JP7467520B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を制御する車両制御装置に関する。

この種の装置として、従来、自車両が現在走行中の車線から該車線に隣接する車線に移動するように操舵を支援する車線変更支援制御を行うようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置は、運転者によるウィンカーレバーの操作に基づく車線変更支援要求を検出すると、車線変更支援制御を開始する。

特開２０１８―１０３７６７号公報

ところで、自車両の走行車線と移動先の隣接車線とが進行方向前方の地点で分離するような道路では、その地点より手前で車線変更を完了させる必要がある。しかしながら、特許文献１記載の装置のように、単に車線変更支援要求に基づき車線変更支援制御を開始するようにしたのでは、車線変更支援要求の検出位置によっては車線変更を完了できないおそれがある。

本発明の一態様である車両制御装置は、情報を入出力する入出力装置と、自動運転モードで走行中の自車両の現在位置と目的地とに基づき、地図情報から自車両の目標経路を取得し、目標経路に基づいて、自車両の走行車線を現在走行中の第１車線から第２車線へ変更する車線変更が必要であるか否かを判定する判定部と、車線変更の態様を決定する決定部と、判定部により車線変更が必要であると判定されると、決定部により決定された車線変更の態様に従って、自車両が第１車線から第２車線へ移動するように行動計画を生成する生成部と、決定部により車線変更の態様が決定されると、車線変更を自車両の乗員に推奨するための推奨情報を、入出力装置を介して出力する推奨部と、入出力装置を介して自車両の乗員から、車線変更の推奨に対する承認操作を受け付ける受付部と、記受付部により承認操作が受け付けられると、生成部により生成された行動計画に基づいて走行用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備える。目標経路には、第１地点から第１地点より進行方向前方の第２地点まで第２車線が第１車線と隣接し、第２地点以降で第２車線が第１車線と離間する分岐路が含まれる。決定部は、第１地点から第２地点の区間が第１所定距離未満であるとき、車線変更の態様を、自車両が第１地点に到達したときに車線変更を開始する第１態様に決定し、区間が第１所定距離以上であるとき、車線変更の態様を、自車両が第２地点から第２所定距離前方の位置に到達したときに車線変更を開始する第２態様に決定する。行動計画が第１行動計画であり、生成部は、車線変更の態様が第２態様に決定されても、第１地点より進行方向前方でかつ第２地点より手前に設定された承認限界位置に自車両が到達する前に受付部により承認操作が受け付けられないとき、自車両が第１車線を継続して走行するように第２行動計画を生成する。アクチュエータ制御部は、生成部により生成された第２行動計画に基づいて走行用アクチュエータを制御する。

本発明によれば、分岐路での車線変更を良好に行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 分岐路の一例を示す図。 分岐路の他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図。 図３のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１～図４を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る車両制御装置は、自動運転機能を有する車両、すなわち自動運転車両に適用することができる。なお、本実施形態に係る車両制御装置が適用される車両を、他車両と区別して自車両と呼ぶことがある。自車両は、内燃機関（エンジン）を走行駆動源として有するエンジン車両、走行モータを走行駆動源として有する電気自動車、エンジンと走行モータとを走行駆動源として有するハイブリッド車両のいずれであってもよい。自車両は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置を有する車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ１０と、ＣＡＮ通信線等を介してコントローラ１０にそれぞれ通信可能に接続された外部センサ群１と、内部センサ群２と、入出力装置３と、測位ユニット４と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、通信ユニット７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサ（外部センサ）の総称である。例えば外部センサ群１には、レーザ光を照射して反射光を検出することで自車両の周辺の物体の位置（自車両からの距離や方向）を検出するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の物体の位置を検出するレーダ、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサ（内部センサ）の総称である。例えば内部センサ群２には、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ、走行駆動源の回転数を検出する回転数センサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群２に含まれる。

入出力装置３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ（ステアリングホイールに設けられたスイッチやボタン等を含む）、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。ディスプレイには、例えばドライバに対しステアリングホイールの操作（ハンズオン）を促す情報や、手動運転モードへの切換を予告および報知する情報が表示される。

測位ユニット（ＧＮＳＳユニット）４は、測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサを有する。測位センサを内部センサ群２に含めることもできる。測位衛星は、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星などの人工衛星である。測位ユニット４は、測位センサが受信した測位情報を利用して、自車両の現在位置（緯度、経度、高度）を測定する。

地図データベース５は、ナビゲーション装置６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクや半導体素子により構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース５に記憶される地図情報は、コントローラ１０の記憶部１２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３を介して行われる。目標経路は、測位ユニット４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。外部センサ群１の検出値を用いて自車両の現在位置を測定することもでき、この現在位置と記憶部１２に記憶された高精度な地図情報とに基づいて目標経路を演算するようにしてもよい。

通信ユニット７は、インターネット網や携帯電話網等に代表される無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報、走行履歴情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。ネットワークには、公衆無線通信網だけでなく、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等も含まれる。取得した地図情報は、地図データベース５や記憶部１２に出力され、地図情報が更新される。通信ユニット７を介して他車両と通信することもできる。

アクチュエータＡＣは、自車両の走行を制御するための走行用アクチュエータである。走行駆動源がエンジンである場合、アクチュエータＡＣには、エンジンのスロットルバルブの開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータが含まれる。走行駆動源が走行モータである場合、走行モータがアクチュエータＡＣに含まれる。自車両の制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータと転舵装置を駆動する転舵用アクチュエータもアクチュエータＡＣに含まれる。

コントローラ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。より具体的には、コントローラ１０は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部１２と、Ｉ／Ｏインターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、走行モータ制御用ＥＣＵ、制動装置用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図１では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ１０が示される。

記憶部１２には、高精度の道路地図情報が記憶される。この道路地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、道路の勾配の情報、交差点や分岐点の位置情報、車線数の情報、車線の幅員および車線毎の位置情報（車線の中央位置や車線位置の境界線の情報）、地図上の目印としてのランドマーク（信号機、標識、建物等）の位置情報、路面の凹凸などの路面プロファイルの情報が含まれる。記憶部１２に記憶される地図情報には、通信ユニット７を介して取得した自車両の外部から取得した地図情報と、外部センサ群１の検出値あるいは外部センサ群１と内部センサ群２との検出値を用いて自車両自体で作成される地図情報とが含まれる。記憶部１２には、地図情報に対応付けて、外部センサ群１と内部センサ群２の検出値からなる走行履歴情報も記憶される。

演算部１１は、機能的構成として、自車位置認識部１３と、外界認識部１４と、行動計画生成部１５と、走行制御部１６と、を有する。

自車位置認識部１３は、測位ユニット４で得られた自車両の位置情報および地図データベース５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部１２に記憶された地図情報と、外部センサ群１が検出した自車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット７を介して通信することにより、自車位置を認識することもできる。

外界認識部１４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の区画線や停止線等の標示、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。

行動計画生成部１５は、例えばナビゲーション装置６で演算された目標経路と、記憶部１２に記憶された地図情報と、自車位置認識部１３で認識された自車位置と、外界認識部１４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部１５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部１５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、先行車両を追い越すための追い越し走行、走行車線を変更する車線変更走行、先行車両に追従する追従走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画を生成する。行動計画生成部１５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。

走行制御部１６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部１５で生成された目標軌道に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。より具体的には、走行制御部１６は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部１５で算出された単位時間毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。なお、運転モードが手動運転モードであるとき、走行制御部１６は、内部センサ群２により取得されたドライバからの走行指令（ステアリング操作等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

ところで、図２Ａに示すような分岐路ＯＲを自車両１０１が自動運転モードで走行するシーンにおいて、行動計画生成部１５は、ナビゲーション装置６で演算された目標経路に基づき、自車両１０１が自車線ＬＮ２から他車線ＬＮ３へ移動する必要があると判定すると、自車両１０１が分岐終端位置（地点Ｐ２）より手前で車線変更が完了するように目標軌道を生成する。分岐路ＯＲは、地点Ｐ１で自車線（車線ＬＮ２）が自車線と他車線（車線ＬＮ３）とに分岐し、地点Ｐ１から地点Ｐ１より進行方向前方の地点Ｐ２まで他車線ＬＮ３が自車線ＬＮ２と隣接する。走行制御部１６は、目標軌道上を自車両１０１が走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。これにより、自車両１０１は、自動で他車線ＬＮ３に移動することができる。

自動で行われる車線変更の態様（以下、自動車線変更モードと呼ぶ。）には、行動計画生成部１５が車線変更のための行動計画を生成し、走行制御部１６がその行動計画に基づき車線変更の開始を決定する全自動車線変更モードと、行動計画生成部１５が車線変更のための行動計画を生成し、自車両１０１の乗員が車線変更の開始を指示する半自動車線変更モードとがある。以下では、単に自動車線変更モードと記した場合、半自動車線変更モードを指すものとする。

一方で、分岐路には、図２Ａに示すような一般的な分岐路（以下、通常分岐路と呼ぶ。）の他に、図２Ｂに示すような分岐路ＳＲがある。分岐路ＳＲは、自車線（車線ＬＮ１２）と他車線（車線ＬＮ１３）とが隣接する区間（以下、隣接区間と呼ぶ。）、すなわち、地点Ｐ１１から地点Ｐ１２までの区間が図２Ａの通常分岐路よりも長い。図２Ｂに示すような、隣接区間の長さが所定距離Ｄ１０以上である分岐路を特定分岐路または特定道路と呼ぶ。

図２Ａの通常分岐路ＯＲにおいて、自車両１０１が、地点Ｐ１から地点Ｐ２の隣接区間で自車線ＬＮ２から他車線ＬＮ３へ自動車線変更モードで移動するとき、隣接区間内で車線変更を完了させるために、自車両１０１が地点Ｐ１を通過した後すぐに車線変更が開始される。図２Ａの破線矢印ＴＲは、自車両１０１の走行軌跡を模式的に示す。このように、通常分岐路ＯＲでは、分岐開始位置（地点Ｐ１）を基準に車線変更制御が行われる。一方、図２Ｂの特定分岐路ＳＲにおいて、自車両１０１が、地点Ｐ１１から地点Ｐ１２の隣接区間で自車線ＬＮ１２から他車線ＬＮ１３へ自動車線変更モードで移動するときには、隣接区間が十分に長いので、地点Ｐ１を通過した後すぐに車線変更を開始する必要がなない。したがって、図２Ｂの特定分岐路ＳＲにおいて、通常分岐路ＯＲと同様の車線変更制御を行うと、自車両１０１の乗員に違和感を生じさせる可能性がある。そこで、本実施形態では、このような問題に対処するため、以下のように車両制御装置を構成する。なお、以下では、通常分岐路上での車線変更に適用される自動車線変更モードを、通常車線変更モードと呼び、特定分岐路上での車線変更に適用される自動車線変更モードを、特定車線変更モードと呼ぶ。

図３は、本発明の実施形態に係る車両制御装置５０の概略構成を示すブロック図であり、自車両１０１が主に自動運転モードで走行するときの構成を示す。車両制御装置５０は、図１の車両制御システム１００に含まれる。図３に示すように、車両制御装置５０は、入出力装置３と、地図データベース５と、ナビゲーション装置６と、コントローラ１０とを有する。

図３のコントローラ１０は、機能的構成として、判定部３０１と、決定部３０２と、推奨部３０３と、受付部３０４と、生成部３０５と、アクチュエータ制御部４０１と、記憶部１２とを有する。判定部３０１と決定部３０２と推奨部３０３と受付部３０４と生成部３０５とは、図１の行動計画生成部１５の一部を構成し、アクチュエータ制御部４０１は、走行制御部１６の一部を構成する。

判定部３０１は、地図情報から自車両１０１の目標経路を取得する。より詳細には、判定部３０１は、自車両１０１の現在位置と目的地とに基づきナビゲーション装置６により演算された目標経路を取得する。判定部３０１は、取得した目標経路に分岐路が含まれるか否か、また、その分岐路で自車両１０１が車線変更する必要があるか否かを判定する。

決定部３０２は、判定部３０１により分岐路での車線変更が必要であると判定されると、車線変更の態様を決定する。決定部３０２は、分岐路の隣接区間の長さが所定閾値ＤＴ（＜所定距離Ｄ１０）以上であるとき、車線変更の態様を自動車線変更モードに決定する。さらに、決定部３０２は、分岐路の隣接区間が所定距離Ｄ１０以上であるとき、すなわち、分岐路が特定分岐路であるとき、車線変更の態様を特定車線変更モードに決定する。一方、隣接区間の長さが所定距離Ｄ１０未満あるとき、すなわち、分岐路が通常分岐路であるとき、決定部３０２は、車線変更の態様を通常車線変更モードに決定する。

隣接区間の長さが所定閾値ＤＴ未満であるとき、決定部３０２は、車線変更の態様を、自車両１０１の乗員の運転操作に応じて手動で車線変更が行われる手動車線変更モードに決定する。具体的には、決定部３０２は、自動での車線変更が不可であると判断し、自車両１０１の乗員にハンズオンを要求するための画面情報や音声情報を入出力装置３に出力し、自車両１０１の乗員に手動での車線変更を促す。その後、決定部３０２は、自車両１０１が分岐開始位置に到達する前に、自車両１０１の運転モードを手動運転モードに切り換える。

推奨部３０３は、決定部３０２により車線変更の態様が自動車線変更モードに決定されると、車線変更を自車両１０１の乗員に推奨するためのリコメンド情報を、入出力装置３を介して乗員に通知する。リコメンド情報には、自車両１０１の進行方向前方に分岐路があることや、所定の承認操作を行うことで車線変更が開始されること等を自車両１０１の乗員に通知するための音声情報や画像情報が含まれる。所定の承認操作は、例えば、ハンズオン状態で、ステアリングホイールに設けられた所定のスイッチやボタンを押下する操作である。なお、ハンズオン状態は、内部センサ群２の一部としてステアリングホイールに設けられた静電容量センサにより検出されてもよいし、その他の方法により検出されてもよい。

推奨部３０３は、決定部３０２により車線変更の態様が通常車線変更モードに決定されたとき、分岐開始位置（図２Ａの地点Ｐ１）を車線変更制御の基準位置とし、その基準位置から進行方向手前側（後方）に所定距離（図２Ａの所定距離Ｄ１１）離れた位置からリコメンド情報の通知を開始する。一方、決定部３０２により車線変更の態様が特定車線変更モードに決定されたとき、推奨部３０３は、分岐終端位置（図２Ｂの地点Ｐ１２）を車線変更制御の基準位置とし、その基準位置から進行方向手前側に所定距離（図２Ｂの所定距離Ｄ２１）（＞隣接区間の長さ）離れた位置からリコメンド情報の通知を開始する。このように、通常車線変更モードと特定車線変更モードとで、車線変更制御の基準位置が異なる。受付部３０４は、入出力装置３を介して自車両１０１の乗員から、車線変更の推奨に対する乗員からの承認（開始指示）の操作を受け付ける。所定距離Ｄ１１および所定距離Ｄ２１は、後述する承認限界位置を考慮して、自車両１０１の乗員が余裕をもって承認操作ができるように、十分な長さに設定される。

生成部３０５は、受付部３０４により承認操作が受け付けられると、車線変更のための行動計画を生成する。決定部３０２により車線変更の態様が特定車線変更モードに決定されたとき、すなわち、分岐路が特定分岐路であるとき、生成部３０５は、特定分岐路に対応した車線変更が行われるように行動計画を生成する。例えば、図２Ｂの走行シーンにおいて、特定分岐路ＳＲより進行方向手前側の位置を自車両１０１が走行中であるときに、自車両１０１の乗員に対してリコメンド情報が通知され（ｔ＝ｔ₀）、乗員からの承認操作が受け付けられると（ｔ＝ｔ₁）、生成部３０５は、自車両１０１が地点Ｐ１１から進行方向前方に所定距離（図２Ｂの所定距離Ｄ２２）離れた位置に到達したときに（ｔ＝ｔ₂）車線変更が開始されるように、行動計画を生成する。また、生成部３０５は、自車両１０１が地点Ｐ１２に到達する前に（ｔ＝ｔ₃）自車線ＬＮ１２から他車線ＬＮ１３への車線変更が完了するように、行動計画を生成する。図２Ｂには、時刻ｔ₀から時刻ｔ₃までの自車両１０１の走行軌道が破線矢印で示されている。このように、特定車線変更モードでは、自車両１０１が分岐開始位置を通過しても車線変更がすぐには開始されない。これにより、自車両１０１の乗員に対して上述したような違和感を生じさせることなくゆとりのある車線変更を行うことができる。また、隣接車線の進行方向前方に分岐終端位置が実際に存在するか否か等、特定分岐路の道路構造を、車線変更を開始する前に再確認できる。さらに、特定分岐路のように隣接区間が長い分岐路では、隣接区間の路肩に停車中の車両等が存在する場合がある。上記のように車線変更の開始タイミングを遅らせることで、車線変更開始前にそれらの車両等の確認も行うことができる。その結果、特定分岐路において車線変更する際の交通の安全性を向上できる。一方、決定部３０２により車線変更の態様が通常車線変更モードに決定されたとき、すなわち、分岐路が通常分岐路であるとき、生成部３０５は、通常分岐路に対応した車線変更が行われるように行動計画を生成する。より詳細には、生成部３０５は、自車両１０１が分岐開始位置（図２Ａの地点Ｐ１）を通過した後すぐに車線変更が開始されるように、行動計画を生成する。

また、生成部３０５は、決定部３０２により車線変更の態様が自動車線変更モードに決定されても、自車両１０１が承認限界位置に到達する前に受付部３０４により承認操作が受け付けられないとき、自車両１０１が継続して自車線ＬＮ１２を走行するように、行動計画を生成する。アクチュエータ制御部４０１は、その行動計画に基づいてアクチュエータＡＣを制御する。これにより、自車両１０１は、自動運転モードで現在の走行車線を継続して走行する。承認限界位置は、通常車線変更モードでは、分岐開始位置（図２Ａの地点Ｐ１）に設定され、特定車線変更モードでは、分岐終端位置（図２Ｂの地点Ｐ１２）から所定距離Ｄ２３手前の位置に設定される。所定距離Ｄ２３は、自車両１０１が分岐終端位置に到達する前に十分に余裕をもって車線変更が完了できるような長さに予め設定される。なお、リコメンド開始時（ｔ＝ｔ0）の自車両１０１の走行速度が一定速度以上であるときには、生成部３０５は、承認限界位置を、自車両１０１の走行速度に応じて変化させてもよい。具体的には、リコメンド開始時（ｔ＝ｔ0）の自車両１０１の走行速度が大きいほど、承認限界位置が進行方向手前側に設定されるようにしてもよい。すなわち、所定距離Ｄ２３を長くしてもよい。

アクチュエータ制御部４０１は、決定部３０２により車線変更の態様が手動車線変更モードに決定されると、自車両１０１の乗員の運転操作に応じてアクチュエータＡＣを制御する。これにより、手動で車線変更が行われる。

図４は、予め定められたプログラムに従い図３のコントローラ１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートに示す処理は、例えば、自車両１０１が自動運転モードで走行しているときに、所定周期毎に繰り返される。

まず、ステップＳ１で、ナビゲーション装置６で演算された目標経路と自車位置とに基づき、分岐路での車線変更が必要か否かを判定する。ステップＳ１で否定されると、処理を終了する。ステップＳ１で肯定されると、ステップＳ２で、分岐路が特定分岐路であるか否か、すなわち、分岐路の隣接区間の長さが所定距離Ｄ１０以上であるか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されると、すなわち、分岐路が図２Ｂに示すような特定分岐路であるとき、ステップＳ３で、車線変更の態様を特定車線変更モードに決定し、ステップＳ６に進む。ステップＳ２で否定されると、ステップＳ４で、分岐路の隣接区間が所定閾値ＤＴ以上であるか否かを判定する。ステップＳ４で肯定されると、すなわち、分岐路が図２Ａに示すような通常分岐路であるとき、ステップＳ５で、車線変更の態様を通常車線変更モードに決定し、ステップＳ６に進む。ステップＳ４で否定されると、自動での車線変更が不可であると判断し、ステップＳ１５で、車線変更の態様を手動車線変更モードに決定して、処理を終了する。

ステップＳ６で、リコメンド開始位置を設定する。分岐路が通常分岐路であるとき、分岐開始位置（図２Ａの地点Ｐ１）から進行方向手前側に所定距離Ｄ１１離れた位置にリコメンド開始位置が設定される。一方、分岐路が特定分岐路であるときには、分岐終端位置（図２Ｂの地点Ｐ１２）から進行方向手前側に所定距離Ｄ２１離れた位置にリコメンド開始位置が設定される。ステップＳ７で、自車両１０１がリコメンド開始位置に到達したか否かを判定する。ステップＳ７は肯定されるまで繰り返される。ステップＳ７で肯定されると、ステップＳ８で、入出力装置３を介してリコメンド情報を乗員に通知する。

ステップＳ９で、入出力装置３を介して乗員からの承認（開始指示）の操作を受け付けたか否かを判定する。ステップＳ９で否定されると、ステップＳ１０で、自車両１０１が承認限界位置に到達したか否かを判定する。ステップＳ１０で否定されると、ステップＳ９に戻る。ステップＳ１０で肯定されると、処理を終了する。この場合、操舵支援は行われず、自車両１０１は、自動運転モードで現在の走行車線を継続して走行する。ステップＳ９で肯定されると、ステップＳ１１で、行動計画を生成する。

ステップＳ１２で、行動計画により示される操舵支援開始位置に自車両１０１が到達したか否かを判定する。操舵支援開始位置は、自車両１０１の車線変更が分岐点より手前の位置で完了するように、自車両１０１の走行速度と隣接区間の長さとに基づき設定される。通常車線変更モードでは、自車両１０１が通常分岐路の分岐開始位置（図２Ａの地点Ｐ１）を通過した後すぐに車線変更を開始するように、分岐開始位置に操舵支援開始位置が設定される。一方、特定車線変更モードでは、操舵支援開始位置は、特定分岐路の分岐開始位置（図２Ｂの地点Ｐ１１）より進行方向前方に所定距離Ｄ２２離れた位置に設定される。操舵支援開始位置より手前の位置で乗員からの承認操作を受け付けたときでも、自車両１０１が操舵支援開始位置に到達するまでは、車線変更に対する承認状態が維持され、自車両１０１が操舵支援開始位置を通過すると、車線変更が開始される。

ステップＳ１２で否定されると、ステップＳ１３で、入出力装置３を介して操舵支援のキャンセル操作（以下、支援中止要求と呼ぶ。）を受け付けたか否かを判定する。支援中止要求は、ハンズオン状態でステアリングホイールに設けられた所定のスイッチやボタンを押下する操作により行われてもよいし、その他の操作により行われてもよい。ステップＳ１３で否定されると、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１３で肯定されると、処理を終了する。この場合、操舵支援は行われず、自車両１０１は、自動運転モードで現在の走行車線を継続して走行する。ステップＳ１２で肯定されると、ステップＳ１４で、操舵支援を開始する。より詳細には、ステップＳ１１で生成された行動計画に従って、自車両１０１が変更先車線へ移動するようにアクチュエータＡＣを制御する。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両制御装置５０は、自動運転モードで走行中の自車両１０１の現在位置と目的地とに基づき、地図情報から自車両１０１の目標経路を取得し、目標経路に基づいて、自車両１０１の走行車線を現在走行中の第１車線から第２車線へ変更する車線変更が必要であるか否かを判定する判定部３０１と、車線変更の態様を決定する決定部３０２と、判定部３０１により車線変更が必要であると判定されると、決定部３０２により決定された車線変更の態様に従って、自車両１０１が第１車線から第２車線へ移動するように行動計画（第１行動計画）を生成する生成部３０５と、を備える。目標経路には、第１地点から第１地点より進行方向前方の第２地点まで第２車線が第１車線と隣接し、第２地点以降で第２車線が第１車線と離間する分岐路が含まれ、決定部３０２は、第１地点から第２地点の区間の長さに基づいて、車線変更の態様を、車線変更にかかる制御の開始位置を決定するための基準位置が互いに異なる第１態様（通常車線変更モード）または第２態様（特定車線変更モード）に決定する。決定部３０２は、第１地点から第２地点の区間が第１所定距離（所定距離Ｄ１０）未満であるとき、車線変更の態様を、基準位置が第１地点（図２Ａの地点Ｐ１）である第１態様に決定し、第１地点から第２地点の区間が第１所定距離以上であるとき、車線変更の態様を、基準位置が第２地点（図２Ｂの地点Ｐ１２）である第２態様に決定する。これにより、分岐路における車線変更を良好に行うことができる。その結果、分岐路における交通の安全性を向上できる。

（２）車両制御装置５０は、さらに、情報を入出力する入出力装置３と、決定部３０２により車線変更の態様が第１態様または第２態様に決定されると、車線変更を自車両１０１の乗員に推奨するためのリコメンド情報（推奨情報）を、入出力装置３を介して出力する推奨部３０３と、入出力装置３を介して自車両１０１の乗員から、車線変更の推奨に対する承認操作を受け付ける受付部３０４と、受付部３０４により承認操作が受け付けられると、生成部３０５により生成された行動計画（第１行動計画）に基づいてアクチュエータＡＣを制御するアクチュエータ制御部４０１と、を備える。決定部３０２により車線変更の態様が第２態様に決定されている状態で受付部３０４により承認操作が受け付けられると、アクチュエータ制御部４０１は、生成部３０５により生成された行動計画（第１行動計画）に基づき、自車両１０１が第１地点から第２所定距離（所定距離Ｄ２２）前方の位置に到達したときに車線変更が開始されるようにアクチュエータＡＣを制御する。これにより、図２Ｂに示すような分岐路において、自車両１０１の乗員に違和感を生じさせることなくゆとりのある車線変更が可能となる。

（３）決定部３０２は、車線変更の態様が第２態様に決定しても、自車両１０１と第２地点との距離が第３所定距離（所定距離Ｄ２３）未満になる前に受付部３０４により承認操作が受け付けられないとき、自車両１０１が第１車線（図２Ｂの車線ＬＮ１２）を継続して走行するように、行動計画（第２行動計画）を生成する。アクチュエータ制御部４０１は、生成部３０５により生成された行動計画（第２行動計画）に基づいてアクチュエータＡＣを制御する。また、決定部３０２は、車線変更の態様を第１態様に決定しても、自車両１０１が第１地点（図２Ａの地点Ｐ１）に到達する前に受付部３０４により承認操作が受け付けられないとき、自車両１０１が第１車線（図２Ａの車線ＬＮ２）を継続して走行するように、行動計画（第２行動計画）を生成する。アクチュエータ制御部４０１は、生成部３０５により生成された行動計画（第２行動計画）に基づいてアクチュエータＡＣを制御する。このように、推奨情報に対する承認の限界位置を設定することで、分岐終端位置に到達する前に完了できないような車線変更が行われることを防止できる。

（４）決定部３０２は、第１地点から第２地点の区間の長さが所定閾値ＤＴ未満であるとき、車線変更の態様を、自車両１０１の乗員の運転操作に応じて手動で車線変更が行われる第３態様（手動車線変更モード）に決定する。これにより、自動での車線変更を行うための十分な長さを隣接区間が有していないときには、分岐路に進入する前に手動運転モードへ切り替えることができる。その結果、分岐路における交通の安全性をさらに向上できる。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、判定部３０１が、ナビゲーション装置６で演算された目標経路に分岐路が含まれるか否かを判定するようにしたが、判定部は、地図データベース５や記憶部１２に記憶される地図情報を用いて、自車両１０１の現在位置と目的地とに基づいて自車両１０１の目標経路に分岐路が含まれるか否かを判定してもよい。

また、上記実施形態では、特定車線変更モードでの車線変更が図２Ｂに示すような分岐路に適用される場合を例にしたが、特定車線変更モードでの車線変更は、図２Ｂ以外の分岐路にも適用できる。例えば、第１地点まで第２車線が第１車線と離間し、第１地点から第２地点まで第２車線が第１車線と隣接し、第２地点以降で第２車線が第１車線と再び離間するような分岐路においても、特定車線変更モードでの車線変更を同様に適用できる。

また、上記実施形態では、特定車線変更モードにおける承認限界位置等が分岐終端位置（図２Ｂの地点Ｐ１２）に設定される例を説明したが、特定車線変更モードにおける操舵支援のギブアップ位置も同様に、分岐終端位置を基準に設定されてもよい。操舵支援のギブアップとは、車線変更に対する承認操作を受け付けたものの、移動先車線の道路状況等により車線変更を開始できない状態（待機状態）が継続するときに、運転支援をキャンセルする処理である。ギブアップ位置は、分岐終端位置（図２Ｂの地点Ｐ１２）より所定距離（＜第３所定距離）手前の位置に設定される。例えば、図２Ｂの車線ＬＮ１３に他車両が複数台存在していて、自車両１０１が車線ＬＮ１３へ移動したときにそれらの他車両との車間距離を十分に確保できない可能性があるとき、自車両１０１は、車線変更の開始を待機する。その後、待機状態の自車両１０１が、ギブアップ位置に到達すると、操舵支援がキャンセルされる。なお、操舵支援のギブアップ位置についても承認限界位置と同様に、リコメンド開始時（ｔ＝ｔ₀）の自車両１０１の走行速度が一定以上であるときには、自車両１０１の走行速度に応じて変化させてもよい。

さらに、上記実施形態では、車両制御システム１００を自動運転車両に適用したが、車両制御システム１００は、自動運転車両以外の車両にも適用可能である。例えば、ＡＤＡＳ（Advanced driver-assistance systems）を備える手動運転車両にも車両制御システム１００を適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の一つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１０ コントローラ、１２ 記憶部、３ 入出力装置、６ ナビゲーション装置、３０１ 判定部、３０２ 決定部、３０３ 推奨部、３０４ 受付部、３０５ 生成部、４０１ アクチュエータ制御部、ＡＣ アクチュエータ

Claims (6)

1. 情報を入出力する入出力装置と、
   自動運転モードで走行中の自車両の現在位置と目的地とに基づき、地図情報から自車両の目標経路を取得し、前記目標経路に基づいて、自車両の走行車線を現在走行中の第１車線から第２車線へ変更する車線変更が必要であるか否かを判定する判定部と、
   前記車線変更の態様を決定する決定部と、
   前記判定部により前記車線変更が必要であると判定されると、前記決定部により決定された前記車線変更の態様に従って、自車両が前記第１車線から前記第２車線へ移動するように行動計画を生成する生成部と、
   前記決定部により前記車線変更の態様が決定されると、前記車線変更を自車両の乗員に推奨するための推奨情報を、前記入出力装置を介して出力する推奨部と、
   前記入出力装置を介して自車両の乗員から、前記車線変更の推奨に対する承認操作を受け付ける受付部と、
   前記受付部により前記承認操作が受け付けられると、前記生成部により生成された前記行動計画に基づいて走行用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備え、
   前記目標経路には、第１地点から前記第１地点より進行方向前方の第２地点まで前記第２車線が前記第１車線と隣接し、前記第２地点以降で前記第２車線が前記第１車線と離間する分岐路が含まれ、
   前記決定部は、前記第１地点から前記第２地点の区間が第１所定距離未満であるとき、前記車線変更の態様を、自車両が前記第１地点に到達したときに前記車線変更を開始する第１態様に決定し、前記区間が前記第１所定距離以上であるとき、前記車線変更の態様を、自車両が前記第１地点から第２所定距離前方の位置に到達したときに前記車線変更を開始する第２態様に決定し、
   前記行動計画が第１行動計画であり、
   前記生成部は、前記車線変更の態様が前記第２態様に決定されても、前記第１地点より進行方向前方でかつ前記第２地点より手前に設定された承認限界位置に自車両が到達する前に前記受付部により前記承認操作が受け付けられないとき、自車両が前記第１車線を継続して走行するように第２行動計画を生成し、
   前記アクチュエータ制御部は、前記生成部により生成された前記第２行動計画に基づいて前記走行用アクチュエータを制御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、
   前記アクチュエータ制御部は、前記決定部により前記車線変更の態様が前記第２態様に決定されている状態で前記受付部により前記承認操作が受け付けられると、前記生成部により生成された前記行動計画に基づき、自車両が前記第１地点から前記第２所定距離前方の位置に到達したときに前記車線変更を開始するように前記走行用アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置において、
   前記第２態様において自車両が前記車線変更を開始する、前記第１地点から前記第２所定距離前方の位置が、前記承認限界位置よりも進行方向手前側に設定されることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記推奨部は、前記決定部により前記車線変更の態様が前記第２態様に決定されると、前記第１地点よりも手前に設定された推奨開始位置に自車両が到達すると前記推奨情報の通知を開始し、
   前記承認限界位置から前記第２地点までの距離は、前記推奨開始位置における自車両の走行速度が大きいほど長いことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１～４のうちのいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記生成部は、前記車線変更の態様を前記第１態様に決定しても、自車両が前記第１地点に到達する前に前記受付部により前記承認操作が受け付けられないとき、自車両が前記第１車線を継続して走行するように前記第２行動計画を生成し、
   前記アクチュエータ制御部は、前記生成部により生成された前記第２行動計画に基づいて前記走行用アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１～５のうちのいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記決定部は、前記第１地点から前記第２地点の前記区間の長さが所定閾値未満であるとき、前記車線変更の態様を、自車両の乗員の運転操作に応じて手動で前記車線変更が行われる第３態様に決定し、
   前記所定閾値は、前記第１所定距離未満であることを特徴とする車両制御装置。
   

Images