JP7274327B2 - 自動運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両が本線から分岐車線側へ車線変更するに際し、減速開始位置及び車線変更開始位置を制御するようにした自動運転支援装置に関する。

自車両を自動運転で走行させるための目標進行路が、現在走行している車線（走行車線）から分岐車線方向に設定されている場合、自動運転支援装置は、先ず、自車両を分岐車線に接続している走行車線に車線変更させる。次いで、分岐車線の入口付近で、分岐車線方向へ車線変更する。

分岐車線方向へ車線変更するに際し、例えば特許文献１（ＷＯ２０１６／０６３３８３号公報）に開示されているように、先ず、車線変更を行う基準点を求め、この基準点と自車両との距離を求めて、基準点において設定車速となる減速パターンを算出する。次いで、この減速パターンに基づいて基準点での目標車速を設定し、基準点達した際に車線変更を行う。

ＷＯ２０１６／０６３３８３号公報

ところで、本線に接続する分岐車線の入口の長さは一定ではなく、高速道路であれば、インターチェンジやジャンクション毎に相違している。しかし、上述した文献に開示されている技術では、分岐車線の入口の長さに拘わらずに、分岐点に達した際に車線変更を開始しているため、例えば、分岐車線の入口長さが短い場合は、急操舵や急減速での車線変更となり、自車両の搭乗者に不快感を与えてしまう。

その対策として、分岐車線の入口長さが短い場合は、かなり手前からエンジンブレーキのような緩い減速を開始し、基準点において充分に減速された車速で車線変更させるようにすることも考えられる。しかし、このような緩い減速は搭乗者に分岐車線への車線変更前の不要な減速と判断され、却って不快感を与えることになる。又、このことは後続車に対しても不要意な減速と判断されるため、後続車の運転者に違和感を与えてしまうことになる。

本発明は、上記事情に鑑み、自動運転により本線から分岐車線の方向へ車線変更するに際しては、搭乗者や後続車の運転者に対して不快感や違和感を与えることなく、スムーズに車線変更させることのできる自動運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両の運転状態を取得する運転状態取得部と、前記自車両の位置を取得する自車位置取得部と、前記自車両が走行する走行環境を取得する走行環境取得部と、前記自車両が走行する目標進行路が分岐車線方向に設定されているか否かを調べる分岐車線判定部と、前記分岐車線判定部で前記目標進行路が前記分岐車線方向に設定されていると判定した場合、前記運転状態取得部で取得した前記運転状態及び前記走行環境取得部で取得した前記走行環境及び前記分岐車線の入口長さに基づき、前記自車両の減速開始位置及び車線変更開始位置を求める車線変更演算部と、前記車線変更演算部で求めた前記減速開始位置及び前記車線変更開始位置に基づいて前記自車両の走行状態を制御する走行状態制御部とを備える。

本発明によれば、自車両を自動運転により分岐車線方向へ車線変更するに際し、自車両の減速開始位置及び車線変更開始位置を、自車両の運転状態及び走行環境に基づいて求め、この減速開始位置及び車線変更開始位置に基づいて前記自車両の走行状態を制御するようにしたので、自動運転により本線から分岐車線の方向へ車線変更するに際しては、搭乗者や後続車の運転者に対して不快感や違和感を与えることなく、スムーズに車線変更させることができる。

自動運転支援装置の概略構成図 自動運転制御ルーチンを示すフローチャート 減速開始距離演算ルーチンを示すフローチャート 減速制御処理ルーチンを示すフローチャート 車線変更開始制御ルーチンを示すフローチャート 分岐車線の入口長さに対応した目標車速を設定する目標車速テーブルの概念図 分岐車線の入口長さに対応した目標減速度の設定を示す図表 目標車速に到達させるための減速開始位置を示すタイムチャート （ａ）は分岐路車線の入口長さが長い場合の車線変更開始位置を示す説明図、（ｂ）は分岐路車線の入口長さが長い場合の車線変更開始位置を示す説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は自動運転を行うための自動運転支援装置であり、自車両Ｍ（図９参照）に搭載されている。この自動運転支援装置１は、ロケータユニット１１と走行環境取得部としてのカメラユニット２１と自動運転制御ユニット２６とを備えている。

ロケータユニット１１は、地図ロケータ演算部１２と記憶部としての高精度道路地図データベース１６とを有している。この地図ロケータ演算部１２、後述する前方走行環境認識部２１ｄ、及び自動運転制御ユニット２６は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、不揮発性記憶部等を備える周知のマイクロコンピュータ、及びその周辺機器で構成されており、ＲＯＭにはＣＰＵで実行するプログラムやデータテーブル等の固定データ等が予め記憶されている。

この地図ロケータ演算部１２の入力側に、自車位置取得部としてのＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム)受信機１３、運転状態取得部としての自律走行センサ１４、及びルート情報入力装置１５が接続されている。ＧＮＳＳ受信機１３は複数の測位衛星から発信される測位信号を受信する。又、自律走行センサ１４は、トンネル内走行等ＧＮＳＳ衛生からの受信感度が低く測位信号を有効に受信することのできない環境において、自律走行を可能にするもので、車速センサ、ヨーレートセンサ、及び前後加速度センサ等で構成されている。すなわち、地図ロケータ演算部１２は、車速センサで検出した車速、ヨーレートセンサで検出したヨーレート（ヨー角速度）、及び前後加速度センサで検出した前後加速度等に基づき移動距離と方位からローカライゼーションを行う。

ルート情報入力装置１５は、搭乗者（主に運転者）が操作する端末装置である。すなわち、このルート情報入力装置１５は、目的地や経由地（高速道路のサービスエリア等）の設定等、地図ロケータ演算部１２において走行ルートを設定する際に必要とする一連の情報を集約して入力することができる。

このルート情報入力装置１５は、具体的には、カーナビゲーションシステムの入力部（例えば、モニタのタッチパネル）、スマートフォン等の携帯端末、パーソナルコンピュータ等であり、地図ロケータ演算部１２に対して、有線、或いは無線で接続されている。

搭乗者がルート情報入力装置１５を操作して、目的地や経由地の情報（施設名、住所、電話番号等）の入力を行うと、この入力情報が地図ロケータ演算部１２で読込まれる。

地図ロケータ演算部１２は、目的地や経由地が入力された場合、その位置座標（緯度、経度）を設定する。地図ロケータ演算部１２は、自車位置を推定する自車位置推定部としての自車位置推定演算部１２ａ、自車位置から目的地（及び経由地）までの走行ルートを設定する走行ルート設定演算部１２ｂを備えている。

又、高精度道路地図データベース１６はＨＤＤ等の大容量記憶媒体であり、高精度な周知の道路地図情報（ローカルダイナミックマップ）が記憶されている。この高精度道路地図情報は、基盤とする最下層の静的情報階層上に、自動走行をサポートするために必要な付加的地図情報が重畳された階層構造をなしている。付加的地図情報としては、道路の種別（一般道路、高速道路等）、道路形状、左右区画線、高速道路やバイパス道路等の出口、ジャンクションやサービスエリアに繋がる分岐車線の入口長さ（開始位置と終了位置）等の静的な位置情報、及び、渋滞情報や事故或いは工事による通行規制等の動的な位置情報が含まれている。

自車位置推定演算部１２ａは、ＧＮＳＳ受信機１３で受信した測位信号に基づき自車両Ｍの現在の位置座標（緯度、経度）を取得し、この位置座標を地図情報上にマップマッチングして、道路地図上の自車位置（現在位置）を推定する。又、自車走行車線を特定し、地図情報に記憶されている当該走行車線の道路形状を取得し、逐次記憶させる。更に、自車位置推定演算部１２ａは、トンネル内走行等のようにＧＮＳＳ受信機１３の感度低下により測位衛星からの有効な測位信号を受信することができない環境では、自律航法に切換え、自律走行センサ１４によりローカライゼーションを行う。

走行ルート設定演算部１２ｂは、自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置の位置情報（緯度、経度）と、入力された目的地（及び経由地）の位置情報（緯度、経度）とに基づき、高精度道路地図データベース１６に格納されているローカルダイナミックマップを参照する。そして、走行ルート設定演算部１２ｂは、ローカルダイナミックマップ上で、自車位置と目的地（経由地が設定されている場合は、経由地を経由した目的地）とを結ぶ走行ルートを、予め設定されているルート条件（推奨ルート、最速ルート等）に従って構築する。

一方、カメラユニット２１は、自車両Ｍの車室内前部の上部中央に固定されており、車幅方向中央を挟んで左右対称な位置に配設されているメインカメラ２１ａ及びサブカメラ２１ｂからなる車載カメラ（ステレオカメラ）と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃ、及び前方走行環境認識部２１ｄとを有している。このカメラユニット２１は、メインカメラ２１ａで基準画像データを撮像し、サブカメラ２１ｂで比較画像データを撮像する。

そして、この両画像データをＩＰＵ２１ｃにて所定に画像処理する。前方走行環境認識部２１ｄは、ＩＰＵ２１ｃで画像処理された基準画像データと比較画像データとを読込み、その視差に基づいて両画像中の同一対象物を認識すると共に、その距離データ（自車両Ｍから対象物までの距離）を、三角測量の原理を利用して算出して、前方走行環境情報を認識する。

この前方走行環境情報には、自車両Ｍが走行する車線（走行車線）の道路形状（左右を区画する区画線、区画線間中央の道路曲率[1/m]、及び左右区画線間の幅（車線幅）)、高速道路やバイパス道路等の出口、ジャンクションに繋がる分岐車線側の区画線間の車線幅、交差点、横断歩道、信号機、道路標識、及び路側障害物（電柱、電信柱、駐車車両等）が含まれている。

又、自動運転制御ユニット２６は、入力側にカメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄが接続されていると共に、地図ロケータ演算部１２と車内通信回線（例えばＣＡＮ:Controller Area Network）を通じて双方向通信自在に接続されている。更に、この自動運転制御ユニット２６の出力側に、自車両Ｍを走行ルートに沿って走行させる操舵制御部３１、強制ブレーキにより自車両Ｍを減速させるブレーキ制御部３２、自車両Ｍの車速を制御する加減速制御部３３、及びモニタ、スピーカ等の報知装置３４が接続されている。

自動運転制御ユニット２６は、走行ルート設定演算部１２ｂで設定した走行ルートに、自動運転制御が許可された自動運転区間が設定されている場合、当該自動運転区間に自動運転を行うための目標進行路を設定する。そして、自動運転区間においては、操舵制御部３１、ブレーキ制御部３２、加減速制御部３３を所定に制御して、ＧＮＳＳ受信機１３で受信した自車位置を示す測位信号に基づき、自車両Ｍを目標進行路に沿って自動走行させる。

その際、前方走行環境認識部２１ｄで認識した前方走行環境に基づき、周知の追従車間距離制御（ＡＣＣ制御）、及び車線維持（ＡＬＫ）制御により、先行車が検出された場合は先行車に追従し、先行車が検出されない場合は制限速度内のセット車速で自車両Ｍを走行させる。

ところで、目標進行路が、本線から分岐する分岐車線側に設定されており、本線から分岐車線方向へ車線変更する場合、先ず、車線変更するタイミング、車線変更する際の目標車速に到達させるために減速を開始するタイミング（減速開始距離）を設定する。この場合、これらのタイミングは、本線に繋がる分岐車線の入口長さＬｂによって相違する。

図９には、本線が片側二車線（第１走行車線、第２走行車線）であって、第１走行車線に分岐車線が接続されている状態が示されている。同図（ａ）に示すように、入口長さ（入口開始点Ｐ１から入口終了点Ｐ２までの距離）Ｌｂが比較的長い場合、分岐車線の車線幅Ｗｂが一定となる位置Ｗｂｏを通過した後に車線変更を開始しても、分岐車線方向へ安定した姿勢で進入させることができる。

これに対し、同図（ｂ）に示すように、入口長さＬｂが比較的短い場合、自車両Ｍを分岐車線方向へ急ハンドルを切ることなく安定した姿勢で進入させるには車線幅Ｗｂが一定となる手前から車線変更を開始する必要がある。

そのため、自動運転制御ユニット２６は、自動運転区間における分岐車線方向への車線変更に際し、分岐車線の入口長さＬｂに応じた車線変更タイミング、及び減速開始タイミングを設定し、自車両Ｍを安定した姿勢で分岐車線方向へ進入させるようにしている。

上述した自動運転制御ユニット２６で実行する分岐車線方向への車線変更に伴う自動運転支援制御は、具体的には、図２～図５に示すフローチャートに従って処理される。

システムが起動されると、先ず、図２に示す自動運転制御ルーチンが起動し、そのステップＳ１で、地図ロケータ演算部１２の走行ルート設定演算部１２ｂで設定した走行ルートを読込む。次いで、ステップＳ２へ進み、この走行ルート上に、自動運転制御により自車両Ｍを進行させるための目標進行路を設定して、ルーチンを抜ける。尚、走行ルート設定演算部１２ｂで設定する走行ルートは、道路状況に応じて時々刻々と変化するため、この自動運転制御ユニットは所定演算周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ２で設定する目標進行路は自車両Ｍの前方数百メートル～数キロ毎先まで設定するものであり、自車両Ｍを、走行ルートに沿って運転者の操作に寄らず自動的に走行させるために必要な制御条件を設定する。この制御条件としては、走行車線（２車線であれば、第１走行車線、第２走行車線）の何れを走行させるか、走行車線を変更する場合の車線変更させるための目標ルート、分岐車線（ジャンクション、高速道路やバイパス道路の出口等）へ進入させる際の目標ルート等がある。

尚、走行ルートが自動運転区間以外の場合は、自動運転制御ルーチン自体が起動せず、運転者は、カーナビゲーションシステムのモニタに表示された走行ルートに沿って手動運転する。その際、直進路については、周知のＡＣＣ制御とＡＬＫ制御による運転支援制御が実行される。

上述したステップＳ２で設定した目標進行路は、図３に示す減速開始距離演算ルーチンで読込まれる。尚、このルーチンでの処理が、本発明の減速開始距離演算部に対応している。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、目標進行路を読込み、ステップＳ１２へ進み、この目標進行路が分岐車線方向へ設定されているか否かを調べる。そして、分岐車線へ設定されている場合は、ステップＳ１３へ進む。又、目標進行路が直進方向の場合はルーチンを抜ける。尚、このステップＳ１２での処理が、本発明の分岐車線判定部に対応している。

ステップＳ１３へ進むと、目標進行路として設定されている分岐車線の入口長さＬｂを読込む。この入口長さＬｂは、図９に示すように、入口開始点Ｐ１から入口終了点Ｐ２までの距離であり、高精度道路地図データベース１６に格納されているローカルダイナミックマップの静的情報から読込む。又、分岐車線の入口長さＬｂは、カメラユニット２１の車載カメラ（２１ａ，２１ｂ）で撮像した画像で認識できる場合は、前方走行環境認識部２１ｄで取得した前方走行環境情報から取得する。

そして、ステップＳ１４で、入口長さＬｂに基づいて、記憶部に予め固定データとして記憶されているテーブルデータを参照して、分岐車線方向への車線変更時の目標車速Ｖｔを設定する。図６に目標車速テーブルの概念を例示する。目標車速テーブルは、本線の制限速度（６０[Km/h]，８０[Km/h]，１００[Km/h]等）毎に設定されており、図においては、本線の制限速度（最高速度）が８０[Km/h]の場合が例示されている。

この場合、目標車速Ｖｔは６０～８０[Km/h]の間で、入口長さＬｂが１００[m]未満の場合は６０[Km/h]、１０００[m]以上では８０[Km/h]に固定され、６０～１０００[m]の間では、入口長さＬｂが長くなるに従い目標車速Ｖｔが比例的に高くなるように設定される。

すなわち、分岐車線の入口長さＬｂが長い場合、緩やかな車線変更で分岐車線に進入することができるため、目標車速Ｖｔを必要以上に低く設定する必要はない。一方、分岐車線の入口長さＬｂが短い場合、ある程度急な操舵で車線変更する必要があるため、目標車速Ｖｔを低く設定する必要がある。

次いで、ステップＳ１５へ進み、入口長さＬｂと予め設定されている入口長さ判定閾値Ｌｂｏとを比較する。この入口長さ判定閾値Ｌｂｏは、分岐車線への車線変更を行う際の減速度を設定するもので、Ｌｂ≧Ｌｂｏの場合、ステップＳ１６へ進み、目標減速度Ｄｅｃを緩減速度Ｐｇ１で設定し（Ｄｅｃ←Ｐｇ１）、ステップＳ１８へ進む。又、Ｌｂ＜Ｌｂｏの場合、ステップＳ１７へ分岐し、目標減速度Ｄｅｃを急減速度Ｐｇ２で設定して（Ｄｅｃ←Ｐｇ２）で設定して、ステップＳ１８へ進む。但し、Ｄｅｃ＜０である。

図７に示すように、目標減速度Ｄｅｃを、入口長さＬｂと入口長さ判定閾値Ｌｂｏとを比較して、緩減速度Ｐｇ１と急減速度Ｐｇ２との２値で設定しているが、同図に破線で示すように、目標減速度Ｄｅｃを、図６に示す目標車速Ｖｔに対応させて、１００～１０００[m]の間で、入口長さＬｂが短くなるに従い高い減速度となるように設定しても良い。

ステップＳ１８へ進むと、自律走行センサ１４を構成する車速センサで検出した自車速Ｖ[Km/h]を読込み、ステップＳ１９へ進んで、減速開始距離Ｌｄｅｃを、次の（１）式に基づいて算出して、ルーチンを抜ける。
Ｌｄｅｃ←（Ｖｔ ^２ －Ｖ ^２ ）／Ｄｅｃ …（１）
この（１）式は、設定した目標減速度Ｄｅｃで減速を開始した場合に、現在の車速Ｖから目標車速Ｖｔに達するまでの走行距離を算出するものである。この減速開始距離Ｌｄｅｃは、差分（Ｖｔ ^２ －Ｖ ^２ ）が同じ場合、目標減速度Ｄｅｃに依存する。そのため、この目標減速度Ｄｅｃが急減速度Ｐｇ２に設定された場合は、緩減速度Ｐｇ１で設定された場合に比し、目標車速Ｖｔに到達する走行距離は短くなる。

この減速開始距離Ｌｄｅｃは、図４に示す減速制御処理ルーチンで読込まれる。
尚、この減速制御処理ルーチンでの処理、及び、後述する車線変更開始制御ルーチンでの処理が、本発明の車線変更演算部に対応している。
このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で分岐車線の入口長さＬｂと予め設定した入口長さ判定閾値Ｌｂｏとを比較する。この入口長さ判定閾値Ｌｂｏは減速開始距離Ｌｂの起点を設定するもので、Ｌｂ≧Ｌｂｏ、すなわち、入口長さＬｂが比較的長い場合は、ステップＳ２２へ進む。又、Ｌｂ＜Ｌｂｏ、すなわち、入口長さＬｂが比較的短い場合は、ステップＳ２３へ分岐する。

ステップＳ２２では、減速開始距離Ｌｄｅｃと、分岐車線の入口終了点Ｐ２を起点に求めた自車両Ｍの現在位置までの距離Ｌｐ２（図９(a)参照）とを比較し、減速可能か否かを調べる。

そして、Ｌｄｅｃ≦Ｌｐ２の場合、減速可能と判定し、ステップＳ２４へ進む。又、Ｌｄｅｃ＞Ｌｐ２の場合、減速不可と判定し、ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２３へ進むと、減速開始距離Ｌｄｅｃと、分岐車線の入口開始点Ｐ１（図９(b)参照）を起点として求めた自車両Ｍの現在地までの距離Ｌｐ１とを比較して、減速可能か否かを調べる。

そして、Ｌｄｅｃ≦Ｌｐ１の場合、減速可能と判定し、ステップＳ２４へ進む。又、Ｌｄｅｃ＞Ｌｐ１の場合、減速不可と判定し、ルーチンを終了する。

尚、ステップＳ２２でＬｄｅｃ＞Ｌｐ２と判定され、或いは、ステップＳ２３でＬｄｅｃ＞Ｌｐ１と判定された場合に、運転者がハンドル操作を行えば、操舵オーバライドとなり、自動運転制御ユニット２６は自動運転制御が解除するため、手動による操舵で自車両Ｍを分岐車線方向へ車線変更させることができる。

一方、Ｌｐ２＜０、或いはＬｐ１＜０と判定された後も、運転者が自動運転を継続させている場合、自動運転制御ユニット２６は自車両Ｍを走行車線に沿って直進させ、その間、地図ロケータ演算部１２が新たな走行ルートを構築する。

ステップＳ２２、或いはステップＳ２３からステップＳ２４へ進むと、分岐車線方向へ車線変更を行う前に、自車両Ｍの車速Ｖを目標車速Ｖｔに減速させたるための
減速制御処理を実行する。

減速開始位置は、Ｌｂ≧Ｌｂｏの場合は（図９(a)参照）、少なくとも分岐車線の車線幅Ｗｂが閾値Ｗｂｏ以上となる位置Ｐ３を通過した任意の、分岐車線に沿った位置で減速制御が終了するように設定する。尚、この閾値Ｗｂｏは、自車両Ｍが走行可能であれば、任意に設定することができる。例えば、図においては、分岐車線の車線幅Ｗｂが一定となる位置Ｐ３を閾値Ｗｂｏとしているが、自車両Ｍの車幅を閾値Ｗｂｏとしても良い。或いは予め設定したパラメータであっても良い。

従って、図９（ａ）においては、減速開始距離Ｌｄｅｃの終了点を位置Ｐ３、或いはそこをやや過ぎた位置に設定し、そこから逆算して減速開始位置を求める。

又、Ｌｂ＜Ｌｂｏの場合は（図９(b)参照）、分岐車線の入口開始点Ｐ１を減速開始距離Ｌｄｅｃの終了点として設定し、そこから逆算して減速開始位置を求める。

そして、自車両Ｍが減速開始位置に到達した後、上述した図３に示すルーチンのステップＳ１６、或いはステップＳ１７で設定した目標減速度Ｄｅｃに従い、自車両Ｍを減速させる。尚、その際、車線変更する旨を後続車や周辺の車両に伝えるため、車線変更側のウインカを点滅させる。又、ブレーキ制御部３２がブレーキを作動させた場合は、ブレーキランプが点灯する。

そして、ステップＳ２５へ進み、現在の車速Ｖが目標車速Ｖｔまで減速していない場合は（Ｖ＞Ｖｔ）、ステップＳ２４の処理を繰り返し実行する。そして、Ｖ≧Ｖｔとなったとき、当該減速制御処理ルーチンを終了する。

図８には、分岐車線の入口長さＬｂが比較的短く（Ｌｂ＜Ｌｂｏ）、従って、車線変更の際の目標車速Ｖｔが６０[Km/h]、減速開始距離Ｌｄｅｃの起点が入口開始点Ｐ１に設定されている場合のタイムチャートが例示されている。

同図に破線で示すように、減速開始タイミングを、入口開始点Ｐ１を起点とする減速開始距離Ｌｄｅｃよりも手前の時間ｔ１に設定し、ここからエンジンブレーキのような緩やかな減速を開始する。そして、車速Ｖを時間ｔ３で目標車速Ｖｔまで減速する制御を行えば、安定した減速制御を行うことができる。しかし、減速開始タイミングが早すぎるため、搭乗者に違和感と苛立ちを覚えさせてしまう。

このことは、後続車がある場合も同様で、当該後続車の運転者は先行車が何のために減速を行っているのか解らず、不要な減速と判断される可能性があり、後続車の運転者に対しても苛立ちを覚えさせてしまうことになる。

これに対し、本実施形態のように、分岐車線の入口長さＬｂが比較的短い場合は（Ｌｂ＜Ｌｂｏ）、目標減速度Ｄｅｃが急減速度Ｐｇ２によって設定されるため（Ｄｅｃ←Ｐｇ２）、減速開始距離Ｌｄｅｃが短くなる。従って、時間ｔ３に近い、時間ｔ２から減速が開始されることとなり、搭乗者や後続車の運転者に対して、不快感や違和感、苛立ちを覚えさせることがない。

そして、減速制御処理ルーチンによる減速制御処理にて減速制御が開始された後、図５に示す車線変更開始制御ルーチンが起動する。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ３１で、分岐車線の入口長さＬｂと入口長さ判定閾値Ｌｂｏとを比較する。そして、Ｌｂ≧Ｌｂｏの、入口長さＬｂが長いと判定した場合は、ステップＳ３２へ進む。又、Ｌｂ＜Ｌｂｏの、入口長さＬｂが短いと判定した場合は、ステップＳ３３へ分岐する。

ステップＳ３２へ進むと、自車両Ｍが分岐車線の入口開始点Ｐ１（図９(a)参照）を通過したか否かを、地図ロケータ演算部１２の自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置と高精度道路地図データベース１６に格納されているローカルダイナミックマップの静的情報に格納されている分岐車線の入口情報とに基づいて調べる。或いは、カメラユニット２１の前方走行環境認識部２１ｄで認識した、分岐車線の左右を区画する区画線情報と自車横位置とに基づいて調べるようにしても良い。

そして、自車両Ｍが入口開始点Ｐ１を未だ通過していない場合、ステップＳ３２の処理を繰り返し実行する。又、自車両Ｍが入口開始点Ｐ１を通過したと判定した場合はステップＳ３４へ進む。尚、前述した減速制御処理ルーチンでは、この入口開始点よりも先の車線幅Ｗｂが一定となる位置Ｐ３、或いはその先で減速制御が終了するように設定しているが、実際に目標車速Ｖｔに達する位置には誤差があるため、入口開始点Ｐ１の通過を検出する必要がある。

そして、ステップＳ３４へ進むと、自車両Ｍの横位置の分岐車線入口の車線幅（左右区画線間の車線幅）Ｗｂを検出する。この車線幅Ｗｂは、自車位置推定演算部１２ａで推定した自車位置とローカルダイナミックマップの静的情報に格納されている分岐車線の入口情報とに基づいて調べる。或いは、前方走行環境認識部２１ｄで認識した、分岐車線の左右を区画する区画線情報に基づいて調べるようにしても良い。

次いで、ステップＳ３５へ進み、分岐車線の車線幅Ｗｂを閾値Ｗｂｏと比較する。この閾値Ｗｂｏは、自車両Ｍが通過可能な車線幅あれば、任意に設定することができる。従って、図９に示すように、分岐車線の車線幅Ｗｂが一定となる位置Ｐ３を閾値Ｗｂｏとしても良く、自車両Ｍの車幅を閾値Ｗｂｏとしても良い。或いは、予め設定したパラメタ（固定値）であっても良い。

そして、Ｗｂ＜Ｗｂｏの未だ、車線幅Ｗｂが閾値Ｗｂｏに達していない場合は、ステップＳ３４へ戻り、ステップＳ３４，Ｓ３５の処理を繰り返し実行する。又、Ｗｂ≧Ｗｂｏの、車線幅Ｗｂが閾値Ｗｂｏ（図９(a)のＰ３）に達した場合は、車線変更開始位置であると判定し、ステップＳ３８へ進む。

一方、ステップＳ３１からステップＳ３３へ進むと、車線変更開始位置の補正距離Ｌｓを、
Ｌｓ←Ｖ・Ｔｙ
から算出する。ここで、Ｖは現在の自車速、ｔｙは余裕時間であり、この余裕時間Ｔｙは、１～３[sec]等、任意に設定することができる。

その後、ステップＳ３６へ進み、走行車線（図９においては第１走行車線）から分岐車線に進入する（走行車線からから出る）ために必要な車線変更距離Ｌｌｃを、
Ｌｌｃ←Ｖ・Ｗ１／Ｘｖ１＋Ｖ・Ｔｗ
から算出する。ここで、Ｗ１は走行車線（図９では第１走行車線）の車線幅、Ｘｖ１は車線変更制御における横方向速度の最大値Ｘｖ１（パラメータ）、Ｔｗは車線変更の前に点滅させるウインカの点灯時間である。

次いで、ステップＳ３７へ進み、入口開始点Ｐ１までの距離Ｌｐ１に車線変更開始位置の補正距離Ｌｓを加算した値と車線変更に必要な距離（車線変更距離）Ｌｌｃとを比較する。そして、Ｌｌｃ＜Ｌｐ１＋Ｌｓの場合はステップＳ３７を繰り返し実行し、Ｌｌｃ≧Ｌｐ１＋Ｌｓとなった場合（図９(b)のＰ５）、車線変更開始位置であると判定し、ステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３５、或いはステップＳ３７からステップＳ３８へ進むと車線変更開始指令を出力して、ルーチンを終了する。

自動運転制御ユニット２６は、車線変更開始指令を受信すると、車線変更制御を実行する。この車線変更制御では、先ず、分岐車線側のウインカを所定時間Ｔｗ（例えば３[sec]）点滅させ、周辺の車両に車線変更を報知した後、操舵制御部３１に対して操舵信号を送信し、自車両Ｍを分岐車線側へ車線変更させる。そして、自車両Ｍが分岐車線に沿って走行するように操舵角が戻されたことで、車線変更制御を終了する。

その結果、図９（ｂ）に示すように、分岐車線の入口長さＬｂが比較的短い場合は、入口開始点Ｐ１に補正距離Ｌｓを加算した位置、すなわち、分岐車線の車線幅Ｗｂが閾値Ｗｂｏに達する前に車線変更が開始されるため、運転者の感覚に沿った違和感のない車線変更を行うことができる。従って、自動運転制御ユニット２６は、本発明の走行状態制御部としての機能を備えている。

このように、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、分岐車線の入口長さＬｂが長い場合の、分岐車線への車線変更に際しては、先ず、緩減速度Ｐｇ１で減速して、車速Ｖを目標車速Ｖｔまで減速させる。次いで、分岐車線の車線幅Ｗｂが閾値Ｗｂｏ以上となる位置を通過した後に、車線変更を開始するようにしたので、無理のないスムーズな車線変更を行うことができる。

又、図９（ｂ）に示すように、分岐車線の入口長さＬｂが比較的短い場合は、先ず、急減速度Ｐｇ２によって、入口開始点Ｐ１で目標車速Ｖｔになるように減速させる。従って、減速開始位置が入口開始点Ｐ１寄りとなるため、自車両Ｍの搭乗者や後続車の運転者に対して不快感や違和感を与えることがない。その結果、分岐車線の入口長さＬｂに応じて、違和感なくスムーズに車線変更させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、先行車が自車両Ｍと同じ分岐車線方向へ車線変更しようとしている場合、自車両Ｍは先行車の走行軌跡を目標進行路として設定して車線変更するようにしても良い。

１…自動運転支援装置、
１１…ロケータユニット、
１２…地図ロケータ演算部、
１２ａ…自車位置推定演算部、
１２ｂ…走行ルート設定演算部、
１３…ＧＮＳＳ受信機、
１４…自律走行センサ、
１５…ルート情報入力装置、
１６…高精度道路地図データベース、
２１…カメラユニット、
２１ａ…メインカメラ、
２１ｂ…サブカメラ、
２１ｃ…画像処理ユニット、
２１ｄ…前方走行環境認識部、
２６…自動運転制御ユニット、
３１…操舵制御部、
３２…ブレーキ制御部、
３３…加減速制御部、
３４…報知装置、
Ｄｅｃ…目標減速度、
Ｌｂ…減速開始距離、
Ｌｂｏ…判定閾値、
Ｌｄｅｃ…減速開始距離、
Ｌｍ…移動距離、
Ｌｐ１，Ｌｐ２…距離、
Ｌｓ…車線変更開始位置の補正距離、
Ｍ…自車両、
Ｐ１…入口開始点、
Ｐ２…入口終了点、
Ｐ３…車線幅が一定となる位置、
Ｐｇ１…緩減速度、
Ｐｇ２…急減速度、
Ｔｙ…余裕時間、
Ｖ…自車速、
Ｖｔ…目標車速、
Ｗｂ…分岐車線の車線幅、
ｔｙ…余裕時間、
Ｔｗ…ウインカ点灯時間、
Ｗｂｏ…分岐車線の閾値

Claims (5)

1. 自車両の運転状態を取得する運転状態取得部と、
   前記自車両の位置を取得する自車位置取得部と、
   前記自車両が走行する走行環境を取得する走行環境取得部と、
   前記自車両が走行する目標進行路が分岐車線方向に設定されているか否かを調べる分岐車線判定部と、
   前記分岐車線判定部で前記目標進行路が前記分岐車線方向に設定されていると判定した場合、前記運転状態取得部で取得した前記運転状態及び前記走行環境取得部で取得した前記走行環境及び前記分岐車線の入口長さに基づき、前記自車両の減速開始位置及び車線変更開始位置を求める車線変更演算部と、
   前記車線変更演算部で求めた前記減速開始位置及び前記車線変更開始位置に基づいて前記自車両の走行状態を制御する走行状態制御部と
   を備えることを特徴とする自動運転支援装置。
2. 前記減速開始位置を設定する際に求める減速開始距離を前記自車両の自車速及び減速終了後の目標車速及び減速時の目標減速度に基づいて設定する減速開始距離演算部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動運転支援装置。
3. 前記減速開始距離演算部で設定する前記目標減速度は、前記分岐車線の前記入口長さに基づき、該入口長さが短いほど高い減速度に設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の自動運転支援装置。
4. 前記走行状態制御部は、前記車線変更開始位置を前記分岐車線の前記入口長さに基づき、該入口長さが短い場合は入口開始点を基準に設定し、該入口長さが長い場合は前記分岐車線の車線幅が一定の車線幅となる位置を基準に設定する
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の自動運転支援装置。
5. 前記走行状態制御部は、前記入口開始点を基準に設定する前記車線変更開始位置を、
   前記入口開始点から前記自車速と予め設定した余裕時間とに基づいて算出した車線変更開始距離だけ移動した位置に設定する
   ことを特徴とする請求項４記載の自動運転支援装置。

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