JP7085859B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置に関する。

米国では、市街地と郊外とを結ぶフリーウェイでの渋滞を緩和するため、走行方向に対して左側の単一車線又は複数車線を、特定の条件を満たす車両のみが走行可能なカープールレーンに設定している箇所がある。カープールレーンでは、緊急車両や二輪車は、無条件に走行できる一方で、四輪車は、２人又は３人以上が乗車していれば、走行可能である。また、環境対策の一環として、一定の基準を満たしたエコカーであれば、１人乗りの四輪車でもカープールレーンを走行可能である。

特許文献１には、自車両がカープールレーンに近づいたときに、カープールレーンを示す文字、マーク、拡大地図等の可視情報をナビゲーション装置の表示画面に表示することが開示されている。

特許第４８７９３４６号公報

ところで、近年、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う自動運転技術（ＡＤ）又は運転支援技術（ＡＤＡＳ）が急速に発展している。そのため、将来、このような車両がフリーウェイを走行する場合も想定される。

しかしながら、特許文献１の技術では、カープールレーンに関する適切な情報を自車両の運転者に認識させることを目的としている。そのため、カープールレーンの使用に当たって、自車両をどのように円滑に自動走行させるかについて、一切考慮されていない。

例えば、フリーウェイのように複数の車線がある道路において、カープールレーンのような特定レーンと、全ての車両が走行可能な一般レーンとがあるときに、これらの車線間では、交通流（例えば、交通量、交通密度、交通速度）の傾向が互いに異なる。この場合、自車両が走行する自車線と、該自車線に隣接する隣接車線との間で、自車線から隣接車線に自車両を円滑に車線変更させることについて、特許文献１では何ら考慮されていない。しかも、特許文献１には、異なる種別の車線間での車線変更のみならず、同じ種類の車線間での自車両の円滑な車線変更についても、何ら考慮されていない。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、前記自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、前記自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置であって、前記自車両が走行している自車線に隣接する隣接車線の種別を認識する車線認識部と、前記車線認識部が認識した前記隣接車線の種別に応じて前記自車線から前記隣接車線への前記自車両の車線変更を許可するための判断条件を設定する判断条件設定部と、前記判断条件を満たす場合に前記車線変更を許可する車線変更判断部と、前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した場合に前記車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部とを備える。

このように、車線毎に交通流の傾向が異なる場合でも、前記車線の種別に応じて、前記車線変更を許可するための前記判断条件を変更する。これにより、前記交通流の傾向を考慮して、前記車線変更の許可を適切に判断することが可能となり、前記自車両の車線変更を円滑に行うことができる。この結果、フリーウェイのような複数の車線のある道路を前記自車両が走行する場合であっても、該自車両を安定に走行させることができる。

また、前記隣接車線の種別は、特定車両が優先的に走行可能な特定レーン、又は、全ての車両が走行可能な一般レーンであり、前記判断条件設定部は、前記隣接車線が前記特定レーンの場合と前記一般レーンの場合とで前記判断条件が異なるように、前記自車両、前記周辺監視装置、前記位置特定装置若しくは前記車両制御装置の状態、前記自車両の周辺環境、前記自車両の運転者の情報、又は、前記自車両の走行計画情報を考慮して、前記判断条件を設定すればよい。これにより、自動運転に関わるシステムの状態（健全性）や前記運転者の状態に応じて、前記判断条件が設定されるので、前記車線変更の許可をより的確に判断することが可能となる。

さらに、前記判断条件設定部は、前記隣接車線が前記特定レーンである場合、前記自車両の乗車人数、前記車線変更の時点、又は、前記自車両の種別に基づいて、前記隣接車線が前記一般レーンであるときの判断条件よりも厳しい判断条件に設定してもよい。これにより、前記特定車両に対してのみ、前記一般レーンから、カープールレーンのような前記特定レーンへの前記車線変更を許可することができる。この結果、前記車線変更の許可をより正確に判断することが可能となる。

ここで、前記車線変更判断部は、前記隣接車線が前記特定レーンである場合、所定の条件に該当するときには、前記車線変更を許可しない。このように、前記特定レーンへの前記車線変更を禁止又は抑制することで、ＡＤ又はＡＤＡＳを利用して前記自車両が不用意に前記特定レーンに車線変更を行うことを防止することができる。

具体的に、前記車線変更判断部は、以下の諸条件に該当すれば、前記車線変更を許可しない。

すなわち、前記自車線が相対的に空いている場合、該自車線を快適に走行可能であり、前記特定レーンへの車線変更を行う必要性が乏しい。この場合には、前記車線変更判断部は、前記車線変更を許可しない。

また、前記自車両が目的地を設定していない状態で前記自車線を自動走行している場合（以下、道なり走行ともいう。）には、前記特定レーンへの車線変更を行うと、前記特定レーンから前記自車線及び前記隣接車線への車線変更に時間がかかり、前記運転者が所望する道路の出口から前記自車両が出ていけない可能性も想定される。この場合には、前記車線変更判断部は、前記車線変更を許可しない。

さらに、前記走行制御又は前記支援制御に対する前記運転者の熟練度が閾値未満である場合、ＡＤ又はＡＤＡＳを利用して前記自車両が前記特定レーンを走行すると、前記特定レーンから前記自車線及び前記隣接車線への車線変更の際に、前記運転者が対応しづらい可能性も想定される。この場合には、前記車線変更判断部は、前記車線変更を許可しない。

さらにまた、前記自車線及び前記隣接車線を含む道路の出口周辺で渋滞が発生している場合、前記自車両が前記特定レーンを走行すると、前記出口から出られなくなる可能性がある。この場合には、前記車線変更判断部は、前記車線変更を許可しない。

なお、前記車線変更判断部は、前記自車両が前記自車線を走行する場合と、前記自車両が前記車線変更を行って前記隣接車線を走行する場合とを比較して、前記隣接車線を走行する方が目的地まで短時間で到達すると判断したときには、その判断結果を前記自車両の報知装置を介して前記運転者に報知してもよい。これにより、前記運転者は、前記自車線での走行を維持するか、又は、前記隣接車線への車線変更を行うかを選択することが可能となる。

本発明に係る車両制御装置によれば、交通流の傾向を考慮して、車線変更を円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態における車両制御装置を含めた自車両の構成を示すブロック図である。 図１に示す演算装置の機能ブロック図である。 図２に示す演算装置の動作説明に供されるフローチャートである。 フリーウェイでの車線変更を示す図である。 車線変更が可能な自車両の走行状態を示す図である。 車線変更が困難な自車両の走行状態を示す図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［１．車両制御装置１０を含む車両１２の構成］
＜１．１ 車両１２の概要＞
図１は、本発明の一実施形態における車両制御装置１０を含む車両１２（以下、自車両１２ともいう。）の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、自車両１２に組み込まれており、且つ、自動又は手動により自車両１２の運転制御を行う。なお、本明細書において、「自動運転」とは、自車両１２の走行制御を全て自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」を含む概念である。

自車両１２は、該自車両１２の運転制御を統括する車両制御装置１０と、車両制御装置１０の入力機能を担う入力系装置群１４と、車両制御装置１０の出力機能を担う出力系装置群１６とを備える。

＜１．２ 入力系装置群１４の具体的構成＞
入力系装置群１４には、自車両１２の周囲（外界）の状態を検出する外界センサ（周辺監視装置）１８と、自車両１２の外部にある各種通信機器と情報の送受信を行う通信装置（周辺監視装置）２０と、高精度地図を示す地図情報を取得する高精度地図データベース２２（以下、地図情報ＤＢ（位置特定装置）２２ともいう。）と、目的地までの走行経路を生成すると共に自車両１２の走行位置を計測するナビゲーション装置（位置特定装置）２４と、自車両１２の状態を検出する車両センサ２６とが含まれる。

外界センサ１８には、外界を撮像する１つ以上のカメラ２８と、自車両１２と他物体（例えば、他車両）との間の距離及び相対速度を検出する１つ以上のレーダ３０と、１つ以上のＬＩＤＡＲ３２（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）とが含まれる。

通信装置２０には、他車両との間で車々間通信を行う第１通信装置３４と、路側装置との間で路車間通信を行う第２通信装置３６とが含まれる。ナビゲーション装置２４には、衛星航法システム及び自立航法システムが含まれる。車両センサ２６には、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、傾斜センサ等、自車両１２の挙動を検出する各種センサ、自車両１２の操作状態を検出する各種センサ、自車両１２の運転者（ドライバ）の状態を撮像する車内カメラ、ドライバの状態を検出する各種センサが含まれる。

＜１．３ 出力系装置群１６の具体的構成＞
出力系装置群１６には、駆動力出力装置４０と、操舵装置４２と、制動装置４４と、報知装置４６とが含まれる。

駆動力出力装置４０には、駆動力出力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジンや駆動モータ等の駆動源とが含まれる。駆動力出力装置４０は、ドライバが行うアクセルペダルの操作、又は、車両制御装置１０から出力される駆動の制御指示に応じて駆動力を発生させる。

操舵装置４２には、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）－ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータとが含まれる。操舵装置４２は、ドライバが行うステアリングホイールの操作、又は、車両制御装置１０から出力される操舵の制御指示に応じて操舵力を発生させる。

制動装置４４には、ブレーキＥＣＵとブレーキアクチュエータとが含まれる。制動装置４４は、ドライバが行うブレーキペダルの操作、又は、車両制御装置１０から出力される制動の制御指示に応じて制動力を発生させる。

報知装置４６には、報知ＥＣＵと、情報伝達装置（例えば、表示装置、音響装置、触覚装置）とが含まれる。報知装置４６は、車両制御装置１０又は他のＥＣＵから出力される報知指示に応じてドライバに対する報知（例えば、視聴覚を含む五感を通じた情報提供）を行う。

＜１．４ 車両制御装置１０の具体的構成＞
車両制御装置１０は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置５０と、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置５２とを備える。車両制御装置１０は、演算装置５０が記憶装置５２に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。

図２は、図１に示す演算装置５０の機能ブロック図である。この演算装置５０は、外界認識部６０と、自車位置認識部６２と、行動計画部６４と、乗員認識部６６と、車両制御部６８と、運転モード切替部７０との各種機能を実行可能に構成されている。

外界認識部６０は、外界センサ１８から出力される情報に基づいて、自車両１２の周囲における状況及び物体を認識する。この外界認識部６０には、車線認識部７２と、他車両認識部７４と、外界状態認識部７６とが含まれる。

自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２及びナビゲーション装置２４から出力される情報に基づいて、自車両１２の絶対位置、又は、高精度地図上の相対位置（以下、自車位置ともいう。）を認識する。

乗員認識部６６は、車両センサ２６である車内カメラが撮像したドライバの画像情報や、車両センサ２６である各種センサから出力されるドライバの状態に関する情報に基づいて、ドライバの状態（例えば、ドライバの覚醒度、自動運転に対するドライバの熟練度）を認識する。

行動計画部６４は、外界認識部６０、自車位置認識部６２及び乗員認識部６６の認識結果に基づいて、自車両１２及びドライバの状況に応じた行動計画（走行区間毎のイベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画の内容を更新する。また、行動計画部６４は、上記の認識結果に基づいて、作成した行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。行動計画部６４には、判断条件設定部７８と車線変更判断部８０とが含まれる。

車両制御部６８は、行動計画部６４が作成した行動計画又は走行軌道に基づいて、出力系装置群１６（図１参照）に対して、所望の動作の指示をする。車両制御部６８には、自車両１２の走行制御を行う走行制御部８２と、ドライバに対する報知制御を行う報知制御部８４とが含まれる。

運転モード切替部７０は、ドライバによる所定の行動（例えば、スイッチ、ステアリングホイールを含む入力デバイスの操作）に応じて、「自動運転モード」と「手動運転モード」とを含む複数の運転モードを切り替え可能に構成される。以下、ドライバが、自動運転から手動運転へ移行させるための要求行動を「テイクオーバー要求」ともいう。

［２．車両制御装置１０の動作］
本実施形態における車両制御装置１０を含む自車両１２は、以上のように構成される。続いて、複数の車線を含む道路における車線変更時の車両制御装置１０の動作について、図３のフローチャートを主に参照しながら説明する。ここでは、車両制御装置１０（図１参照）を搭載した自車両１２が、自動運転により走行する場合を想定する。

＜２．１ 道路１００の説明＞
図４は、複数の車線を含む道路１００における自車両１２の走行シーンを示す図である。道路１００は、例えば、米国のフリーウェイである。道路１００には、自車両１２を含む車両の走行方向に沿って、４本の車線が設けられている。このうち、走行方向の一番左側の車線がカープールレーン（特定レーン）１０２ａであり、残り３本の車線が一般レーン１０２ｂ～１０２ｄである。カープールレーン１０２ａには、該カープールレーン１０２ａであることを示す菱形の道路標示１０４が設けられている。

カープールレーン１０２ａは、緊急車両、二輪車、２人若しくは３人以上が乗車している四輪車、又は、１人乗りのエコカーのような特定車両が優先的に走行可能な特定レーンである。また、一般レーン１０２ｂ～１０２ｄは、全ての車両が走行可能な車線である。なお、カープールレーン１０２ａは、所定の時間帯だけカープールレーンとして運用され、他の時間帯では一般レーンとして全ての車両が走行可能であることに留意する。

ここでは、フリーウェイの車線（道路１００の各レーン１０２ａ～１０２ｄ）上を破線で示す走行予定経路１０６に沿って、自車両１２が入口１０８からフリーウェイに入り、車線変更をしながら走行する場合について説明する。

＜２．２ 図３のフローチャートの説明＞
図３のステップＳ１において、自車両１２は、入口１０８を通ってフリーウェイ（道路１００）に入場する。

ステップＳ２において、車両制御装置１０（図１参照）は、入力系装置群１４から出力される外界の情報や自車両１２の情報を取得する。この場合、車両制御装置１０が取得する情報としては、例えば、（１）自動運転システムの健全性に関する情報、すなわち、自動運転システムに関わる自車両１２、入力系装置群１４及び車両制御装置１０の状態、（２）自車両１２の周辺環境、（３）ドライバの情報、（４）道路１００上における自車位置Ｐ０（図４参照）、（５）道路１００の車線数、（６）自車両１２が走行している車線である自車線Ｌ１（図５参照）、（７）自車両１２の走行計画情報、すなわち、自車位置Ｐ０から目的地である道路１００の出口までの走行予定経路１０６や、自車位置Ｐ０から出口までの残距離、がある。車両制御装置１０は、これらの情報を全て取得してもよいし、又は、必要な情報のみを取得してもよい。

すなわち、自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２及びナビゲーション装置２４の出力情報に基づいて、自車位置Ｐ０や走行予定経路１０６を取得（認識）する。また、自車位置認識部６２は、地図情報ＤＢ２２の出力情報に基づいて、出口の位置を特定する。これにより、自車位置認識部６２は、特定した出口の位置と自車位置Ｐ０とに基づいて、残距離を算出することができる。

外界状態認識部７６は、例えば、カメラ２８の画像情報、又は、地図情報ＤＢ２２から読み出した地図情報（高精度地図）に基づいて、道路１００の道路環境全般に関する情報、例えば、道路１００の形状及び幅、車線数、車線幅を認識する。

車線認識部７２は、例えば、カメラ２８の画像情報、又は、地図情報ＤＢ２２からの地図情報と、外界状態認識部７６が取得した道路１００の情報とに基づいて、自車線Ｌ１や、該自車線Ｌ１に隣接する隣接車線Ｌ２を含む道路１００の各レーン１０２ａ～１０２ｄの種別を認識する。これにより、車線認識部７２は、図４の状況では、自車線Ｌ１が一般レーン１０２ｂであると共に隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａであり、あるいは、図５の状況では、自車線Ｌ１がカープールレーン１０２ａであると共に隣接車線Ｌ２が一般レーン１０２ｂであると認識することができる。

また、ステップＳ２において、他車両認識部７４は、例えば、カメラ２８、レーダ３０又はＬＩＤＡＲ３２から出力される情報に基づいて、自車両１２の周囲で走行又は停車する他車両（図５及び図６の他車両１１０、１１０ｆ、１１０ｒ等）の存否、位置、大きさ、種別を認識すると共に、自車両１２と他車両との間の距離や相対速度を算出することもできる。

さらに、乗員認識部６６は、車両センサ２６からの出力情報（車内カメラが撮像したドライバの画像情報、各種センサが検出したドライバの状態）に基づいて、ドライバの覚醒度や自動運転に対する熟練度を認識する。

なお、自動運転システムの健全性に関する情報（自動運転システムに関わる自車両１２、入力系装置群１４及び車両制御装置１０の状態）は、具体的には、自車両１２の残燃料、外界センサ１８や車両センサ２６の感度（センサ検出面の汚れの程度）がある。これらの健全性に関する情報は、例えば、外界センサ１８や車両センサ２６の出力情報が入力される外界認識部６０、自車位置認識部６２及び乗員認識部６６において、入力される出力情報のレベルと、該出力情報の正常範囲又は通常範囲とを比較することにより、自動運転システムの健全性を認識することができる。また、ドライバの熟練度には、手動運転時のカープールレーン１０２ａの使用回数や道路１００（フリーウェイ）の使用頻度を含めてもよい。

そして、ステップＳ３において、判断条件設定部７８は、車線認識部７２の認識結果に基づいて、隣接車線Ｌ２の種別を確認する。そして、判断条件設定部７８は、次のステップＳ４、Ｓ５に示すように、隣接車線Ｌ２の種別に応じて、ステップＳ６での車線変更を許可するための判断処理に供される判断条件を設定する。なお、判断条件とは、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への自車両１２の車線変更の実行を許可するかどうかの判断基準である。

判断条件としては、例えば、（１）自車両１２の残燃料、（２）一般レーン１０２ｂ～１０２ｄの空き状況、（３）自車両１２が道なり走行であるかどうかの情報、（４）自動運転に対するドライバの熟練度、（５）自車両１２の自動運転に対する熟練度、（６）道路１００の出口付近での渋滞、（７）自車両１２の周辺の天候情報（例えば、雨、雪、気温、風）や、自車両１２の特にカメラ２８やドライバに対する西日や朝日等の直射日光の程度、（８）ドライバの覚醒度、（９）出口までの残距離、がある。

具体的に、隣接車線Ｌ２が一般レーン１０２ｂ～１０２ｄである場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、判断条件設定部７８は、第１判断条件を設定する。第１判断条件は、車線変更を許可するための判断条件のデフォルト値（通常の条件）である。この場合、判断条件設定部７８は、前述の自動運転システムの健全性に関する情報、自車両１２の周辺環境、ドライバの情報、又は、残距離等を考慮して、第１判断条件を設定する。

また、隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａである場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、判断条件設定部７８は、第２判断条件を設定する。第２判断条件は、第１判断条件よりも厳しい判断条件である。具体的に、判断条件設定部７８は、第１判断条件に加え、自車両１２の乗車人数、車線変更の時点、又は、自車両１２の種別等を含めた第２判断条件を設定する。

すなわち、カープールレーン１０２ａは、前述のように、緊急車両等の特定車両が優先的に走行可能な特定レーンである。また、カープールレーン１０２ａは、一定の時間帯のみカープールレーンとして運用される。従って、第１判断条件よりも厳しい判断条件、例えば、上記のように、第１判断条件よりも条件項目を増やして第２判断条件を設定することにより、特定車両以外の車両がカープールレーン１０２ａに車線変更することを防止することができる。

また、判断条件設定部７８は、第２判断条件のうち、第１判断条件と同じ条件項目について、判断基準を厳しくすることも可能である。例えば、車線変更を許可する際の自車両１２の残燃料の閾値を、第１判断条件での閾値よりも大きな値に設定してもよい。

すなわち、カープールレーン１０２ａは、入口１０８や出口から最も遠い車線である。また、カープールレーン１０２ａは、交通量が相対的に少なく、平均速度が相対的に高いので、車間距離が相対的に長くなる傾向にある。そのため、自車両１２の残燃料が少ない場合や、自車両１２が一般レーン１０２ｂ～１０２ｄで道なり走行している場合に、カープールレーン１０２ａに車線変更すると、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更に時間がかかり、運転者が所望する道路１００の出口から自車両１２が出ていけない可能性がある。そこで、判断条件設定部７８は、第１判断条件よりも厳しい第２判断条件を設定することで、不用意に車線変更が許可されることを防止することができる。

このように、判断条件設定部７８により、隣接車線Ｌ２の種別に応じて、異なる第１判断条件又は第２判断条件が設定される。設定された第１判断条件又は第２判断条件は、車線変更判断部８０に出力される。

ステップＳ６において、車線変更判断部８０は、自車両１２が第１判断条件又は第２判断条件を満たすか否か、すなわち、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更が可能か否かを判断する。

具体的に、車線変更判断部８０は、一般レーン１０２ｂ～１０２ｄ間での車線変更や、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更の場合には、自車両１２が第１判断条件を満たすか否かを判断する。例えば、残燃料が第１判断条件の示す閾値以上である場合、ドライバの覚醒度が閾値以上である場合、又は、自動運転に対するドライバの熟練度が閾値以上である場合、車線変更判断部８０は、車線変更が可能と判断し（ステップＳ６：ＹＥＳ）、次のステップＳ７に進む。一方、第１判断条件を満たさない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、車線変更判断部８０は、車線変更を許可せず、ステップＳ７～Ｓ９の処理をスキップしてステップＳ１０に進む。

また、車線変更判断部８０は、一般レーン１０２ｂ（自車線Ｌ１）からカープールレーン１０２ａ（隣接車線Ｌ２）への車線変更の場合には、自車両１２が第２判断条件を満たすか否かを判断する。この場合、車線変更判断部８０は、第２判断条件を満たさず、所定の条件に該当するときには（ステップＳ６：ＮＯ）、車線変更を許可せず、ステップＳ１０に進む。

具体的に、残燃料が少ない場合（残燃料が第２判断条件の示す閾値未満である場合）は、カープールレーン１０２ａから出口が遠く、出口を出て給油所に到達するまで時間がかかるので、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。また、一般レーン１０２ｂが相対的に空いている場合、一般レーン１０２ｂを快適に走行可能であり、カープールレーン１０２ａに車線変更する必要性が乏しいので、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。さらに、自車両１２が一般レーン１０２ｂを道なり走行している場合、カープールレーン１０２ａへの車線変更を行えば、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂ～１０２ｄへの車線変更に時間がかかり、運転者が所望する出口から自車両１２が出ていけない可能性も想定される。この場合、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。さらにまた、自動運転に対するドライバの熟練度が閾値未満である場合、カープールレーン１０２ａを走行すると、カープールレーン１０２ａから一般レーン１０２ｂへの車線変更の際に、ドライバが対応しづらい可能性もある。この場合も、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。また、道路１００の出口周辺で渋滞が発生している場合、自車両１２がカープールレーン１０２ａを走行すると、出口を通って道路１００から出られない可能性があるので、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。さらに、自車両１２が特定車両でない場合には、カープールレーン１０２ａへの車線変更は不可能であるため、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。

一方、車線変更判断部８０は、一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａへの車線変更において、自車両１２が第２判断条件を満たす場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、車線変更を許可し、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、車線変更判断部８０は、車線変更を許可する旨の結果を車両制御部６８に出力する。これにより、報知制御部８４は、報知装置４６を介して、車線変更が許可されたことをドライバに報知する。

ステップＳ８において、車両制御部６８は、運転モード切替部７０から「自動運転モード」への切り替え指示があった場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、自動運転による車線変更の開始トリガを受け付けたと判断し、ステップＳ９に進む。

次のステップＳ９において、車両制御部６８は、自車両１２の車線変更に関する走行制御又は支援制御（以下、「車線変更制御」ともいう。）を行う。この制御に先立ち、車両制御部６８は、行動計画部６４により作成された行動計画のイベント内容及び走行軌道を取得する。

その後、走行制御部８２は、車線変更を実現するための制御信号を生成し、各々の制御信号を駆動力出力装置４０、操舵装置４２、制動装置４４に対して出力する。一方、報知制御部８４は、車線変更を支援する報知内容（例えば、車線変更のタイミング指示）を示す報知信号を生成し、この報知信号を報知装置４６に対して出力する。

これにより、自車両１２は、車線変更を開始し、破線で示す走行予定経路１０６に沿って、図４のように一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａに車線変更するか、又は、図５のようにカープールレーン１０２ａ（自車線Ｌ１）から一般レーン１０２ｂ（隣接車線Ｌ２）に車線変更することができる。すなわち、図４の例は、ステップＳ３→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９の順に処理が行われた場合を示している。一方、図５の例は、ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９の順に処理が行われた場合を示している。

なお、図６に示すように、隣接車線Ｌ２が渋滞している場合は、ステップＳ６の判断処理で車線変更が不可能と判断される（ステップＳ６：ＮＯ）。すなわち、自車両１２は、自車線Ｌ１であるカープールレーン１０２ａを走行し続ける。この場合は、ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ１０の順に処理が行われる。

また、ステップＳ８において、ドライバが入力デバイスを操作してテイクオーバー要求を行うことで、運転モード切替部７０から車両制御部６８に手動運転モードへの切り替え指示が入力された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ドライバがステアリングホイール等の入力デバイスを操作することで、自車両１２の車線変更を行う。

このようにして、ステップＳ９での自動運転による車線変更、ステップＳ１１でのドライバによる手動運転での車線変更、又は、ステップＳ６での否定的な判断による自車線Ｌ１での走行継続の後、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、車線変更判断部８０は、自車両１２が出口を通ってフリーウェイ（道路１００）を抜け出たか否かを判断する。まだ道路１００上のいずれかのレーン１０２ａ～１０２ｄを走行している場合、車線変更判断部８０は、自車両１２がフリーウェイを退去していないと判断し（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

これにより、車両制御装置１０では、自車両１２が出口を介してフリーウェイを抜け出るまで、ステップＳ２～Ｓ１０（Ｓ１１）の処理が繰り返し実行される。この場合、車線変更を行う毎に、ステップＳ３～Ｓ５での判断条件の設定処理と、設定した判断条件を用いたステップＳ６での車線変更の許可の判断処理とが実行される。そして、自車両１２が出口を通ってフリーウェイ（道路１００）を抜け出ることで（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、図３の処理が終了する。

＜２．３ 図３の変形例＞
なお、図３のフローチャートにおいて、自車両１２が自動運転を継続して行う場合、破線で示すように、ステップＳ７又はステップＳ８の処理をスキップしてもよい。

また、ステップＳ６において、車線変更判断部８０は、自車両１２が自車線Ｌ１（例えば、一般レーン１０２ｂ）を走行する場合と、自車両１２が車線変更を行って隣接車線Ｌ２（例えば、カープールレーン１０２ａ）を走行する場合とを比較して、隣接車線Ｌ２を走行する方が目的地（例えば、道路１００の出口）まで短時間で到達すると判断したときには、その判断結果を報知制御部８４に出力してもよい。これにより、ステップＳ７において、報知制御部８４は、報知装置４６を介してドライバに隣接車線Ｌ２の走行の推奨を報知することができる。ドライバは、この報知内容を確認することで、例えば、ステップＳ１１での自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への車線変更を行うことができる。

また、図４では、自車両１２の走行方向の左側の１車線のみがカープールレーン１０２ａであったが、左側の複数車線がカープールレーン１０２ａであってもよい。この場合、判断条件設定部７８は、図３のステップＳ３→Ｓ５の流れで第２判断条件を設定し、車線変更判断部８０は、ステップＳ６で、第２判断条件に基づいて、車線変更の可否を判断すればよい。なお、この変形例は、複数のカープールレーン１０２ａのうち、一方の車線を走行している特定車両（自車両１２）が他方の車線に車線変更する場合である。そのため、判断条件設定部７８は、第２判断条件よりも緩和された判断条件（例えば、第１判断条件）を設定することも可能である。

［３．車両制御装置１０による効果］
以上のように、車両制御装置１０は、自車両１２の周辺を監視する周辺監視装置（外界センサ１８、通信装置２０）、又は、自車両１２の走行位置を特定する位置特定装置（地図情報ＤＢ２２、ナビゲーション装置２４）のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、自車両１２の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置である。

この場合、車両制御装置１０は、自車両１２が走行している自車線Ｌ１に隣接する隣接車線Ｌ２の種別を認識する車線認識部７２と、車線認識部７２が認識した隣接車線Ｌ２の種別に応じて自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２への自車両１２の車線変更を許可するための第１判断条件又は第２判断条件を設定する判断条件設定部７８と、第１判断条件又は第２判断条件を満たす場合に車線変更を許可する車線変更判断部８０と、車線変更判断部８０が車線変更を許可した場合に車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部６８とを備える。

このように、車線毎に交通流の傾向が異なる場合でも、車線の種別に応じて、車線変更を許可するための第１判断条件又は第２判断条件を変更する。これにより、交通流の傾向を考慮して、車線変更の許可を適切に判断することが可能となり、自車両１２の車線変更を円滑に行うことができる。この結果、フリーウェイのような複数の車線のある道路１００を自車両１２が走行する場合であっても、該自車両１２を安定に走行させることができる。

また、隣接車線Ｌ２の種別は、特定車両が優先的に走行可能な特定レーンとしてのカープールレーン１０２ａ、又は、全ての車両が走行可能な一般レーン１０２ｂ～１０２ｄであり、判断条件設定部７８は、隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａの場合と一般レーン１０２ｂ～１０２ｄの場合とで第１判断条件又は第２判断条件が異なるように、自車両１２、周辺監視装置、位置特定装置若しくは車両制御装置１０の状態、自車両１２の周辺環境、自車両１２のドライバの情報、又は、自車両１２の走行計画情報を考慮して、第１判断条件又は第２判断条件を設定すればよい。これにより、自動運転システムの動作状態やドライバの状態に応じて、第１判断条件又は第２判断条件が設定されるので、車線変更の許可をより的確に判断することが可能となる。

さらに、判断条件設定部７８は、隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａである場合、自車両１２の乗車人数、車線変更の時点、又は、自車両１２の種別に基づいて、隣接車線Ｌ２が一般レーン１０２ｂ～１０２ｄであるときの第１判断条件よりも厳しい第２判断条件に設定してもよい。これにより、一般レーン１０２ｂからカープールレーン１０２ａに車線変更を行う際、該車線変更の許可をより正確に判断することができる。

ここで、車線変更判断部８０は、隣接車線Ｌ２がカープールレーン１０２ａである場合、所定の条件に該当するときには、車線変更を許可しない。このように、カープールレーン１０２ａへの車線変更を禁止又は抑制することで、ＡＤ又はＡＤＡＳを利用して自車両１２が不用意にカープールレーン１０２ａに車線変更を行うことを防止することができる。

具体的に、車線変更判断部８０は、以下の諸条件に該当すれば、車線変更を許可しない。

すなわち、自車線Ｌ１（一般レーン１０２ｂ～１０２ｄ）が相対的に空いている場合、該自車線Ｌ１を快適に走行可能であり、カープールレーン１０２ａへの車線変更を行う必要性が乏しい。この場合には、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。

また、自車両１２が目的地を設定していない状態で自車線Ｌ１（一般レーン１０２ｂ～１０２ｄ）を自動走行している場合（道なり走行している場合）には、カープールレーン１０２ａへの車線変更を行うと、カープールレーン１０２ａから自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２への車線変更に時間がかかり、運転者が所望する道路１００の出口から自車両１２が出ていけない可能性も想定される。この場合も、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。

さらに、自動運転に対するドライバの熟練度が閾値未満である場合、ＡＤ又はＡＤＡＳを利用して自車両１２がカープールレーン１０２ａを走行すると、カープールレーン１０２ａから自車線Ｌ１及び隣接車線Ｌ２への車線変更の際に、ドライバが対応しづらい可能性が想定される。この場合も、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。

さらにまた、道路１００の出口周辺で渋滞が発生している場合、自車両１２がカープールレーン１０２ａを走行すると、出口から出られなくなる可能性がある。この場合も、車線変更判断部８０は、車線変更を許可しない。

また、車線変更判断部８０は、自車両１２が自車線Ｌ１を走行する場合と、自車両１２が車線変更を行って隣接車線Ｌ２を走行する場合とを比較して、隣接車線Ｌ２を走行する方が目的地まで短時間で到達すると判断したときには、その判断結果を自車両１２の報知装置４６を介してドライバに報知してもよい。これにより、ドライバは、自車線Ｌ１での走行を維持するか、又は、隣接車線Ｌ２への車線変更を行うかを選択することが可能となる。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０…車両制御装置 １２…自車両
１８…外界センサ ２０…通信装置
２２…地図情報ＤＢ ２４…ナビゲーション装置
６８…車両制御部 ７２…車線認識部
７８…判断条件設定部 ８０…車線変更判断部

Claims (11)

1. 自車両の周辺を監視する周辺監視装置、又は、前記自車両の走行位置を特定する位置特定装置のうち、少なくとも一方の装置の出力結果に基づいて、前記自車両の走行制御又は支援制御を行う車両制御装置であって、
   前記自車両が走行している自車線に隣接する隣接車線の種別を認識する車線認識部と、
   前記車線認識部が認識した前記隣接車線の種別に応じて、前記自車線から前記隣接車線への前記自車両の車線変更を許可するための判断条件を設定する判断条件設定部と、
   前記判断条件を満たす場合に、前記車線変更を許可する車線変更判断部と、
   前記車線変更判断部が前記車線変更を許可した場合に、前記車線変更に関する走行制御又は支援制御を行う車両制御部と、
   を備え、
   前記隣接車線の種別は、道路の入口及び出口に接続された第１の一般レーンと、前記入口及び出口から離れ、且つ、平均速度が相対的に高い特定レーンと、前記第１の一般レーンと前記特定レーンとの間に設けられた第２の一般レーンとであり、
   前記判断条件設定部は、
   前記隣接車線が前記第１の一般レーン又は前記第２の一般レーンである場合、第１判断条件を設定し、
   前記隣接車線が前記特定レーンである場合、前記第１判断条件より厳しい第２判断条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記判断条件設定部は、前記第１判断条件と前記第２判断条件とで前記判断条件が異なるように、前記自車両、前記周辺監視装置、前記位置特定装置若しくは前記車両制御装置の状態、前記自車両の周辺環境、前記自車両の運転者の情報、又は、前記自車両の走行計画情報を考慮して、前記判断条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記判断条件設定部は、前記隣接車線が前記特定レーンである場合、前記自車両の乗車人数、前記車線変更の時点、又は、前記自車両の種別を含む前記第２判断条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記隣接車線が前記特定レーンである場合、所定の条件に該当するときには、前記車線変更を許可しないことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記自車線が相対的に空いている場合には、前記車線変更を許可しないことを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記自車両が前記自車線を道なり走行している場合には、前記車線変更を許可しないことを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記走行制御又は前記支援制御に対する前記運転者の熟練度が閾値未満である場合には、前記車線変更を許可しないことを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記出口周辺で渋滞が発生している場合には、前記車線変更を許可しないことを特徴とする車両制御装置。
9. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記車線変更判断部は、前記自車両が前記自車線を走行する場合と、前記自車両が前記車線変更を行って前記隣接車線を走行する場合とを比較して、前記隣接車線を走行する方が目的地まで短時間で到達すると判断したときには、その判断結果を前記自車両の報知装置を介して前記運転者に報知することを特徴とする車両制御装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
    前記判断条件設定部は、前記自車両の車線変更を許可するための判断処理に供される条件項目を前記第１判断条件よりも増やした前記第２判断条件を設定することを特徴とする車両制御装置。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
    前記判断条件設定部は、前記第２判断条件のうち、前記第１判断条件と同じ条件項目について、異なる閾値に設定することを特徴とする車両制御装置。

Images