔｆが所定値未満かつ最低閾値Ｔｆｍｉｎ（例えば、０．２秒）以下である場合に、最低閾値Ｔｆｍｉｎを目標車間Ｔｆ１として設定する。

その後は、図４と同様の動作を実行する。これにより、自車両Ｃ１が不用意に先行車Ｃ０に近づきすぎるのを抑制することができ、先行車Ｃ０と接触する可能性を低減することができる。

図８は、本実施例による、先行車との車間時間と後続車との車間時間との関係を示すグラフである。それぞれの軸に限界車間時間が規定されている。限界車間時間を下回る場合は、先行車もしくは後続車と自車両とが近づきすぎる可能性が高くなる。

車両制御装置１０を搭載しない比較例の場合を点線５４に示す。比較例では、先行車Ｃ０のみを制御対象とする。比較例では、図中の点線５４で示すように、車線変更直後に、先行車Ｃ０との車間距離を所定値まで広げようとするため、後続車との車間時間が限界車間時間を下回る可能性がある。

これに対し、本実施例に係る車両制御装置１０を搭載する車両Ｃ１の場合、実線５１〜５３に示すように、車線変更時における車間制御開始時の位置関係に関わらず、先行車との車間時間および後続車との車間時間が適切に制御され、それぞれの限界車間時間を下回ることがない。

このように構成される本実施例によれば、車線変更時に後続車との車間時間に基づいて、先行車との目標車間時間を動的に変化させることができるため、先行車および後続車の両方に配慮した円滑かつ安全な走行を実現することができる。

また、本実施例によれば、後続車に対して不用意な急減速をさせる可能性が低減するため、後続車より後方の交通流への悪影響（渋滞発生等）を低減することができる。

図９〜図１１を用いて、第２実施例について説明する。本実施例を含む以下の各実施例では、第１実施例との差異を中心に述べる。

図９は、第２実施例に係る車両制御装置１０ａの概略構成図である。図９では、車両制御装置１０ａと、その周辺装置３１〜３３，４１，４２とを示している。

車両制御装置１０ａは、自車両を制御するコンピュータであって、不図示の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することにより、先行車情報演算部１１、後続車情報演算部１２、目標車間演算部１３、車両制御部１４、周辺環境認識部１５、道路情報取得部１６、目標経路生成部１７といった各機能を実現する。

車両制御装置１０ａは、図１の構成に加えて操舵装置３３に接続されている。

道路情報取得部１６は、現在の自車位置周辺の地図データを取得する。取得される地図データは、ポリゴンやポリライン等で表現される実際の道路形状に近い形状データと、通行規制情報（制限速度，通行可能車両種別等），車線区分（本線，追越車線，登坂車線，直進車線，左折車線，右折車線等），信号機や標識等の有無（有の場合はその位置情報）等のデータである。地図データは、自車両内の記憶媒体から取得してもよいし、外部の地図データ配信サーバから取得してもよい。

周辺環境認識部１５は、先行車情報演算部１１と後続車情報演算部１ｂを有する。周辺環境認識部１５は、外界認識装置２０により検出された物体の形状や位置に関する情報と、自車両が走行可能な路面であるか否かの判定結果とに基づいて、例えば、一般道を走行する場合であれば、走行可能な車線位置や交差点の旋回可能スペース等を検出する。

また、周辺環境認識部１５は、外界認識装置２０により検出された、自車両周辺の移動体の現在から将来の振る舞いを予測する機能を有する。例えば、路肩にはみ出して止まっている車両が路上駐車車両なのか左折待ち車両なのか、あるいは、導流帯（ゼブラゾーン）上に存在する車両が右折待ち車両か否か等を、道路情報取得部１６により取得した地図データや外界認識装置２０により検出された車両の状態（例えば方向指示器の点灯状態等）を用いて判定する。

先行車情報演算部１１は、図１の先行車情報演算部１１と基本機能は同じであるが、本実施例では、新たな情報として、道路情報取得部１６により地図データと照合した判定が可能となる。したがって、本実施例の先行車情報演算部１１は、例えば、自車両の走行車線および先行車の走行車線の情報を取得できれば、それら走行車線の情報を用いて先行車を判定することができる。

後続車情報演算部１２も先行車情報演算部１１と同様に、道路情報取得部１６を利用することができる。本実施例の後続車情報演算部１２は、地図データと照合した判定が可能となるため、例えば、自車両の走行車線および後続車の走行車線の情報が取得できれば、それら走行車線の情報を用いて後続車を判定することができる。

目標経路生成部１７は、目標車間演算部１３を有しており、現在の自車位置から目標位置へ自車両を移動するための軌道および速度を演算する。目標経路生成部１７は、道路情報取得部１６により取得された地図データの車線情報に基づく進路情報から、走行軌道を生成する。さらに、目標経路生成部１７は、生成した走行軌道を走行する目標速度を、地図データの制限速度や経路の曲率，信号機，一時停止位置，先行車／後続車の速度／位置等の情報を用いて演算する。

車両制御部１４は、目標経路生成部１７で生成した目標経路に沿って、自車両を制御する。車両制御部１４は、目標経路に基づいて、目標舵角と目標速度を演算する。なお、車両制御部１４は、自車両と障害物との接触が予測される場合、自車両が障害物に接触しないように、目標舵角と目標速度を演算する。

そして、車両制御部１４は、その目標舵角を実現するための目標操舵トルクを操舵装置３３へ出力する。また、車両制御部１４は、目標速度を実現するための目標エンジントルクや目標ブレーキ圧を駆動装置３１や制動装置３２へ出力する。

さらに、車両制御部１４は、目標速度の情報や目標車間演算部１３によって目標車間が変更になった場合の状況、先行車情報演算部１１により選択された先行車、後続車情報演算部１２により選択された後続車等の情報を、音発生装置４１および表示装置４２へ出力する。

図１０は、車両制御装置１０ａの処理手順の一例を示すフローチャートである。車両制御装置１０ａの周辺環境認識部１５は、外界情報と車両情報を取得し（Ｓ２０）、さらに道路情報を取得する（Ｓ２１）。

周辺環境認識部１５は、ステップＳ２０で取得した外界情報および車両情報と、ステップＳ２１で取得した道路情報とを用いて、自車両周辺の走行環境を認識する処理を実施する（Ｓ２２）。具体的には、周辺環境認識部１５は、障害物等の外界情報を地図データ上に配置し、自車両が走行可能な車線位置や交差点の旋回可能スペース等を検出する。ステップＳ２２において、図２のステップＳ１１およびステップＳ１２の処理も合わせて実行される。

車両制御装置１０ａの目標経路生成部１７は、進路に基づいた目標経路を生成する（Ｓ２３）。この処理内で、図２のステップＳ１３で述べた目標車間演算処理も合わせて実行される。

車両制御部１４は、ステップＳ２３で生成された目標経路に従って自車両を走行させるための制御パラメータを演算し（Ｓ２４）、演算した制御パラメータをそれぞれに対応する操舵装置３３，駆動装置３１，制動装置３２に出力して（Ｓ２５）、一連の処理を終了する。前記同様に、ステップＳ２４は「制御パラメータ演算部」の例である。ステップＳ２５は「制御パラメータ出力部」の例である。

なお、操舵装置３３に出力する制御パラメータとしては、目標操舵角を実現するための目標操舵トルクが挙げられるが、操舵装置３３の構成によっては直接目標操舵角を出力することも可能である。

図１１は、自車両Ｃ１が２車線の本線へ合流する様子を示す状況説明図である。

図１１では、自車両Ｃ１が、本線を走行中の車両Ｃ０と車両Ｃ２との間に、並走の状態で合流する場合を示す。

図１１（ａ）の地点Ｐ０においては、自車両Ｃ１は合流路を走行しており、そのときの自車両Ｃ１の目標軌道６０は合流路に沿うようにして生成される。自車両Ｃ１の目標速度は、合流路の制限速度に従うように演算される。このとき、自車両Ｃ１の目標車間時間は予め設定された所定値に設定されている。

図１１（ｂ）に示すように、自車両Ｃ１が合流路と本線との接続点に到達すると、これより先では合流路が途切れるため、本線への車線変更が必要となる。しかし、図１１（ｂ）では、本線を車両Ｃ０が走行しているため、自車両Ｃ１が本線へ車線変更したとすると、車両Ｃ０に接触する可能性がある。そこで、図１１（ｂ）の時点では、目標軌道６１は、合流路に沿うように演算される。しかし、このままの状態では、本線への車線変更が不可能なため、車両制御装置１０ａは、本線の車両Ｃ０と車両Ｃ２との間に移動するための目標速度を演算して、移動を開始する。

図１１（ｃ）に示すように、自車両Ｃ１が本線の車両Ｃ０と車両Ｃ１との間に位置して併走すると、車両制御装置１０ａは、車線変更が可能であると判断し、本線へ車線変更するための目標軌道６２を演算する。このとき、目標速度は、本線の車両Ｃ０と車両Ｃ２との間を維持するように演算される。

図１１（ｄ）に示すように、自車両Ｃ１が本線への車線変更を開始して地点Ｐ１に到達すると、車両制御装置１０ａは、車両Ｃ０を先行車と、車両Ｃ２を後続車と、それぞれ判定する。

車両制御装置１０ａは、後続車Ｃ２との車間時間Ｔｒが所定値（例えば、１秒）以下であり、かつ先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆが所定値未満である場合、先行車Ｃ０との車間時間Ｔｆを目標車間Ｔｆ１に設定する。続いて、車両制御装置１０ａは、図５で説明した後続車Ｃ２との車間時間Ｔｒに基づく変化率θを利用して、目標車間時間を所定値まで戻す処理を実施する。

図１１（ｅ）では、自車両Ｃ１が地点Ｐ２に到達する。自車両Ｃ１は、目標車間時間を図５で示した変化率θを用いて所定値Ｔｓｅｔに徐々に戻している最中である。その後、目標車間時間は、所定値Ｔｓｅｔに復帰する。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、操舵と速度の両方を制御する自動運転制御に適用した場合においても、後続車との車間時間に基づいて先行車に対する目標車間時間を動的に変化させることができ、先行車および後続車の両方を配慮した円滑かつ安全な走行が可能となる。また、本実施例においても、後続車に対して不用意な急減速をさせないようになるため、後続車より後方の交通流への悪影響（渋滞発生等）を低減することができる。

図１２〜図１４を用いて、第３実施例を説明する。本実施例では、車線変更時に、先行車のみを考慮して目標車間時間を制御する場合を説明する。

図１２は、本実施例に係る車両制御装置１０ｂの概略構成図である。本実施例の車両制御装置１０ｂは、第１実施例の車両制御装置１０に比べて、後続車情報演算部１２を備えていない。

図１３は、本実施例に係る車両制御処理のフローチャートである。本実施例の車両制御処理は、図２で述べた車両制御処理に比べて、後続車情報を演算するステップＳ１２を備えていない。

図１４は、自車両Ｃ１が２車線の本線に合流する様子を示す状況説明図である。図１４では、自車両Ｃ１が本線走行中の車両Ｃ０の後方に合流する場合を示す。

図１４の地点Ｐ０において、自車両Ｃ１（０）は、予め設定された目標車間の所定値に従って制御されている。

自車両Ｃ１が合流路を走行し、本線を走行する車両Ｃ０と並走して、地点Ｐ１に到達すると、自車両Ｃ１（１）は合流を開始し、車両Ｃ０（１）を先行車として判定する。車両制御装置１０ｂは、先行車Ｃ０（１）との車間時間Ｔｆが所定値未満である場合、先行車Ｃ０（１）との車間時間Ｔｆを目標車間Ｔｆ１に設定する。

続いて、車両制御装置１０ｂは、一時的に低下させた目標車間を所定の変化率θで所定値まで戻す処理を実施する。地点Ｐ２では、目標車間を所定の変化率θで所定値に戻している最中である。その後、目標車間時間は所定値に復帰する。

このように構成される本実施例では、自車両Ｃ１が、車線変更等で意識的に先行車Ｃ０との車間時間を所定値以下になるように走行した場合であっても、目標車間時間を一時的に所定値より低い値に設定し、その低い値から徐々に所定値へ戻すことにより、乗員に対する違和感を低減することができる。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。例えば、車間制御のパラメータとして車間時間を取り上げて説明したが、車間時間の代わりに車間距離を用いてもよく、さらには車間時間や車間距離を用いて演算した別のパラメータであってもよい。

また、各実施例では、自車両が合流路から本線に合流する場合を中心に述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、複数車線道路において車線変更する場合にも適用することができる。

さらに、各実施例では、自車両として乗用車を例に挙げて説明したが、例えば、自走可能な建設機械、自走可能なロボット、いわゆるクローン（地上走行型、空中移動型、水中または水上移動型のいずれでもよい）等にも本発明を適用可能である。

なお、第３実施例は、例えば、以下のように表現することもできる。「先行車との車間情報を検出して予め設定された車間情報所定値に保つように自車両の速度を制御する車両制御装置において、前記先行車との車間情報が前記車間情報所定値より低い場合、前記先行車との車間情報を前記目標車間に設定し、前記目標車間を前記車間情報所定値に所定の割合で戻すことを特徴とする車両制御装置。」

さらに特許請求の範囲に記載された構成は、特許請求の範囲で明示している組合せ以外にも組み合わせることができる。

１０，１０ａ，１０ｂ：車両制御装置、１１：先行車情報演算部、１２：後続車情報演算部、１３：目標車間演算部、１４：車両制御部、１５：周辺環境認識部、１６：道路情報取得部、１７：目標経路生成部、２０：外界認識装置、３１：駆動装置、３２：制動装置、３３：操舵装置、４１：音発生装置、４２：表示装置、Ｃ０：先行車、Ｃ１：自車両、Ｃ２：後続車

Claims (9)

1. 先行車との車間を維持するように自車両を制御する車両制御装置であって、
   先行車との車間情報および後続車との車間情報に基づいて、目標車間情報を算出する目標車間演算部と、
   前記算出された目標車間情報を保持するように自車両の速度を制御する車両制御部と、
   を備え、
   前記目標車間演算部は、所定のタイミングが到来すると、設定変更前の所定値に代えて、前記先行車との車間情報を前記目標車間情報として設定し、前記所定のタイミング後に、前記後続車との車間情報が小さくなるほど減少する変化率で前記目標車間情報を前記設定変更前の所定値に復帰させる、
   車両制御装置。
2. 前記車間情報は、車間時間または車間距離である、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記目標車間演算部は、前記先行車との車間情報および前記後続車との車間時間に基づいて前記目標車間情報を算出する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記目標車間演算部は、前記先行車との車間情報が予め設定される所定の範囲にある場合は、前記先行車との車間情報を前記目標車間情報として設定し、前記先行車との車間情報が前記所定の範囲外にある場合は、前記先行車との車間情報から算出される前記所定の範囲内の値を前記目標車間情報として設定する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記目標車間演算部は、前記後続車との車間情報が予め設定される所定値以下であり、かつ、前記先行車との車間情報が前記所定の範囲にある場合に、前記先行車との車間情報を前記目標車間情報として設定する、
   請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記目標車間演算部は、前記後続車との車間情報が大きくなるほど前記所定の変化率を増加させる、
   請求項１に記載の車両制御装置。
7. 前記所定のタイミングは、前記自車両が車線変更する際において、車線変更先の車線を走行する車両のうち前記先行車および前記後続車を認識したタイミングである、
   請求項１に記載の車両制御装置。
8. 前記自車両の周囲の交通環境を認識する外界認識装置からの情報に基づいて、前記自車両の速度および進行方向を含む目標経路を生成する目標経路生成部をさらに備え、
   前記目標車間演算部は前記目標経路生成部により使用される、
   請求項２に記載の車両制御装置。
9. 前記先行車を判定して、前記先行車との車間情報を演算する先行車情報演算部と、前記後続車を判定して、前記後続車との車間情報を演算する後続車情報演算部と、前記自車両の速度を制御するための制御パラメータを演算する制御パラメータ演算部と、前記演算された制御パラメータを制御対象装置へ出力する制御パラメータ出力部とを、
   さらに備える請求項２に記載の車両制御装置。

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