(57)【要約】【課題】自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、車両が走行する第一車線から当該第一車線に隣接する第二車線への車線変更を自動で行う。この際、車両制御装置は、第二車線を走行する周辺車両のうち、車両よりも後方の範囲に存在する後側方車両を認識する。また、車両制御装置は、車両の現在位置から車線変更を完了すべき位置までの残り距離を取得する。車両制御装置は、後側方車両の有無及び残り距離等の情報に基づいて、車線変更の可否を判定する。そして、車線変更が不可能と判定され、且つ、残り距離が所定の第一判定距離よりも小さい場合、車両制御装置は、残り距離が第一判定距離以上の場合よりも車両の車幅方向の位置を第二車線の側に接近させるように車両の操舵を制御する。【選択図】図２
2020052646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両が走行する第一車線から当該第一車線に隣接する第二車線への車線変更を自動で行う車両制御装置であって、
前記車両制御装置は、
前記第二車線を走行する周辺車両のうち、前記車両よりも後方の範囲に存在する後側方車両を認識する車両認識部と、
前記車両の現在位置から前記車線変更を完了すべき位置までの残り距離を取得する残り距離取得部と、
前記車両認識部及び前記残り距離取得部から取得した情報に基づいて、前記車線変更の可否を判定する車線変更可否判定部と、
前記車線変更が不可能と判定され、且つ、前記残り距離が所定の第一判定距離よりも小さい場合、前記残り距離が前記第一判定距離以上の場合よりも前記車両の車幅方向の位置を前記第二車線の側に接近させるように前記車両の操舵を制御する車両制御部と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記車両認識部は、前記第二車線を走行する周辺車両のうち、前記車両よりも前方の範囲に存在する前側方車両を更に認識するように構成され、
前記車両制御部は、前記車線変更が不可能と判定され、且つ、前記前側方車両及び前記後側方車両が存在し、且つ、前記残り距離が所定の第二判定距離よりも小さい場合、前記車両と前記前側方車両との車間距離を縮めるように前記車両の速度を制御する
ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記車両制御部は、前記車線変更が不可能と判定され、且つ、前記前側方車両が存在し、且つ前記後側方車両が存在しない場合、前記車両と前記前側方車両との車間距離を拡げるように前記車両の速度を制御する
ように構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記車両制御部は、前記車線変更が不可能と判定され、且つ、前記後側方車両が存在し、且つ前記前側方車両が存在しない場合、前記車両と前記後側方車両との車間距離を拡げるように前記車両の速度を制御する
ように構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記車線変更可否判定部は、
前記第二車線を走行する周辺車両との衝突予測時間を算出し、前記衝突予測時間が所定の判定時間よりも大きい場合、前記車線変更が可能であると判定する
ように構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に係り、特に、自動運転によって車線変更を行う車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両が自動運転により合流先車線に合流するように車両の自動走行制御を行うシステムに関する技術が開示されている。この技術では、合流先車線を走行する他車両等によって自動運転により自車両が合流先車線に合流できない場合に、走行車線において、合流場所における走行車線と合流先車線との境界線に向かって自車両が停止するように自車両の走行を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３２４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、自車両が自動運転によって合流できない場合に、自車両が走行車線において停止するように制御される。この場合、自動運転のためのシステムの支援が途切れるため、自車両のドライバは手動運転によって再発進させることが求められる。このように、特許文献１の技術では、できるだけ自動運転によって車線変更を完了させることについて、改善の余地が残されている。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、車両に搭載され、当該車両が走行する第一車線から当該第一車線に隣接する第二車線への車線変更を自動で行う車両制御装置に適用される。車両制御装置は、車両認識部と、残り距離取得部と、車線変更可否判定部と、車両制御部と、を備えて構成されている。車両認識部は、第二車線を走行する周辺車両のうち、車両よりも後方の範囲に存在する後側方車両を認識する。残り距離取得部は、車両の現在位置から車線変更を完了すべき位置までの残り距離を取得する。車線変更可否判定部は、上記車両認識部及び上記残り距離取得部から取得した情報に基づいて、車線変更の可否を判定する。そして、車両制御部は、車線変更が不可能と判定され、且つ、残り距離が所定の第一判定距離よりも小さい場合、残り距離が第一判定距離以上の場合よりも車両の車幅方向の位置を第二車線の側に接近させるように車両の操舵を制御する。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
車両認識部は、第二車線を走行する周辺車両のうち、車両よりも前方の範囲に存在する前側方車両を更に認識するように構成される。そして、車両制御部は、車線変更が不可能と判定され、且つ、前側方車両及び後側方車両が存在し、且つ、残り距離が所定の第二判定距離よりも小さい場合、車両と前側方車両との車間距離を縮めるように車両の速度を制御する。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
車両制御部は、車線変更が不可能と判定され、且つ、前側方車両が存在し、且つ後側方車両が存在しない場合、車両と前側方車両との車間距離を拡げるように車両の速度を制御する。
【０００９】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、更に以下の特徴を有する。
車両制御部は、車線変更が不可能と判定され、且つ、後側方車両が存在し、且つ前側方車両が存在しない場合、車両と後側方車両との車間距離を拡げるように車両の速度を制御する。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
車線変更可否判定部は、第二車線を走行する周辺車両との衝突予測時間を算出し、衝突予測時間が所定の判定時間よりも大きい場合、車線変更が可能であると判定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両制御装置によれば、車線変更を完了すべき位置までの残り距離を監視することにより、車両の車線変更のための後側方車両のゆずり行動が必要になっている状況の発生を検出することができる。そして、残り距離が第一判定距離よりも小さくなったら車両の車幅方向の位置を隣接車線の側へと近づけることにより、後側方車両に対して車両の車線変更の意思を伝達し、ゆずり行動を誘発することができる。これにより、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００１２】
また、この発明によれば、残り距離が第二判定距離よりも小さくなったら車両と前側方車両との車間距離を縮めることにより、後側方車両に対して車両の車線変更の意思を伝達し、ゆずり行動を誘発することができる。これにより、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００１３】
また、この発明によれば、車線変更が不可能な状況において、前側方車両が存在し、且つ後側方車両が存在しない場合、車両と前側方車両との車間距離が拡げられる。これにより、車線変更が可能な状況へと速やかに移行することができるので、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００１４】
また、この発明によれば、車線変更が不可能な状況において、後側方車両が存在し、且つ前側方車両が存在しない場合、車両と後側方車両との車間距離が拡げられる。これにより、車線変更が可能な状況へと速やかに移行することができるので、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００１５】
なお、車線変更の可否判定は、第二車線を走行する周辺車両との衝突予測時間と所定の判定時間との比較によって行われる。これにより、車線変更の可否を精度よく判定することが可能となる。
【００１６】
このように、本発明によれば、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる車両制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。
【図２】実施の形態１に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１の車両制御装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施の形態１において実行される車線変更制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。
【図６】実施の形態２において実行される車線変更制御のルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２において実行される車線変更制御のルーチンの一部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１９】
１．実施の形態１．
１−１．車両制御装置による車線変更制御の概要
図１は、実施の形態１に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。車両制御装置は車両に搭載されるものであり、自動運転によって車線変更を行う車線変更制御を実施する。以下の説明では、車両制御装置が搭載された車両を「車両１」と表記し、車両１の周辺を走行する車両を「周辺車両」と表記する。また、車両１が走行している車線を「第一車線」と表記し、第一車線に隣接する車線のうち車両１が車線変更を行う先の車線を「第二車線」と表記する。さらに、周辺車両のうち第二車線を走行する直近の後続車両を「後側方車両２」と表記し、周辺車両のうち第二車線を走行する直近の先行車両を「前側方車両３」と表記する。
【００２０】
車線変更制御では、車両制御装置は、レーン計画に従い車線変更が必要と判定された場合に、車両１を第一車線から第二車線へ自動で車線変更させる。その際、車両制御装置は、車両１の周辺情報を取得し、取得された周辺情報に基づいて車両１の車線変更可否を判定する。この周辺情報には、後側方車両２及び前側方車両３との車間距離や相対速度が含まれる。そして、車両制御装置は、車両１の車線変更が可能と判定した場合、第二車線への車線変更を行う。一方、車両制御装置は、車両１の車線変更が不可能と判定した場合、第二車線への車線変更を行わずに第一車線を維持する。そして、車両制御装置は、車両１の車線変更が可能と判定されずに、車線変更を完了すべき地点まで到達した場合、車両１を停止するとともに自動運転を終了してドライバによる手動運転へと切り替える。
【００２１】
ここで、本願発明者は、上述の車両制御装置に関して、次のような課題を認識した。それは、自動運転中の車両１は、周辺車両のドライバとのコミュニケーションを取り難いことである。このため、自動運転中の車両１は、周辺車両のゆずり行動によって車線変更の機会を得ることが困難となり、自動運転によって車線変更を完了させる可能性が低くなるおそれがある。
【００２２】
そこで、本実施の形態に係る車両制御装置は、車両１の現在地点から車線変更を完了すべき地点までの残り距離に応じて、周辺車両のゆずり行動を誘発するための動作を行う。図２は、実施の形態１に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。この図に示すように、車両制御装置は、残り距離が所定の第一判定距離よりも小さい場合、車両１の軌道を第一車線の第二車線の側に近づける。以下の説明では、車両１が第一車線を維持して走行するための軌道を「車線維持軌道」と表記し、車両１が第一車線から第一車線へと車線変更するための軌道を「車線変更軌道」と表記する。そして、車両１が第一車線内において車線維持軌道を第二車線の側にオフセットした軌道を「オフセット軌道」と表記する。車両１がこのようなオフセット軌道を走行すると、車両１の車幅方向の位置が第二車線の側に接近する。このような車両１の挙動は、周辺車両に対して車線変更の意思を表すことができる。車両１のオフセット軌道による走行を受けて後側方車両２が減速等のゆずり行動を行うと、後側方車両２の前方に安全に車線変更が可能な安全マージンを確保できる可能性が高まり、これにより、車両１の車線変更が可能と判定される可能性が高まる。
【００２３】
なお、残り距離が十分にあるにもかかわらずオフセット軌道による走行を行うと、先行させても問題ない後側方車両２に対しても減速を強いる可能性がある。このような周辺車両に対する減速の強要は、円滑な交通を妨げる原因となり好ましくない。そこで、本実施の形態に係る車両制御装置は、後側方車両２に対して減速等の譲り行動を極力行わせることなく車線変更を完了させるために、残り距離に応じた軌道を走行する。具体的には、車両制御装置は、残り距離が所定の第一判定距離よりも小さい場合、オフセット軌道による走行を行う。ここでの第一判定距離は、円滑な交通の維持を優先する観点から、例えば車線変更の機会を得るために必要な残り距離の下限値に設定される。これにより、円滑な交通を妨げる可能性を抑えつつ自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００２４】
１−２．車両制御装置の構成例
次に、上述した車線変更制御を実行する車両制御装置の構成例について説明する。図３は、実施の形態１の車両制御装置の概略構成を示す図である。図３に示す車両制御装置１００は車両１に搭載されるものであり、車両１の自動運転を制御する自動運転制御を実施する。
【００２５】
図３に示すように、車両制御装置１００は車両１に搭載される車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含んで構成されている。また、車両制御装置１００は、車両ＥＣＵ１０の入力側に接続されるカメラ１１、レーダ１２、ＨＭＩユニット１３、通信装置１４、ナビゲーション装置１５及び車両状態検出センサ１６を含んで構成されている。さらに車両制御装置１００は、車両ＥＣＵ１０の出力側に接続される走行装置５０として、操舵装置５２、駆動装置５４、及び制動装置５６を含んで構成されている。
【００２６】
カメラ１１は、例えば車両１の前方の画像を撮像する前方カメラや、車両１の左右後方の画像を撮像する左後方カメラ及び右後方カメラのように、車両１の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。カメラ１１によって撮像された画像は、随時車両ＥＣＵ１０に画像データとして送信され、車両ＥＣＵ１０において各画像データに対して画像処理される。カメラ１１で取得される周辺情報は、例えば車両１の周辺を走行する周辺車両の位置情報や白線情報、信号情報等の道路情報である。
【００２７】
レーダ１２は、例えばレーザレーダやミリ波レーダ等であって、車両１の周辺情報を取得する情報取得手段として機能するものである。レーダ１２は、車両１の前方及び後方にそれぞれレーザ波等を送出し、その反射波を受信することで車両１の周辺情報を取得する。レーダ１２で取得される周辺情報は、例えば周辺車両の有無情報や周辺車両までの距離、角度（すなわち、相対位置）や速度（相対速度）情報、電柱や建物等の位置情報等である。レーダ１２により検出された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００２８】
ＨＭＩユニット１３は、車両１の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ーフェースである。例えば、ＨＭＩユニット１３は、入力装置、表示装置、及びスピーカを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。特に、入力装置は、自動運転機能をＯＮ／ＯＦＦするための「自動運転スイッチ」を含んでいる。ドライバは、入力装置を用いて、目的地等の情報をＨＭＩユニット１３に入力することができる。ドライバから入力された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００２９】
通信装置１４は、道路上に設けられた路側機から車両１に設けられたアンテナを介して周辺情報を受信する情報取得手段として機能するものである。路側機は、例えば渋滞情報、車線別の交通情報、一時停止等の規制情報、死角位置の交通状況の情報等を送信するビーコン装置である。また、通信装置１４は、車両１の周辺の周辺車両とアンテナを介して直接、或いは中継機（図示略）を経由して通信する情報取得手段としても機能する。ここで取得される周辺情報としては、例えば周辺車両の位置情報や速度情報などが例示される。通信装置１４において受信された各情報は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００３０】
ナビゲーション装置１５は、ＧＰＳ衛星からアンテナを介して車両１の現在位置を検出し、またＧＰＳ、速度センサ及びジャイロスコープ等を用いて、車両１の走行速度の検出や目的地への経路案内等を行うものである。ナビゲーション装置１５には、詳細な道路情報を含んだ地図データが内蔵されている。この地図データには、例えば道路の形状、レーン数、車線幅の情報等が含まれている。ナビゲーション装置１５で取得された現在位置の情報や道路情報等は、随時車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００３１】
車両状態検出センサ１６は、車両１の走行状態を検出する。車両状態検出センサ１６としては、車速センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが例示される。車両状態検出センサ１６で検出された情報は、車両ＥＣＵ１０に送信される。
【００３２】
操舵装置５２は、ステアリングとステアリングアクチュエータとから構成され、ドライバのステアリング操作に係わらず自動的に操舵角を制御するものである。ステアリングは、ドライバによる操舵操作に応じて車輪の向きを変える一般的な操舵装置である。ステアリングアクチュエータは、ドライバによる操舵操作とは別に、後述する操舵制御部４４からの指令に基づいて、自動操舵として車輪の向きを変更するものである。
【００３３】
駆動装置５４は車両１の駆動源であり、例えばエンジンが例示される。駆動装置５４で発生する駆動力は図示しない動力伝達経路を介して駆動輪に伝達される。駆動装置５４としてのエンジンは、後述する速度制御部４５によって燃料の噴射量や噴射タイミング、スロットル開度等が制御され、これにより車両１の駆動力が制御される。
【００３４】
制動装置５６は、ブレーキ装置とブレーキアクチュエータとから構成され、ドライバのブレーキ操作に係わらず自動的に各車輪へ制動力を付与するものである。ブレーキ装置は、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み操作に応じ、エア圧を利用して前輪及び後輪に制動力（ブレーキ力）を発生させるフルエア式のドラムブレーキ等の一般的なブレーキ装置である。ブレーキアクチュエータは、ドライバによるブレーキ操作とは別に、後述する速度制御部４５からの指令に基づいて、自動ブレーキとして各車輪に任意の大きさの制動力を発生させるものである。
【００３５】
１−３．車両ＥＣＵの機能の説明
車両制御装置１００は、車両１の自動運転を制御する自動運転制御を行う。車両制御装置１００は、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含んで構成される。車両ＥＣＵ１０は、入出力インターフェース、メモリ、及びプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。車両ＥＣＵ１０は、カメラ１１、レーダ１２、ＨＭＩユニット１３、通信装置１４、ナビゲーション装置１５及び車両状態検出センサ１６から情報を受け取り、受け取った情報に基づいて自動運転制御を行う。具体的には、車両ＥＣＵ１０は、車両１の走行計画を立案し、その走行計画に沿って車両１が走行するように走行装置５０を制御する。
【００３６】
車両ＥＣＵ１０による自動運転制御では、走行計画に沿って車両１の走行車線を変更する「車線変更制御」を行う。車両ＥＣＵ１０は、上記の車線変更制御又はそれに付随した制御を実現するための機能ブロックとして、車線変更要否判定部２０、周辺車両認識部３２、車線変更可否判定部３０、及び車両制御部４０を有している。
【００３７】
車線変更要否判定部２０は、レーン計画部２２を含んで構成されている。レーン計画部２２は、ＨＭＩユニット１３から伝達される目的地情報、及びナビゲーション装置１５から伝達される地図情報に基づき、車両１が走行する走行車線を計画したレーン計画を立案する。車線変更要否判定部２０は、立案したレーン計画、及びナビゲーション装置１５から伝達される自己位置に基づき、車両１の車線変更の要否を判定する。判定された車線変更の要否は、車線変更可否判定部３０に伝達される。
【００３８】
周辺車両認識部３２は、車両１の周辺を走行する周辺車両の状態を認識するための機能ブロックである。具体的には、周辺車両認識部３２は、情報取得手段であるカメラ１１、レーダ１２、通信装置１４及びナビゲーション装置１５から周辺車両情報を取得する。ここでの周辺車両情報は、例えば、第二車線を後続して走行する後側方車両２の有無、位置、車速、及び第二車線を先行して走行する前側方車両３の有無、位置、車速である。周辺車両認識部３２は、その周辺車両情報及び車両状態検出センサ１６から伝達される現在の車両１の車速に基づいて、認識された周辺車両と車両１との相対距離Ｌ、及び相対速度Ｖを認識する。認識された周辺車両情報は、車線変更可否判定部３０、及び車両制御部４０に伝達される。
【００３９】
車線変更可否判定部３０は、車線変更要否判定部２０から車線変更が必要であることを示す情報が伝達された場合、車線変更の可否を判定する機能ブロックである。車線変更可否判定部３０は、周辺車両認識部３２において認識された相対距離Ｌ及び相対速度Ｖに基づいて、後側方車両２との間の衝突予測時間（ＴＴＣ；Time To Collision）を算出する。そして、車線変更可否判定部３０は、算出したＴＴＣが所定の判定時間以上である場合、車両１の第二車線への車線変更が可能と判定する。判定された結果は車両制御部４０に伝達される。
【００４０】
車両制御部４０は、車線変更要否判定部２０、車線変更可否判定部３０、及び周辺車両認識部３２から伝達された情報に基づいて、車両１の自動運転を制御する車両制御手段として機能する機能ブロックである。具体的には、車両制御部４０は、残り距離取得部４１、軌道生成部４２、速度生成部４３、操舵制御部４４、及び速度制御部４５を含んで構成されている。
【００４１】
残り距離取得部４１は、車両１の現在位置から立案したレーン計画に基づき車線変更を完了すべき目標位置までの残り距離Ｘを算出する。例えば、第一車線が第二車線への合流路である場合、目標位置は、車線幅が狭くなり始める合流路の終端に設定することができる。また、目標位置は、現在の車速にて合流路の終端で停止するための制動開始地点に設定してもよい。残り距離取得部４１は、情報取得手段であるカメラ１１、レーダ１２、及びナビゲーション装置１５から取得された周辺情報に基づいて目標位置を認識する。そして、残り距離取得部４１は、ナビゲーション装置１５から伝達される自己位置から当該目標位置までの距離を残り距離Ｘとして取得する。取得された残り距離Ｘは、軌道生成部４２及び速度生成部４３にそれぞれ伝達される。
【００４２】
軌道生成部４２は、車線変更要否判定部２０、車線変更可否判定部３０、及び残り距離取得部４１から伝達された情報に基づき車両１の目標軌道を生成する。例えば、軌道生成部４２は、車線変更要否判定部２０から車線変更が不要であることを示す情報が伝達された場合、車線維持軌道を生成する。また、軌道生成部４２は、車線変更要否判定部２０から車線変更が必要であることを示す情報が伝達され、且つ車線変更可否判定部３０から車線変更が可能であることを示す情報が伝達された場合、車線変更軌道を生成する。さらに、軌道生成部４２は、車線変更要否判定部２０から車線変更が必要であることを示す情報が伝達され、且つ車線変更可否判定部３０から車線変更が不可能であることを示す情報が伝達された場合、残り距離取得部４１から伝達された残り距離Ｘに基づきオフセット軌道を生成する。軌道生成部４２が行う具体的な処理については、後述するフローチャートに沿って説明する。
【００４３】
速度生成部４３は、軌道生成部４２、周辺車両認識部３２、車線変更可否判定部３０、及び残り距離取得部４１から伝達された情報に基づき車両１の目標速度を生成する。例えば、速度生成部４３は、周辺車両認識部３２によって認識された周辺車両との安全マージンを確保しつつ軌道生成部４２伝達された目標軌道を実現するための目標速度を生成する。以下の説明では、車両１が車線維持軌道を走行している間の目標速度を「車線維持速度」と表記し、車両１が車線変更軌道を走行している間の目標速度を「車線変更速度」と表記する。
【００４４】
操舵制御部４４は、目標軌道を実現するための操舵装置５２の操作量を決定する。また、速度制御部４５は、目標速度を実現するための駆動装置５４及び制動装置５６の操作量を決定する。
【００４５】
１−４．車線変更制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の車両制御装置１００において実行される車線変更制御の具体的処理について説明する。図４は、実施の形態１において実行される車線変更制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図４示すルーチンは、車両１の自動運転中に所定の制御周期（例えば０．１ｓｅｃ）で車両ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００４６】
図４に示すルーチンが開始されると、先ず、車両ＥＣＵ１０の車線変更要否判定部２０は、立案したレーン計画、及びナビゲーション装置１５から伝達される自己位置に基づき、車線変更の要否を判定する（ステップＳ１００）。その結果、車線変更が不要であると判定された場合、車両ＥＣＵ１０は、車線維持軌道を生成する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
ステップＳ１０２において車線維持軌道が生成されると、次に、車両制御部４０の速度生成部４３は、車線維持速度を生成する（ステップＳ１０４）。ここでは、速度生成部４３は、周辺車両認識部３２によって認識された周辺車両との安全マージンを確保しながら軌道生成部４２から伝達された車線維持軌道を走行するための速度を車線維持速度として生成する。
【００４８】
一方、上記ステップＳ１０２の処理において車線変更が必要であると判定された場合、車両ＥＣＵ１０の車線変更可否判定部３０は、車線変更の可否を判定する（ステップＳ１０６）。その結果、車線変更が可能と判定された場合、車両ＥＣＵ１０は、車線変更軌道を生成する（ステップＳ１０８）。
【００４９】
ステップＳ１０８において車線変更軌道が生成されると、次に、車両制御部４０の速度生成部４３は、車線変更速度を生成する（ステップＳ１１０）。ここでは、速度生成部４３は、周辺車両認識部３２によって認識された周辺車両との安全マージンを確保しながら軌道生成部４２から伝達された車線変更軌道を走行するための速度を車線変更速度として生成する。
【００５０】
一方、上記ステップＳ１０６の処理において、車線変更が不可能であると判定された場合、車両ＥＣＵ１０の周辺車両認識部３２は、後側方車両２の有無を判定する（ステップＳ１１２）。その結果、後側方車両２が存在しないと判定された場合、処理は上述したステップＳ１０２に移行する。
【００５１】
一方、上記ステップＳ１１２の処理において、後側方車両２が存在すると判定された場合、処理は次のステップに移行する。次のステップでは、車両ＥＣＵ１０は、残り距離Ｘが所定の第一判定距離よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ここでは、車両制御部４０は、残り距離取得部４１が取得した残り距離Ｘと第一判定距離とを比較する。ここでの第一判定距離は、円滑な交通の維持を優先する観点から、例えば車線変更の機会を得るために必要な残り距離の下限値に設定される。その結果、残り距離Ｘ＜第一判定距離の成立が認められない場合、処理は上述したステップＳ１０２に移行する。
【００５２】
一方、上記ステップＳ１１４の処理において、残り距離Ｘ＜第一判定距離の成立が認められた場合、処理は次のステップに移行する。次のステップでは、車両制御部４０の軌道生成部４２は、軌道のオフセット量を算出する（ステップＳ１１６）。ここでは、軌道生成部４２は、車両１の車幅方向の位置を第二車線の側に接近させるための車線維持軌道のオフセット量を算出する。例えば、軌道生成部４２は、ナビゲーション装置１５から伝達される地図情報や自己位置、カメラ１１から伝達される白線情報等に基づいて、車両１が第一車線の範囲内で最も第二車線の側へと寄るためのオフセット量を算出する。次に、軌道生成部４２は、算出したオフセット量に基づいてオフセット軌道を生成する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８においてオフセット軌道が生成されると、処理はステップＳ１０４へと移行する。
【００５３】
ステップＳ１０４又はＳ１１０の処理が実行されると、次に、車両ＥＣＵ１０は、車両１の操舵及び速度を制御する（ステップＳ１２０）。ここでは、操舵制御部４４は、目標軌道を実現するための操舵装置５２の操作量を決定し操舵装置５２を制御する。また、速度制御部４５は、目標速度を実現するための駆動装置５４及び制動装置５６の操作量を決定し、駆動装置５４及び制動装置５６を制御する。
【００５４】
このような制御によれば、残り距離Ｘに応じてオフセット軌道が生成されるので、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００５５】
２．実施の形態２．
次に、実施の形態２の車両制御装置について説明する。
【００５６】
２−１．実施の形態２に係る車両制御装置の構成
実施の形態２に係る車両制御装置の構成は、図３に示す実施の形態１の車両制御装置１００と同一である。よって、実施の形態２に係る車両制御装置の詳細の説明については省略する。
【００５７】
２−２．実施の形態２に係る車両制御装置の特徴的機能
上述した実施の形態１の車両制御装置１００では、残り距離Ｘが所定の第一判定距離よりも小さい場合、オフセット軌道を走行して後側方車両２のゆずり行動を誘発することとした。実施の形態２に係る車両制御装置１００では、前側方車両３と後側方車両２の双方が存在する場合、前側方車両３との車間距離を縮めることにより後側方車両２のゆずり行動を更に誘発する動作に特徴を有している。
【００５８】
図５は、実施の形態２に係る車両制御装置による車線変更制御を説明するための概念図である。この図に示すように、車両制御装置１００は、後側方車両２が存在し、且つ残り距離Ｘが所定の第一判定距離よりも小さい場合、オフセット軌道を走行するように車両１の操舵を制御する。この動作は実施の形態１の車両制御装置１００と同様である。また、車両制御装置１００は、後側方車両２だけでなく前側方車両３も存在し、且つ残り距離Ｘが所定の第二判定距離よりも小さい場合、前側方車両３との車間距離が縮まるように車両１の速度を制御する。以下の説明では、この速度を「車間短縮速度」と表記する。車両１が車間短縮速度で走行すると、後側方車両２に対して車線変更の意思を表すことができる。車両１のこのような走行を受けて後側方車両２が減速等のゆずり行動を行うと、後側方車両２との間の安全マージンを確保できる可能性が高まる。これにより、車両１の車線変更が可能と判定される可能性が高まる。
【００５９】
なお、残り距離Ｘが十分にあるにもかかわらず前側方車両３との車間距離が縮まるように走行すると、先行させても問題ない後側方車両２に対しても減速を強いる可能性がある。このような周辺車両に対する減速の強要は、円滑な交通を妨げる原因となり好ましくない。そこで、本実施の形態に係る車両制御装置は、後側方車両２に対して減速等の譲り行動を極力行わせることなく車線変更を完了させるために、残り距離に応じた速度で走行する。具体的には、車両制御装置は、残り距離が所定の第二判定距離よりも小さい場合、前側方車両３との車間距離が縮まるように速度を制御する。ここでの第二判定距離は、円滑な交通の維持を優先する観点から、例えば車線変更の機会を得るために必要な残り距離の下限値に設定される。第二判定距離は第一判定距離と同値である必要はない。これにより、円滑な交通を妨げる可能性を抑えつつ自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００６０】
また、実施の形態２に係る車両制御装置による車線変更制御では、以下のような速度制御を行ってもよい。後側方車両２が存在し且つ前側方車両３が存在しない場合、後側方車両２との車間距離を拡げるように車両１の速度を制御してもよい。以下の説明では、後側方車両２と車両１との間の安全マージンを確保するための速度を「後側方マージン確保速度」と表記する。車両１が後側方マージン確保速度で走行することにより、後側方車両２に対する安全マージンを確保するまでの時間を短縮することができる。これにより、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００６１】
一方、前側方車両３が存在し且つ後側方車両２が存在しない場合、前側方車両３との車間距離を拡げるように車両１の速度を制御してもよい。以下の説明では、前側方車両３と車両１との間の安全マージンを確保するための速度を「前側方マージン確保速度」と表記する。車両１が前側方マージン確保速度で走行することにより、前側方車両３に対する安全マージンを確保するまでの時間を短縮することができる。これにより、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【００６２】
２−３．車線変更制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態２の車両制御装置１００において実行される車線変更制御の具体的処理について説明する。図６及び図７は、実施の形態２において実行される車線変更制御のルーチンを示すフローチャートである。なお、図６中のＡ及びＢは図７中のＡ及びＢに対応している。また、及び図７に示すルーチンは、車両１の自動走行中に所定の制御周期（例えば０．１ｓｅｃ）で車両ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
【００６３】
図６に示すルーチンのステップＳ２００からＳ２１０の処理では、図４に示すルーチンのステップＳ１００からＳ１１０の処理と同様の処理が実行される。ステップＳ２０６の処理において、車線変更が不可能と判定された場合、次に、車両ＥＣＵ１０の周辺車両認識部３２は、前側方車両３が存在し且つ後側方車両２が存在しないか否かを判定する（ステップＳ２１２）。その結果、判定の成立が認められた場合、第一車線を維持しつつ前側方に安全マージンを確保する必要があると判断して次のステップに移行する。
【００６４】
次のステップでは、車両ＥＣＵ１０は、車線維持軌道を生成する（ステップＳ２１４）。ここでは、図４に示すステップＳ１０２の処理と同様の処理が実行される。ステップＳ２１４において車線維持軌道が生成されると、次に、車両制御部４０の速度生成部４３は、前側方マージン確保速度を生成する（ステップＳ２１６）。ここでは、速度生成部４３は、車線維持軌道を走行しつつ周辺車両認識部３２によって認識された前側方車両３の後方に車線変更するための安全マージンを確保するための前側方マージン確保速度を生成する。具体的には、速度生成部４３は、前側方車両３との間の車間距離が拡がるように、前側方マージン確保速度を前側方車両３の車速よりも小さい速度とする。
【００６５】
上記ステップＳ２１２の処理の結果、判定の成立が認められない場合、次に、車両ＥＣＵ１０の周辺車両認識部３２は、前側方車両３が存在せず且つ後側方車両２が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１８）。その結果、判定の成立が認められた場合、第一車線を維持しつつ後側方に安全マージンを確保する必要があると判断して次のステップに移行する。
【００６６】
次のステップでは、車両ＥＣＵ１０は、車線維持軌道を生成する（ステップＳ２２０）。ここでは、ステップＳ２１４の処理と同様の処理が実行される。ステップＳ２２０において車線維持軌道が生成されると、次に、車両制御部４０の速度生成部４３は、後側方マージン確保速度を生成する（ステップＳ２２２）。ここでは、速度生成部４３は、車線維持軌道を走行しつつ周辺車両認識部３２によって認識された後側方車両２の前方に車線変更するための安全マージンを確保するための後側方マージン確保速度を生成する。具体的には、速度生成部４３は、後側方車両２との間の車間距離が拡がるように、後側方マージン確保速度を後側方車両２の車速よりも大きい速度とする。
【００６７】
上記ステップＳ２１８の処理の結果、判定の成立が認められない場合、処理はステップＳ２２４に移行する。ステップＳ２２４からＳ２２８の処理では、図４に示すステップＳ１１４からＳ１１８と同様の処理が実行される。また、ステップＳ２３０の処理では、図４に示すステップＳ１０２と同様の処理が実行される。
【００６８】
ステップＳ２２８又はＳ２３０の処理が実行されると、次に、車両ＥＣＵ１０は、残り距離Ｘが所定の第二判定距離よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２３２）。ここでは、車両制御部４０は、残り距離取得部４１が取得した残り距離Ｘと第二判定距離とを比較する。ここでの第二判定距離は、円滑な交通の維持を優先する観点から、例えば車線変更の機会を得るために必要な残り距離の下限値に設定される。その結果、残り距離Ｘ＜第二判定距離の成立が認められた場合、車両制御部４０の速度生成部４３は、車間短縮速度を生成する（ステップＳ２３４）。ここでは、速度生成部４３は、車線維持軌道を走行しつつ周辺車両認識部３２によって認識された前側方車両３との車間距離を短縮するための速度を車間短縮速度として生成する。具体的には、速度生成部４３は、後側方マージン確保速度を前側方車両３の車速よりも大きい速度とする。
【００６９】
一方、上記ステップＳ２３２の処理において、残り距離Ｘ＜第二判定距離の成立が認められない場合、後側方車両２のゆずり行動を誘発する必要はないと判断されて、処理は次のステップに移行する。次のステップでは、車両制御部４０の速度生成部４３は、車線維持速度を生成する（ステップＳ２３６）。ここでは、ステップＳ２０２と同様の処理が実行される。
【００７０】
ステップＳ２０４、Ｓ２１０、Ｓ２１６、Ｓ２２２、Ｓ２３４、又はＳ２３６の処理が実行されると、次に、車両ＥＣＵ１０は、車両１の操舵及び速度を制御する（ステップＳ２３８）。ここでは、図４に示すステップＳ１２０と同様の処理が実行される。
【００７１】
このような制御によれば、残り距離Ｘに応じて車間短縮速度が生成されるので、自動運転によって車線変更を完了させる可能性を高めることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  車両
２  後側方車両
３  前側方車両
１０  車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１１  カメラ
１２  レーダ
１３  ＨＭＩユニット
１４  通信装置
１５  ナビゲーション装置
１６  車両状態検出センサ
２０  車線変更要否判定部
２２  レーン計画部
３０  車線変更可否判定部
３２  周辺車両認識部
４０  車両制御部
４１  残り距離取得部
４２  軌道生成部
４３  速度生成部
４４  操舵制御部
４５  速度制御部
５０  走行装置
５２  操舵装置
５４  駆動装置
５６  制動装置
１００  車両制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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