JP6859931B2 - 自動運転システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動運転技術に関する。特に、本発明は、自動運転における車線変更制御に関する。

特許文献１は、自動運転中の追い越し制御に関する技術を開示している。当該技術によれば、自動運転システムは、後続車両等の状況によっては、追い越し制御を実行しない、あるいは、追い越し制御を中止することを決定する。

特開２０１６−００２８９２号公報

自動運転システムが、車線変更を計画し、車線変更制御を実施する場合を考える。このとき、ドライバは、自動運転システムによる車線変更制御を中止したいという意思を有する可能性がある。しかしながら、上記の特許文献１に開示されている技術では、そのようなドライバの中止意思を、自動運転システムによる車線変更制御に反映させることができない。

本発明の１つの目的は、自動運転システムによる車線変更制御にドライバの中止意思を反映させることができる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両に搭載される自動運転システムを提供する。
前記自動運転システムは、
前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う車線変更制御装置と、
前記車両のドライバによるドライバ操作を検出するドライバ操作検出装置と
を備える。
前記車線変更制御装置は、
前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
前記中止要求操作が行われ、且つ、中止許可条件が成立する場合に、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と
を行う。
前記中止要求検出処理は、
前記車両の運転環境を示す運転環境情報に基づいて、前記車線変更制御を中止する必要性を示す中止必要度を算出する処理と、
前記中止必要度が高くなるほど満たされやすくなるように判定基準を設定する処理と、
前記ドライバ操作が前記判定基準を満たした場合、前記ドライバ操作が前記中止要求操作として行われたと判定する処理と
を含む。

第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車線変更制御装置は、前記運転環境情報に基づいて車線変更を計画し、前記計画された車線変更の目的に基づいて前記中止必要度を算出する。
前記目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に次の特徴を有する。
前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含む。
前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第２車線を走行する前記周辺車両と前記車両との間の車間距離に基づいて前記中止必要度を算出する。
前記車間距離が一定値以下の場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を増加させる。

第４の発明は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含む。
前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第２車線を走行する前記周辺車両と前記車両との間の相対速度に基づいて前記中止必要度を算出する。
前記相対速度が前記周辺車両と前記車両との間の車間距離を減少させる方向であり、且つ、一定値以上である場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を増加させる。

第５の発明は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含む。
前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第１車線における前記周辺車両の混雑度に基づいて前記中止必要度を算出する。
前記混雑度が一定レベル以上の場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる。

第６の発明は、第１から第５の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記車線変更制御は、前記第１車線から前記第２車線に向けて前記車両を移動させる操舵制御と、前記操舵制御の前に実施される予備制御とを含む。
前記予備制御の最中、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる。

第７の発明は、第１から第６の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向である。
前記ドライバ操作検出装置は、ステアリングホイールを含む。
前記中止要求操作は、前記ステアリングホイールを前記中止方向に操舵することである。
前記判定基準は、前記ステアリングホイールの操舵量あるいは操舵速度が第１判定閾値を超えることである。
前記車線変更制御装置は、前記判定基準をより満たされやすくする場合、前記第１判定閾値を減少させる。

第８の発明は、第１から第６の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向である。
前記ドライバ操作検出装置は、ウィンカレバーを含む。
前記中止要求操作は、前記中止方向を指示するように前記ウィンカレバーを操作することである。
前記判定基準は、前記ウィンカレバーの操作継続時間が第２判定閾値を超えることである。
前記車線変更制御装置は、前記判定基準をより満たされやすくする場合、前記第２判定閾値を減少させる。

本発明に係る自動運転システムは、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバからの中止要求操作を受け付けることができるように構成されている。これにより、自動運転システムによる車線変更制御にドライバの中止意思が反映される。更に、本発明によれば、中止要求操作の判定に用いられる判定基準は、車線変更制御を中止する必要性を示す中止必要度に応じて変更される。

中止必要度が高いことは、ドライバが車線変更制御の中止を要求する妥当な理由があることを意味する。この場合、判定基準は“緩く”設定される、つまり、判定基準はより満たされやすく設定される。その結果、ドライバ操作は中止要求操作ＡＲと判定されやすくなる。これにより、ドライバの中止意思を適切に汲み取ることが可能となる。

一方、中止必要度が低いことは、車線変更制御をそのまま続行する必要性が高いことを意味し、また、ドライバが車線変更制御の中止を要求する可能性も低いことを意味する。この場合、判定基準は“厳しく”設定される、つまり、判定基準はより満たされにくく設定される。その結果、ドライバ操作は中止要求操作と判定されにくくなる。これにより、必要な車線変更制御を適切に続行することが可能となる。また、車線変更制御の中止を意図しないドライバ操作を誤って中止要求操作と判定してしまうことを抑制することが可能となる。

以上のことは、ドライバの使い勝手及び操作性の向上に寄与する。

本発明の実施の形態に係る自動運転システムによる車線変更制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態におけるドライバによる中止要求操作を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止要求操作の判定方法を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る自動運転システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置において用いられる運転環境情報の例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御装置による車線変更制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ３０（中止要求検出処理）を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における中止必要度の算出ポリシーの第１の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止必要度の算出ポリシーの第２の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止必要度の算出ポリシーの第３の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止必要度の算出ポリシーの第４の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態における中止必要度の算出ポリシーの第５の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る車線変更制御処理のステップＳ４０（条件判定処理）の例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
図１は、本実施の形態に係る自動運転システム１０による車線変更制御を説明するための概念図である。自動運転システム１０は、車両１に搭載されており、車両１の自動運転を制御する。その自動運転制御には、車両１の走行車線を変更するための「車線変更制御」も含まれる。例えば、自動運転システム１０は、先行車両２を追い越すために車線変更制御を行う。車線変更の目的としては、追い越しの他、合流、分岐、障害物の回避、等も考えられる。

以下の説明において、車線変更の前の元の走行車線は、「第１車線Ｌ１」と呼ばれる。車線変更の後の走行車線、つまり、車線変更の目標車線は、「第２車線Ｌ２」と呼ばれる。すなわち、自動運転システム１０は、車両１の自動運転の最中に、第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２へ車線変更するための車線変更制御を行う。また、第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２へ向かう方向は、以下「車線変更方向ＤＬＣ」と呼ばれる。

尚、本実施の形態における車線変更制御は、車両１を第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動させるための操舵制御だけに限られない。例えば、操舵制御を開始する前のウィンカ点滅も、本実施の形態の車線変更制御に含まれる。また、操舵制御を開始する前に、車両１を加減速して車線変更に好適な位置に移動させるポジショニングも、本実施の形態の車線変更制御に含まれる。操舵制御の前に実施されるウィンカ点滅やポジショニングは、予備制御と呼ばれる。自動運転システム１０が車両１のドライバに対して車線変更の実施を提案し、提案された車線変更をドライバが承認するという場合も考えられる。その場合は、ドライバによる承認後に行われる一連の制御が、車線変更制御に含まれる。

本実施の形態に係る自動運転システム１０は、車線変更制御の開始後、ドライバがその車線変更制御を中止（abort, cancel）することができるように設計される。ドライバが自動運転システム１０に対して車線変更制御の中止を要求する操作は、以下「中止要求操作ＡＲ」と呼ばれる。

図２は、ドライバによる中止要求操作ＡＲを説明するための概念図である。図２において、「中止方向ＤＡＢ」は、第２車線Ｌ２から第１車線Ｌ１へ向かう方向、すなわち、車線変更方向ＤＬＣとは逆の方向である。中止要求操作ＡＲの一例として、ドライバは、ウィンカレバーを中止方向ＤＡＢを指示するように操作する（中止要求操作ＡＲ＝ウィンカレバー操作）。他の例として、ドライバは、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵する（中止要求操作ＡＲ＝ステア操作）。自動運転システム１０は、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバによって中止要求操作ＡＲが行われたか否かを判定する。

図３は、中止要求操作ＡＲの判定方法を説明するための概念図である。本実施の形態によれば、ドライバ操作を中止要求操作ＡＲと判定するための「判定基準」が設けられる。あるドライバ操作が判定基準を満たす場合、そのドライバ操作は中止要求操作ＡＲと判定される。一方、あるドライバ操作が判定基準を満たさない場合、そのドライバ操作は中止要求操作ＡＲとは判定されない。

例えば、ステアリングホイールを用いた中止要求操作ＡＲの方法は、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵することである。この場合の判定基準は、「ステアリングホイールの操舵量あるいは操舵速度が第１判定閾値ＡＲｔｈ１を超えること」である。つまり、中止方向ＤＡＢへのステアリングホイールの操舵量あるいは操舵速度が第１判定閾値ＡＲｔｈ１を超えた場合、そのステア操作は中止要求操作ＡＲと判定される。

また、ウィンカレバーを用いた中止要求操作ＡＲの方法は、ウィンカレバーを中止方向ＤＡＢを指示するように操作することである。この場合の判定基準は、「ウィンカレバーの操作継続時間が第２判定閾値ＡＲｔｈ２を超えること」である。つまり、中止方向ＤＡＢへのウィンカレバーの操作継続時間が第２判定閾値ＡＲｔｈ２を超えた場合、そのウィンカレバー操作は中止要求操作ＡＲと判定される。

ここで、車線変更制御の中止を意図しないドライバ操作を誤って中止要求操作ＡＲと判定してしまうことは好ましくない。例えば、目的地到達のために必要な車線変更制御の最中に、ドライバがステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵したとする。しかしながら、ドライバが目的地到達のために必要な車線変更制御の中止を要求する可能性は、一般的には低い。そのステア操作は、車線変更制御の中止を意図したものではなく、単に進路を微調整するためのものかもしれない。そのようなステア操作が誤って中止要求操作ＡＲと判定されることは好ましくない。

その一方で、自動運転システム１０による車線変更制御を中止する妥当な理由が存在する場合は、ドライバからの中止要求操作ＡＲを積極的に受け入れるべきと考えられる。例えば、車両１が第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動している最中に、第２車線Ｌ２の後方から高速車両が近づいてきた場合、ドライバは車線変更制御を中止したいと考える可能性が高い。そのような場合は、ドライバ操作を積極的に中止要求操作ＡＲと判定することにより、ドライバの中止意思を適切に汲み取ることが可能となる。

以上の観点から、本実施の形態では、中止要求操作ＡＲを判定するための判定基準（第１判定閾値ＡＲｔｈ１、第２判定閾値ＡＲｔｈ２）は、一定ではなく、状況に応じて変更される。より詳細には、判定基準は、自動運転システム１０による車線変更制御を中止する必要性が高いか低いかという観点から、可変に設定される。車線変更制御を中止する必要性を示すパラメータは、以下「中止必要度Ｘ」と呼ばれる。中止必要度Ｘは、車両１の周囲の運転環境に基づいて決定することができる。

中止必要度Ｘが高いことは、ドライバが車線変更制御の中止を要求する妥当な理由があることを意味する。この場合、判定基準は“緩く”設定される、つまり、判定基準はより満たされやすく設定される。判定基準を緩くするためには、上記の判定閾値（第１判定閾値ＡＲｔｈ１、第２判定閾値ＡＲｔｈ２）を減少させればよい。その結果、ドライバ操作は中止要求操作ＡＲと判定されやすくなる。これにより、ドライバの中止意思を適切に汲み取ることが可能となる。

一方、中止必要度Ｘが低いことは、車線変更制御をそのまま続行する必要性が高いことを意味し、また、ドライバが車線変更制御の中止を要求する可能性も低いことを意味する。この場合、判定基準は“厳しく”設定される、つまり、判定基準はより満たされにくく設定される。判定基準を厳しくするためには、上記の判定閾値（第１判定閾値ＡＲｔｈ１、第２判定閾値ＡＲｔｈ２）を増加させればよい。その結果、ドライバ操作は中止要求操作ＡＲと判定されにくくなる。これにより、必要な車線変更制御を適切に続行することが可能となる。また、車線変更制御の中止を意図しないドライバ操作を誤って中止要求操作ＡＲと判定してしまうことを抑制することが可能となる。

以上に説明されたように、本実施の形態に係る自動運転システム１０は、車線変更制御の開始から完了までの間、ドライバからの中止要求操作ＡＲを受け付けることができるように構成されている。これにより、自動運転システム１０による車線変更制御にドライバの中止意思が反映される。

更に、本実施の形態によれば、中止要求操作ＡＲの判定に用いられる判定基準は、車線変更制御を中止する必要性を示す中止必要度Ｘに応じて変更される。中止必要度Ｘが高くなるほど判定基準は満たされやすくなるため、ドライバの中止意思を適切に汲み取ることが可能となる。また、中止必要度Ｘが低くなるほど判定基準は満たされにくくなるため、必要な車線変更制御を適切に続行することが可能となる。また、車線変更制御の中止を意図しないドライバ操作を誤って中止要求操作ＡＲと判定してしまうことを抑制することが可能となる。これらのことは、ドライバの使い勝手及び操作性の向上に寄与する。

２．自動運転システムの構成例
図４は、本実施の形態に係る自動運転システム１０の構成を概略的に示すブロック図である。車両１に搭載される自動運転システム１０は、ドライバ操作検出装置２０と車線変更制御装置１００を備えている。

ドライバ操作検出装置２０は、ドライバによるドライバ操作を検出するための装置である。より詳細には、ドライバ操作検出装置２０は、ドライバが操作する操作部材と、操作部材が操作されたことを検出する操作センサを含んでいる。操作部材としては、ウィンカレバー、ステアリングホイールが例示される。ドライバ操作検出装置２０は、操作センサによってドライバ操作を検出し、検出したドライバ操作に関する情報をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。

ウィンカレバーを用いたドライバ操作は、「ウィンカレバー操作」である。操作センサは、ウィンカレバー操作を検出するセンサを含んでいる。ドライバ操作検出装置２０は、ウィンカレバーの操作方向を示す情報をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。ウィンカレバーを用いたドライバ操作には、中止要求操作ＡＲも含まれる。その中止要求操作ＡＲは、中止方向ＤＡＢを指示するようにウィンカレバーを操作することである。

ステアリングホイールを用いたドライバ操作は、「ステア操作」である。操作センサは、ステアリングホイールの舵角を検出する舵角センサを含んでいる。ドライバ操作検出装置２０は、舵角センサによる検出結果に基づいて、ステアリングホイールの操舵量及び操舵速度を算出する。そして、ドライバ操作検出装置２０は、算出した操舵量及び操舵速度をドライバ操作情報ＩＤＯとして車線変更制御装置１００に送る。ステアリングホイールを用いたドライバ操作には、中止要求操作ＡＲも含まれる。その中止要求操作ＡＲは、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵することである。

車線変更制御装置１００は、車両１の自動運転の最中に車線変更制御を行う。車線変更制御の開始から完了までの間、車線変更制御装置１００は、ドライバ操作情報ＩＤＯに基づいてドライバ操作を認識し、ドライバ操作が中止要求操作ＡＲとして行われたか否かを判定する。中止要求操作ＡＲが行われた場合、車線変更制御装置１００は、中止許可条件が成立するか否かを判定する。中止許可条件が成立しない場合、車線変更制御装置１００は、車線変更制御を継続する。一方、中止許可条件が成立する場合、車線変更制御装置１００は、車線変更制御を中止して、車両１を第１車線Ｌ１で走行させる。

図５は、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００の構成例を示すブロック図である。車線変更制御装置１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器１１０、地図データベース１２０、センサ群１３０、通信装置１４０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット１５０、走行装置１６０、及び制御装置１７０を備えている。

ＧＰＳ受信器１１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両１の位置及び方位を算出する。

地図データベース１２０には、地図情報が記録されている。地図情報は、レーン配置（レーン位置、レーン形状、レーン傾き）の情報を含んでいる。

センサ群１３０は、車両１の周囲の状況や車両１の走行状態を検出する。センサ群１３０としては、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、カメラ、車速センサ等が例示される。ライダーは、光を利用して車両１の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両１の周囲の物標を検出する。カメラは、車両１の周囲の状況を撮像する。車速センサは、車両１の速度を検出する。

通信装置１４０は、車両１の外部と通信を行う。例えば、通信装置１４０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。通信装置１４０は、周辺車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行ってもよい。通信装置１４０は、自動運転サービスを管理する管理サーバと、通信ネットワークを介して通信を行うこともできる。

ＨＭＩユニット１５０は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。具体的には、ＨＭＩユニット１５０は、入力装置と出力装置を有している。入力装置としては、タッチパネル、スイッチ、マイク、等が例示される。出力装置としては、表示装置、スピーカ、等が例示される。出力装置は、例えば、自動運転システム１０（車線変更制御装置１００）からドライバに対する車線変更の提案に用いられる。入力装置は、提案された車線変更をドライバが承認／拒否するために用いられる。

走行装置１６０は、操舵装置、駆動装置、制動装置を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、電動機やエンジンが例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

制御装置１７０は、車両１の自動運転を制御する。この制御装置１７０は、プロセッサ１７１及び記憶装置１７２を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ１７１が記憶装置１７２に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１７０による自動運転制御が実現される。

より詳細には、制御装置１７０は、自動運転制御に必要な情報を取得する。自動運転制御には車両１の運転環境を示す情報が必要であり、その情報は、以下「運転環境情報２００」と呼ばれる。運転環境情報２００は、記憶装置１７２に格納され、適宜読み出されて利用される。

図６は、本実施の形態における運転環境情報２００の例を示している。運転環境情報２００は、位置方位情報２１０、地図情報２２０、センサ検出情報２３０、及び配信情報２４０を含んでいる。

位置方位情報２１０は、車両１の位置及び方位を示す。制御装置１７０は、ＧＰＳ受信器１１０から位置方位情報２１０を取得する。

地図情報２２０は、レーン配置（レーン位置、レーン形状、レーン傾き）の情報を含んでいる。制御装置１７０は、位置方位情報２１０と地図データベース１２０に基づいて、車両１の周囲の地図情報２２０を取得する。制御装置１７０は、地図情報２２０に基づいて、車線合流、車線分岐、交差点等を把握することができる。

センサ検出情報２３０は、センサ群１３０による検出結果から得られる情報である。具体的には、センサ検出情報２３０は、車両１の周囲の物標に関する物標情報を含んでいる。車両１の周囲の物標としては、周辺車両、歩行者、路側物、白線、標識などが例示される。物標情報は、検出された物標の相対位置、相対速度等を含んでいる。また、センサ検出情報２３０は、車速センサによって検出される車速を含んでいる。制御装置１７０は、センサ群１３０による検出結果に基づいて、センサ検出情報２３０を取得する。

配信情報２４０は、通信装置１４０を通して得られる情報である。例えば、配信情報２４０は、インフラから配信される道路交通情報（工事区間情報、事故情報、交通規制情報、渋滞情報等）を含む。配信情報２４０は、自動運転サービスを管理する管理サーバから配信される情報を含んでいてもよい。制御装置１７０は、通信装置１４０を用いて外部と通信を行うことにより、配信情報２４０を取得する。

制御装置１７０は、このような運転環境を示す運転環境情報２００に基づいて、車両１の自動運転を制御する。具体的には、制御装置１７０は、運転環境情報２００に基づいて、車両１の走行プランを生成する。そして、制御装置１７０は、走行装置１６０を制御し、走行プランに従って車両１を走行させる。

制御装置１７０による自動運転制御には、上述の「車線変更制御」も含まれる。以下、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００（制御装置１７０）による車線変更制御について詳しく説明する。

３．車線変更制御の処理フロー
図７は、本実施の形態に係る車線変更制御装置１００による車線変更制御処理を示すフローチャートである。

３−１．ステップＳ１０
車線変更制御装置１００は、運転環境情報２００に基づいて、車線変更を計画する。車線変更の目的としては、合流、分岐、障害物の回避、先行車両２の追い越し、等が挙げられる。

車線変更の目的が合流の場合、典型的には、第１車線Ｌ１が合流車線であり、第２車線Ｌ２が本線である。更に、合流は、第１車線Ｌ１（例えば、登坂車線）が前方で消滅する場合も含む。車線変更の目的が分岐の場合、典型的には、第１車線Ｌ１が本線であり、第２車線Ｌ２が目的地に向かう分岐車線である。更に、分岐は、前方の分岐車線に入るために、分岐車線に隣接する車線に事前に車線変更することも含む。これら合流及び分岐のための車線変更は、目的地、位置方位情報２１０、及び地図情報２２０に基づいて計画される。

障害物としては、工事区間、事故車両、非合流区間が例示される。工事区間及び事故車両は、配信情報２４０（道路交通情報）あるいはセンサ検出情報２３０（物標情報）に基づいて認識される。非合流区間は、地図情報２２０に基づいて認識される。追い越し対象の先行車両２は、センサ検出情報２３０（物標情報、車速情報）に基づいて決定される。

３−２．ステップＳ２０
車線変更制御装置１００は、ステップＳ１０で計画した車線変更を実現するために、車線変更制御を開始する。ここで、車線変更制御は、車両１を第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動させるための操舵制御だけに限られない。操舵制御を開始する前のポジショニング（加減速）やウィンカ点滅といった予備制御も、車線変更制御に含まれる。車線変更制御装置１００は、走行装置１６０を制御して、ポジショニングや操舵制御を行う。

車線変更制御を開始する前に、車線変更制御装置１００は、ＨＭＩユニット１５０の出力装置を通して、ドライバに車線変更の実施を提案してもよい。その場合、ドライバは、ＨＭＩユニット１５０の入力装置を用いて、提案された車線変更をドライバが承認あるいは拒否する。

３−３．ステップＳ３０（中止要求検出処理）
車線変更制御の開始から完了までの間、車線変更制御装置１００は、ドライバによるドライバ操作が中止要求操作ＡＲとして行われたか否かを判定する中止要求検出処理を行う。この中止要求検出処理は、上記の運転環境情報２００とドライバ操作検出装置２０からのドライバ操作情報ＩＤＯに基づいて行われる。本実施の形態に係るステップＳ３０の詳細は、後述される。

中止要求操作ＡＲが行われたと判定された場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ４０に進む。一方、中止要求操作ＡＲが行われたと判定されなかった場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６０に進む。

３−４．ステップＳ４０（条件判定処理）
車線変更制御装置１００は、中止許可条件が成立するか否かを判定する条件判定処理を行う。中止許可条件は、ドライバの中止要求を受け入れるか否かを最終的に判断するための条件である。中止許可条件が成立する場合（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ５０に進む。一方、中止許可条件が成立しない場合（ステップＳ４０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６０に進む。

３−５．ステップＳ５０（中止処理）
車線変更制御装置１００は、車線変更制御を中止する。そして、車線変更制御装置１００は、車両１を元の第１車線Ｌ１で走行させる。

特に、車両１が第２車線Ｌ２にオーバーラップした後に、中止要求操作ＡＲが行われ、中止許可条件が成立した場合、車線変更制御装置１００は、「復帰制御」を実施する。復帰制御は、車両１を第２車線Ｌ２から元の第１車線Ｌ１に戻すための車両制御である。

３−６．ステップＳ６０（継続処理）
車線変更制御装置１００は、車線変更制御を継続する。その後、処理は、ステップＳ７０に進む。

３−７．ステップＳ７０
車線変更制御装置１００は、車線変更制御が完了したか否かを判定する。車線変更制御がまだ完了していない場合（ステップＳ７０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ３０に戻る。車線変更制御が完了した場合（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、図７に示された処理フローは終了する。

４．ステップＳ３０（中止要求検出処理）の詳細
図８は、本実施の形態に係るステップＳ３０（中止要求検出処理）を示すフローチャートである。

ステップＳ３１：
車線変更制御装置１００は、車両１の運転環境を示す運転環境情報２００に基づいて、車線変更制御を中止する必要性を示す中止必要度Ｘを算出する。中止必要度Ｘの算出ポリシーとしては、様々な例が考えられる。中止必要度Ｘの算出ポリシーの様々な例は、後述される。

ステップＳ３２：
続いて、車線変更制御装置１００は、中止必要度Ｘに応じて判定基準（第１判定閾値ＡＲｔｈ１、第２判定閾値ＡＲｔｈ２）を設定する。具体的には、中止必要度Ｘが高くなるほど、判定基準はより緩く（より満たされやすく）なるように設定される。判定基準を緩くするためには、上記の判定閾値（第１判定閾値ＡＲｔｈ１、第２判定閾値ＡＲｔｈ２）を減少させればよい。また、中止必要度Ｘが低くなるほど、判定基準はより厳しく（満たされにくく）なるように設定される。判定基準を厳しくするためには、上記の判定閾値を増加させればよい。

例えば、中止必要度Ｘが第１レベルＸｔｈ１よりも高い場合（Ｘ＞Ｘｔｈ１）、判定基準はより緩く設定される。また、中止必要度Ｘが第２レベルＸｔｈ２よりも低い場合（Ｘ＜Ｘｔｈ２）、判定基準はより厳しく設定される。ここで、第２レベルＸｔｈ２は、第１レベルＸｔｈ１よりも低い。中止必要度Ｘが第２レベルＸｔｈ２以上、且つ、第１レベルＸｔｈ１以下の場合、判定基準は通常に設定される。

ステップＳ３３：
続いて、車線変更制御装置１００は、ドライバ操作情報ＩＤＯを参照し、ドライバ操作検出装置２０によって検出されたドライバ操作が判定基準を満たすか否かを判定する。ドライバ操作が判定基準を満たす場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、当該ドライバ操作が中止要求操作ＡＲとして行われたと判定される（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）。一方、ドライバ操作が判定基準を満たさない場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、当該ドライバ操作は中止要求操作ＡＲとして判定されない（ステップＳ３０；Ｎｏ）。

例えば、中止方向ＤＡＢへのステア操作の操舵量あるいは操舵速度が第１判定閾値ＡＲｔｈ１を超えた場合、そのステア操作は中止要求操作ＡＲとして判定される。他の例として、中止方向ＤＡＢへのウィンカレバー操作の操作継続時間が第２判定閾値ＡＲｔｈ２を超えた場合、そのウィンカレバー操作は中止要求操作ＡＲとして判定される。

５．中止必要度Ｘの算出ポリシーの様々な例
以下、本実施の形態における中止必要度Ｘの算出ポリシーの様々な例を説明する。

５−１．第１の例
図９は、中止必要度Ｘの算出ポリシーの第１の例を説明するための概念図である。第１の例では、中止必要度Ｘは、上記のステップＳ１０において計画された「車線変更の目的」に基づいて算出される。

例えば、合流あるいは分岐のための車線変更は、車両１が目的地に到達するために実施されることが好ましい。また、車両１の前方の障害物を回避するための車線変更は、車両１の安全を確保するために実施されることが好ましい。すなわち、合流、分岐、あるいは障害物回避を目的とした車線変更を中止する必要性は低い。その一方で、低速の先行車両２を追い越すための車線変更が中止されても、自動運転に大きな影響はない。

従って、車線変更の目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合の中止必要度Ｘは、目的が追い越しである場合の中止必要度Ｘよりも低く設定される。例えば、中止必要度Ｘの初期値が設定される。そして、車線変更の目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合、車線変更制御装置１００は、中止必要度Ｘを減少させる。中止必要度Ｘが低くなる結果、判定基準はより厳しくなる。

５−２．第２の例
図１０は、中止必要度Ｘの算出ポリシーの第２の例を説明するための概念図である。第２の例では、中止必要度Ｘは、第２車線Ｌ２を走行する周辺車両３と車両１との間の「車間距離λ」に基づいて算出される。

例えば、車両１の前方の第２車線Ｌ２に周辺車両３ａが存在している。周辺車両３ａが近い場合、すなわち、車両１と周辺車両３ａとの間の車間距離λａが小さい場合、ドライバは、車線変更制御を中止したいと考える可能性が高い。また、車両１の後方の第２車線Ｌ２に周辺車両３ｂが存在している。周辺車両３ｂが近い場合、すなわち、車両１と周辺車両３ｂとの間の車間距離λｂが小さい場合、ドライバは、車線変更制御を中止したいと考える可能性が高い。

このように、第２車線Ｌ２の周辺車両３との車間距離λが小さい場合、ドライバは車線変更制御を中止したいと考える可能性が高い。そのようなドライバの中止意思を適切に汲み取るためには、判定基準を緩くし、ドライバ操作を中止要求操作ＡＲと判定しやすくすることが好ましい。

そこで、車線変更制御装置１００は、センサ検出情報２３０（物標情報）を参照して、第２車線Ｌ２を走行する周辺車両３と車両１との間の車間距離λを算出する。具体的には、車線変更制御装置１００は、図１０に示される認識対象領域Ｒｔ内の周辺車両３を認識する。認識対象領域Ｒｔは、第２車線Ｌ２中の領域であって、車両１の前後一定距離に相当する領域である。そして、車線変更制御装置１００は、認識された各周辺車両３と車両１との間の車間距離λを算出する。

車間距離λが一定値以下の場合の中止必要度Ｘは、車間距離λが一定値を超える場合の中止必要度Ｘよりも高く設定される。例えば、中止必要度Ｘの初期値が設定される。そして、車間距離λが一定値以下の場合、車線変更制御装置１００は、中止必要度Ｘを増加させる。車間距離λが小さくなるにつれて、中止必要度Ｘが増加してもよい。中止必要度Ｘが高くなる結果、判定基準はより緩くなる。

５−３．第３の例
図１１は、中止必要度Ｘの算出ポリシーの第３の例を説明するための概念図である。第３の例では、中止必要度Ｘは、第２車線Ｌ２を走行する周辺車両３と車両１との間の「相対速度ΔＶ」に基づいて算出される。

上記の第２の例の場合と同様に、第２車線Ｌ２の認識対象領域Ｒｔ内に存在する周辺車両３ａ、３ｂを考える。前方の周辺車両３ａは車両１よりも低速である、つまり、周辺車両３ａと車両１との間の相対速度ΔＶａは、車間距離λａを減少させる方向である。また、後方の周辺車両３ｂは車両１よりも高速である、つまり、周辺車両３ｂと車両１との間の相対速度ΔＶｂは、車間距離λｂを減少させる方向である。

いずれの場合であっても、周辺車両３が車両１に接近しつつあるため、ドライバは車線変更制御を中止したいと考える可能性が高い。そのようなドライバの中止意思を適切に汲み取るためには、判定基準を緩くし、ドライバ操作を中止要求操作ＡＲと判定しやすくすることが好ましい。

そこで、上記の第２の例の場合と同様に、車線変更制御装置１００は、センサ検出情報２３０（物標情報）を参照して、認識対象領域Ｒｔ内の各周辺車両３と車両１との間の相対速度ΔＶを算出する。相対速度ΔＶが車間距離λを減少させる方向であり、且つ、一定値以上である場合、車線変更制御装置１００は、中止必要度Ｘを増加させる。相対速度ΔＶが大きくなるにつれて、中止必要度Ｘが増加してもよい。中止必要度Ｘが高くなる結果、判定基準はより緩くなる。

５−４．第４の例
図１２は、中止必要度Ｘの算出ポリシーの第４の例を説明するための概念図である。第４の例では、中止必要度Ｘは、第１車線Ｌ１における周辺車両３の「混雑度Ｃ」に基づいて算出される。

例えば、車線変更制御装置１００は、車両１の前後一定距離内の領域である混雑度算出領域Ｒｃに存在している周辺車両３を認識する。そのような周辺車両３は、センサ検出情報２３０（物標情報）から認識可能である。続いて、車線変更制御装置１００は、車両１と各周辺車両３との間の車間距離λを算出する。

算出された車間距離λの最小値は、最小車間距離λｍｉｎである。このとき、混雑度Ｃは、最小車間距離λｍｉｎの逆数で表される（Ｃ＝１／λｍｉｎ）。最小車間距離λｍｉｎが小さくなるほど、混雑度Ｃは増加する。最小車間距離λｍｉｎの代わりに、算出された車間距離λの平均値である平均車間距離λａｖｅが用いられてもよい。車線変更制御装置１００は、センサ検出情報２３０（物標情報）を参照して、混雑度Ｃを算出することができる。

混雑度Ｃが大きい場合は、車両１を第１車線Ｌ１に戻さず、車線変更制御を継続した方が好ましい。つまり、混雑度Ｃが大きい場合は、中止必要度Ｘは低い。そこで、車線変更制御装置１００は、混雑度Ｃが一定レベル以上の場合、中止必要度Ｘを減少させる。混雑度Ｃが大きくなるにつれて、中止必要度Ｘが減少してもよい。中止必要度Ｘが低くなる結果、判定基準はより厳しくなる。

５−５．第５の例
図１３は、中止必要度Ｘの算出ポリシーの第５の例を説明するための概念図である。上述の通り、車線変更制御は、車両１を第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２に移動させるための操舵制御だけでなく、操舵制御の前に実施される予備制御を含んでいてもよい。第５の例は、中止必要度Ｘは、予備制御の最中と操舵制御の最中とで変更される。

例えば、図１３において、車線変更制御装置１００は、第１車線Ｌ１から第２車線Ｌ２への車線変更を計画し、車線変更制御を開始する。車線変更制御装置１００は、予備制御として、第２車線Ｌ２を並走しているトラック４よりも前方に出るための加速を行う。このとき、トラック４が第１車線Ｌ１の方に近づいてきたとする。この場合、ドライバは、トラック４から距離を置くために、ステアリングホイールを中止方向ＤＡＢに操舵する可能性がある。しかしながら、そのステア操作は、車線変更制御の中止を要求するものではなく、単にトラック４から距離を置くためのものである。

このように、予備制御の最中には、ドライバが車両１の進路を微調整する可能性がある。そのような進路調整のためのドライバ操作が中止要求操作ＡＲと誤って判定されることは、ドライバの使い勝手及び操作性の観点から好ましくない。そこで、予備制御の最中、車線変更制御装置１００は、中止必要度Ｘを減少させる。中止必要度Ｘが低くなる結果、判定基準はより厳しくなり、ドライバ操作が中止要求操作ＡＲと判定されにくくなる。その結果、進路調整のためのドライバ操作が中止要求操作ＡＲと誤って判定されることが抑制される。

５−６．第６の例
上記の第１〜第５の例のうち任意の２以上の組み合わせも可能である。その場合、車線変更制御装置１００は、各パラメータに応じて中止必要度Ｘを増加あるいは減少させる。

６．ステップＳ４０（条件判定処理）の例
上述の通り、ステップＳ４０において、車線変更制御装置１００は、中止許可条件が成立するか否かを判定する。図１４は、中止許可条件の設定の一例を説明するための概念図である。本例では、「中止許可領域Ｒａ」と「中止禁止領域Ｒｂ」が用いられる。中止許可領域Ｒａは、車線変更制御の中止が認められる領域である。一方、中止禁止領域Ｒｂは、車線変更制御の中止が認められない領域である。

図１４に示される例において、第１車線Ｌ１の幅と第２車線Ｌ２の幅の合計は“ｄ０”で表されている。中止許可領域Ｒａは、合計幅ｄ０のうち第１車線Ｌ１側の幅ｄａに相当する領域である。一方、中止禁止領域Ｒｂは、合計幅ｄ０のうち第２車線Ｌ２側の幅ｄｂに相当する領域である。分配比ｒ１（０≦ｒ１≦１）を考えたとき、中止許可領域Ｒａの幅ｄａと中止禁止領域Ｒｂの幅ｄｂは、次の式（１）で表される。

式（１）：
ｄａ＝ｒ１×ｄ０
ｄｂ＝ｄ０−ｄａ

中止許可条件は、「車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいること」、言い換えれば、「車両１が中止禁止領域Ｒｂの外側にいること」である。中止許可領域Ｒａが大きい場合、中止許可条件は成立しやすい。逆に、中止許可領域Ｒａが狭い場合、中止許可条件は成立しにくい。

図１５は、本例におけるステップＳ４０（条件判定処理）を示すフローチャートである。まず、車線変更制御装置１００は、中止許可領域Ｒａを設定する（ステップＳ４１）。第１車線Ｌ１及び第２車線Ｌ２の配置（形状や幅）は、地図情報２２０あるいはセンサ検出情報２３０（白線検出情報）から得られる。

続いて、車線変更制御装置１００は、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいるか否かを判定する（ステップＳ４２）。車両１の位置としては、例えば、上から見たときの車両１の中心位置が用いられる。車線変更制御装置１００は、位置方位情報２１０及び地図情報２２０あるいはセンサ検出情報２３０（白線検出情報）に基づいて、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいるか否かを判定する。

車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいる場合（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、中止許可条件は成立していると判定される（ステップＳ４０；Ｙｅｓ）。一方、車両１が中止許可領域Ｒａの内側にいない場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、中止許可条件は成立していないと判定される（ステップＳ４０；Ｎｏ）。

他の例として、図１２で説明されたような混雑度Ｃが用いられてもよい。その場合、中止許可条件は、「混雑度Ｃが閾値未満であること」である。混雑度Ｃが大きい場合は、車両１を第１車線Ｌ１に戻さず、車線変更制御を継続した方が好ましい。混雑度Ｃが閾値以上である場合、中止許可条件は成立せず、車線変更制御は継続する。

１ 車両
２ 先行車両
３ 周辺車両
１０ 自動運転システム
２０ ドライバ操作検出装置
１００ 車線変更制御装置
１１０ ＧＰＳ受信器
１２０ 地図データベース
１３０ センサ群
１４０ 通信装置
１５０ ＨＭＩユニット
１６０ 走行装置
１７０ 制御装置
２００ 運転環境情報
２１０ 位置方位情報
２２０ 地図情報
２３０ センサ検出情報
２４０ 配信情報
ＡＲ 中止要求操作
ＩＤＯ ドライバ操作情報

Claims (8)

1. 車両に搭載される自動運転システムであって、
   前記車両の自動運転の最中に、第１車線から第２車線へ車線変更するための車線変更制御を行う車線変更制御装置と、
   前記車両のドライバによるドライバ操作を検出するドライバ操作検出装置と
   を備え、
   前記車線変更制御装置は、
   前記車線変更制御の開始から完了までの間、前記ドライバ操作が前記車線変更制御の中止を要求する中止要求操作として行われたか否かを判定する中止要求検出処理と、
   前記中止要求操作が行われ、且つ、中止許可条件が成立する場合に、前記車線変更制御を中止して前記車両を前記第１車線で走行させる中止処理と
   を行い、
   前記中止要求検出処理は、
   前記車両の運転環境を示す運転環境情報に基づいて、前記車線変更制御を中止する必要性を示す中止必要度を算出する処理と、
   前記中止必要度が高くなるほど満たされやすくなるように判定基準を設定する処理と、
   前記ドライバ操作が前記判定基準を満たした場合、前記ドライバ操作が前記中止要求操作として行われたと判定する処理と
   を含む
   自動運転システム。
2. 請求項１に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更制御装置は、前記運転環境情報に基づいて車線変更を計画し、前記計画された車線変更の目的に基づいて前記中止必要度を算出し、
   前記目的が合流、分岐、あるいは障害物回避である場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる
   自動運転システム。
3. 請求項１又は２に記載の自動運転システムであって、
   前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含み、
   前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第２車線を走行する前記周辺車両と前記車両との間の車間距離に基づいて前記中止必要度を算出し、
   前記車間距離が一定値以下の場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を増加させる
   自動運転システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含み、
   前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第２車線を走行する前記周辺車両と前記車両との間の相対速度に基づいて前記中止必要度を算出し、
   前記相対速度が前記周辺車両と前記車両との間の車間距離を減少させる方向であり、且つ、一定値以上である場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を増加させる
   自動運転システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記運転環境情報は、センサによって検出された周辺車両の情報を示すセンサ検出情報を含み、
   前記車線変更制御装置は、前記センサ検出情報を参照して、前記第１車線における前記周辺車両の混雑度に基づいて前記中止必要度を算出し、
   前記混雑度が一定レベル以上の場合、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる
   自動運転システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記車線変更制御は、前記第１車線から前記第２車線に向けて前記車両を移動させる操舵制御と、前記操舵制御の前に実施される予備制御とを含み、
   前記予備制御の最中、前記車線変更制御装置は、前記中止必要度を減少させる
   自動運転システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向であり、
   前記ドライバ操作検出装置は、ステアリングホイールを含み、
   前記中止要求操作は、前記ステアリングホイールを前記中止方向に操舵することであり、
   前記判定基準は、前記ステアリングホイールの操舵量あるいは操舵速度が第１判定閾値を超えることであり、
   前記車線変更制御装置は、前記判定基準をより満たされやすくする場合、前記第１判定閾値を減少させる
   自動運転システム。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の自動運転システムであって、
   前記第２車線から前記第１車線へ向かう方向は、中止方向であり、
   前記ドライバ操作検出装置は、ウィンカレバーを含み、
   前記中止要求操作は、前記中止方向を指示するように前記ウィンカレバーを操作することであり、
   前記判定基準は、前記ウィンカレバーの操作継続時間が第２判定閾値を超えることであり、
   前記車線変更制御装置は、前記判定基準をより満たされやすくする場合、前記第２判定閾値を減少させる
   自動運転システム。

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