(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定する推定部と、
前記推定部により推定された前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定部により推定された前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較し、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出する導出部と、
前記導出部により前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出された前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する軌道生成部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記隣接車線において前記車線変更ターゲット位置の直後を走行する後方基準車両を検出し、
前記推定部は、前記後方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定し、
前記導出部は、前記推定部により推定された前記後方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して前記１次元上で前方側に後方基準車両前方マージンを設けた第３位置を後方側の基準とすることで、前記制約位置を前記１次元上で導出する、
請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記自車両の状態、前記前走車両の状態、および前記前方基準車両の状態のうち少なくとも一つに基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部を更に備え、
前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出する、
請求項１または２記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記自車両の速度、前記前走車両の速度、前記前方基準車両の速度、前記自車両と前記前走車両との相対速度、および前記自車両と前記前方基準車両との相対速度のうち少なくとも１つに基づいて前記前走車両後方マージンと前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する、
請求項３記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記車両進行方向における前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との間の車間距離を前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との相対速度で除算することで得られる衝突余裕時間に基づいて第１マージン量を導出し、前記車両進行方向における前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との間の車間距離を前記自車両の速度で除算することで得られる車頭時間に基づいて第２マージン量を導出し、前記第１マージン量および前記第２マージン量のうち少なくとも一方に基づいて前記前走車両後方マージンまたは前記前方基準車両後方マージンの大きさを設定する、
請求項４記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記第１マージン量と前記第２マージン量とを比較し、前記第１マージン量と前記第２マージン量とのいずれか大きい方に基づいて、前記前走車両後方マージンまたは前記前方基準車両後方マージンの大きさを設定する、
請求項５記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記設定部は、前記第１マージン量と前記第２マージン量との加重和に基づいて前記前走車両後方マージンまたは前記前方基準車両後方マージンの大きさを設定する、
請求項５記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記自車線において前記前走車両を回避するために必要な前記自車両の車幅方向移動量に基づいて前記前走車両後方マージンの大きさを設定する、
請求項３から７のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記設定部は、前記前走車両と前記前方基準車両とのうち少なくとも一方の挙動に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する、
請求項３から８のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記前走車両と前記前方基準車両とのうち少なくとも一方の車格に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部を更に備え、
前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出する、
請求項１から９のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項１１】
前記自車両が走行する環境に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部を更に備え、
前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出する、
請求項１から１０のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
【請求項１２】
前記設定部は、前記自車線における平均車速と、前記隣接車線における平均車速との大小関係に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する、
請求項１１記載の車両制御装置。
【請求項１３】
車載コンピュータが、
自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出し、
前記検出された前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定し、
前記推定された前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定された前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較し、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出し、
前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出された前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する、
車両制御方法。
【請求項１４】
車載コンピュータに、
自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出させ、
前記検出させた前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定させ、
前記推定させた前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定させた前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較させ、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出させ、
前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出させた前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成させる、
車両制御プログラム。
【請求項１５】
自車両の周辺を走行する周辺車両を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置を推定する推定部と、
車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両と前記周辺車両との相対速度で除算することで得られる衝突余裕時間に基づく第１マージン量と、前記車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両の速度で除算することで得られる車頭時間に基づく第２マージン量とのうち少なくとも一方に基づいてマージンの大きさを設定する設定部と、
前記推定部により推定された前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置に対して前記自車両の車線変更ターゲット位置に干渉する側に前記設定部により設定された大きさの前記マージンを設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置を導出する導出部と、
前記導出部により導出された前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する軌道生成部と、
を備える車両制御装置。
【請求項１６】
車載コンピュータが、
自車両の周辺を走行する周辺車両を検出し、
前記検出された前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置を推定し、
車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両と前記周辺車両との相対速度で除算することで得られる衝突余裕時間に基づく第１マージン量と、前記車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両の速度で除算することで得られる車頭時間に基づく第２マージン量とのうち少なくとも一方に基づいてマージンの大きさを設定し、
前記推定された前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置に対して前記自車両の車線変更ターゲット位置に干渉する側に前記設定された大きさの前記マージンを設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置を導出し、
前記導出された前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する、
車両制御方法。
【請求項１７】
車載コンピュータに、
自車両の周辺を走行する周辺車両を検出させ、
前記検出させた前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置を推定させ、
車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両と前記周辺車両との相対速度で除算することで得られる衝突余裕時間に基づく第１マージン量と、前記車両進行方向における前記自車両と前記周辺車両との間の車間距離を前記自車両の速度で除算することで得られる車頭時間に基づく第２マージン量とのうち少なくとも一方に基づいてマージンの大きさを設定させ、
前記推定させた前記周辺車両の将来の複数の時刻における位置に対して前記自車両の車線変更ターゲット位置に干渉する側に前記設定させた大きさの前記マージンを設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置を導出させ、
前記導出させた前記自車両の将来の複数の時刻における制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成させる、
車両制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車線変更の支援を開始する支援開始部と、自車と他車の相対距離及び相対速度を検出する検出部と、当該相対距離及び相対速度に基づいて自車が車線変更した時の衝突危険度を他車に対して導出する導出部と、相対距離、相対速度及び衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する第１の判断部と、車線変更できない場合、相対距離及び相対速度に基づいて車線変更する目標スペースを決定する決定部と、目標スペースに車線変更できるスペースがあるか否かを判断する第２の判断部と、スペースがない場合、車線変更待機位置へ向けて目標速度を設定し、スペースがある場合、車線変更可能位置へ向けて目標速度を設定する設定部と、自車の速度が目標速度となるように制御する制御部を備える走行支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術によっても、安全な車線変更は実現し得る。ただし、車両の安全性は高いほど望ましい。ここで、車線変更の目標軌道の生成において、車両の安全性をさらに高めることができる場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、安全性をさらに高めることができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出する検出部（ＤＴ）と、前記検出部により検出された前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定する推定部（１１３）と、前記推定部により推定された前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定部により推定された前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較し、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出する導出部（１１５）と、前記導出部により前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出された前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する軌道生成部（１１６）と、を備える車両制御装置（１００）である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記検出部は、前記隣接車線において前記車線変更ターゲット位置の直後を走行する後方基準車両を検出し、前記推定部は、前記後方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定し、前記導出部は、前記推定部により推定された前記後方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して前記１次元上で前方側に後方基準車両前方マージンを設けた第３位置を後方側の基準とすることで、前記制約位置を前記１次元上で導出するものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記自車両の状態、前記前走車両の状態、および前記前方基準車両の状態のうち少なくとも一つに基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部（１１４）を更に備え、前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出するものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記設定部は、前記自車両の速度、前記前走車両の速度、前記前方基準車両の速度、前記自車両と前記前走車両との相対速度、および前記自車両と前記前方基準車両との相対速度のうち少なくとも１つに基づいて前記前走車両後方マージンと前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定するものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記設定部は、前記車両進行方向における前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との間の車間距離を前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との相対速度で除算することで得られる衝突余裕時間に基づいて第１マージン量を導出し、前記車両進行方向における前記自車両と前記前走車両または前記前方基準車両との間の車間距離を前記自車両の速度で除算することで得られる車頭時間に基づいて第２マージン量を導出し、前記第１マージン量および前記第２マージン量のうち少なくとも一方に基づいて前記前走車両後方マージンまたは前方基準車両後方マージンの大きさを設定するものである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記設定部は、前記第１マージン量と前記第２マージン量とを比較し、前記第１マージン量と前記第２マージン量とのいずれか大きい方に基づいて、前記前走車両後方マージンまたは前記前方基準車両後方マージンの大きさを設定するものである。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記設定部は、前記第１マージン量と前記第２マージン量との加重和に基づいて前記前走車両後方マージンまたは前記前方基準車両後方マージンの大きさを設定するものである。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項３から７のうちいずれか１項記載の発明において、前記設定部は、前記自車線において前記前走車両を回避するために必要な前記自車両の車幅方向移動量に基づいて前記前走車両後方マージンの大きさを設定するものである。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項３から８のうちいずれか１項記載の発明において、前記設定部は、前記前走車両と前記前方基準車両とのうち少なくとも一方の挙動に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定するものである。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９のうちいずれか１項記載の発明において、前記前走車両と前記前方基準車両とのうち少なくとも一方の車格に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部を更に備え、前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出するものである。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のうちいずれか１項記載の発明において、前記自車両が走行する環境に基づいて前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定する設定部を更に備え、前記導出部は、前記設定部により設定された大きさの前記前走車両後方マージンと前記前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方を設けることで、前記自車両の将来の複数の時刻の各々についての前記制約位置を導出するものである。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記設定部は、前記自車線における平均車速と、前記隣接車線における平均車速との大小関係に基づいて前記前走車両後方マージンと前方基準車両後方マージンとのうち少なくとも一方の大きさを設定するものである。
【００１８】
請求項１３記載の発明は、車載コンピュータが、自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出し、前記検出された前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定し、前記推定された前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定された前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較し、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出し、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出された前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成する、車両制御方法である。
【００１９】
請求項１４記載の発明は、車載コンピュータに、自車線において自車両の直前を走行する前走車両と、前記自車線に隣接した隣接車線において前記自車両の車線変更ターゲット位置の直前を走行する前方基準車両とを検出させ、前記検出させた前記前走車両および前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置を推定させ、前記推定させた前記前走車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンを設けた第１位置と、前記推定させた前記前方基準車両の将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較し、前記第１位置と前記第２位置とのうち前記１次元上で前記自車両に近い方の位置を前方側の基準とすることで、前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置を、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出させ、前記複数の時刻の各々について前記１次元上で導出された前記隣接車線への前記自車両の車線変更の制約位置に基づいて、車線変更するための目標軌道を生成させる、車両制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、１３、および１４記載の発明によれば、自車線を走行する前走車両の後方側にマージンを設けた第１位置と、隣接車線を走行する前方基準車両の後方側にマージンを設けた第２位置とを、車両進行方向に沿う１次元上で比較することに基づき隣接車線への自車両の車線変更の制約位置を計算することで、比較的小さな計算負荷で自車線の状況と隣接車線の状況とを併せて考慮して車両変更の制御を行うことができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、自車線における前走車両の後方と、隣接車線における前方基準車両の後方と、隣接車線における後方基準車両の前方とに適切な制約位置が設定される。このため、自車線および隣接車線を走行する種々の周辺車両に対してより余裕を持った目標軌道が生成され、車線変更の安全性をさらに高めることができる。
【００２２】
請求項３から１２記載の発明によれば、自車両の状態（速度、加速度等）、周辺車両の状態（速度、加速度、挙動等）、周辺車両の大きさ（車両幅、車格等）、および自車両が走行する環境（レーン種別、道路勾配、カーブの曲率、天候状態、路面状態、視界状態等）のうち少なくとも１つに基づいてマージンの大きさが設定される。これにより、各種の状況に応じてマージンの大きさが柔軟に設定され、より安全な目標軌道が生成される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る車両制御装置１００が搭載された車両（自車両Ｍ）の有する構成要素を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。
【図３】自車位置認識部１０４により走行車線に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。
【図４】ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る車線変更制御部１１０が軌道生成を行うための処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係るターゲット位置設定部１１１がターゲット位置ＴＡを設定する様子を示す図である。
【図７】現時刻および将来の複数の時刻における自車両Ｍと周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣとの関係の一例を示す図である。
【図８】衝突余裕時間ＴＴＣ、車頭時間ＴＨＷ、および車幅方向移動量と、それら要素に基づいて導出されるマージン量との関係の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係るマージン量設定部１１４が前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る車両制御装置１００が認識する自車両Ｍの基準点Ｐを示す平面図である。
【図１１】第２の実施形態の第１変形例に係る車両制御装置１００が認識する自車両Ｍの基準点Ｐ１，Ｐ２を示す平面図である。
【図１２】第２の実施形態の第１変形例に係る現時刻および将来の複数の時刻における自車両Ｍの基準点Ｐ１，Ｐ２と周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣとの関係の一例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の第２変形例に係る車両制御装置１００が認識する自車両Ｍの基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
［車両構成］
図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００が搭載された車両（以下、自車両Ｍと称する）が有する構成要素を示す図である。車両制御装置１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２６】
図１に示すように、車両には、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、上述した車両制御装置１００とが搭載される。ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出範囲を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出範囲を有している。
【００２７】
上述したレーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出範囲が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出範囲が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
【００２８】
カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。
【００２９】
なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
【００３０】
図２は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、通信装置４５と、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、走行駆動力出力装置９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置９４と、車両制御装置１００とが搭載される。
【００３１】
通信装置４５は、アンテナと、アンテナに電気的に接続された無線回路とを含む。例えば、通信装置４５は、通信衛星または道路に設置された通信装置との間で無線通信を行い、天候状態、路面状態、視界状態のような自車両Ｍが走行する環境に関する情報を取得する。なお、通信装置４５の全部または一部は、例えば、ユーザが保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または有線の通信によって情報の送受信が行われる。
【００３２】
ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、経路情報１３４として記憶部１３０に格納される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または有線の通信によって情報の送受信が行われる。
【００３３】
車両センサ６０は、自車両Ｍの速度（車速）を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
【００３４】
操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１２０に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に出力されてもよい。
【００３５】
切替スイッチ８０は、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置５０のタッチパネル式表示装置に設けられるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチであってもよい。切替スイッチ８０は、運転者が手動で運転する手動運転モードと、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する自動運転モードとの切替指示を受け付け、走行制御部１２０による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成する。
【００３６】
走行駆動力出力装置９０は、例えば、エンジンと走行用モータのうち一方または双方を含む。走行駆動力出力装置９０がエンジンのみを有する場合、走行駆動力出力装置９０は更にエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含む。エンジンＥＣＵは、例えば、走行制御部１２０から入力される情報に従い、スロットル開度やシフト段等を調整することで、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を制御する。走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを有する場合、走行駆動力出力装置９０は、走行用モータを駆動するモータＥＣＵを含む。モータＥＣＵは、例えば、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整することで、車両が走行するための走行駆動力を制御する。走行駆動力出力装置９０がエンジンと走行用モータの双方を含む場合は、エンジンＥＣＵとモータＥＣＵの双方が協調して走行駆動力を制御する。
【００３７】
ステアリング装置９２は、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させて転舵輪の向きを変更可能な電動モータ、ステアリング操舵角（または実舵角）を検出する操舵角センサ等を備える。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従い、電動モータを駆動する。
【００３８】
ブレーキ装置９４は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。ブレーキ装置９４は、走行制御部１２０から入力される情報に従い、所望の大きさのブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエータにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。
【００３９】
［車両制御装置］
以下、車両制御装置１００について説明する。車両制御装置１００は、例えば、外界認識部１０２と、自車位置認識部１０４と、行動計画生成部１０６と、車線変更制御部１１０と、走行制御部１２０と、制御切替部１２２と、記憶部１３０とを備える。外界認識部１０２、自車位置認識部１０４、行動計画生成部１０６、車線変更制御部１１０、走行制御部１２０、および制御切替部１２２のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。前記プログラムは、予め記憶部１３０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、前記プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１３０にインストールされてもよい。
【００４０】
外界認識部１０２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等の出力に基づいて、周辺車両の状態（位置、速度、加速度、挙動等）および周辺車両の大きさ（車両幅や車格等）を認識する。本実施形態における周辺車両とは、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「挙動」とは、周辺車両が車線変更をしているか否か（あるいはしようとしているか否か）を含んでよい。例えば、外界認識部１０２は、周辺車両の位置の履歴や、自車線と隣接車線との間の境界に対する周辺車両の位置、または方向指示器の作動状態等に基づいて、周辺車両が車線変更をしているか否か（あるいはしようとしているか否か）を認識する。また、周辺車両の「挙動」とは、周辺車両の走行状態が安定しているか否かを含んでもよい。走行状態が安定しているとは、周辺車両の走行が車幅方向にふらふらしていない、頻繁にブレーキを踏んでいないこと等を意味する。
また、外界認識部１０２は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等の出力に基づいて、自車線を走行する周辺車両の平均車速、および隣接車線を走行する周辺車両の平均車速を検出してもよい。また、外界認識部１０２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。以下、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０と、外界認識部１０２とを合わせたものを、周辺車両を検出する「検出部ＤＴ」と称する。検出部ＤＴは、更に、周辺車両との通信によって周辺車両の状態（位置、速度、加速度、挙動等）および周辺車両の大きさ（車両幅や車格等）を認識してもよい。
【００４１】
また、外界認識部１０２は、例えば通信装置４５を通じて取得する情報に基づいて、自車両Ｍが走行する環境の状態を認識する。例えば、外界認識部１０２は、通信装置４５を通じて取得する情報に基づき、天候状態（雨や雪の状態等）、路面状態（路面の濡れや凍結の状態等）、視界状態（霧やスモッグの状態等）等を認識する。なお、外界認識部１０２は、例えばカメラ４０等の出力に基づいて、天候状態、路面状態、視界状態等を認識してもよい。本実施形態の検出部ＤＴは、自車両Ｍが走行する環境の状態を検出する検出部でもある。通信装置４５は、検出部ＤＴの一部を構成する。
【００４２】
自車位置認識部１０４は、記憶部１３０に格納された地図情報１３２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍの状態（位置、速度、加速度等）を認識する。例えば、自車位置認識部１０４は、自車両Ｍの重心やコーナー等の代表点を自車両Ｍの位置として認識してもよいし、または自車両Ｍの輪郭で表現された領域を自車両Ｍの位置として認識してもよい。また、自車位置認識部１０４は、上記各種機器の情報に基づいて、自車両Ｍが走行している車線（自車線）、および、自車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。地図情報１３２は、例えば、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。図３は、自車位置認識部１０４により走行車線に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１０４は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向に走行車線中央ＣＬを連ねた線に対して自車両Ｍがなす角度θを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１０４は、走行車線のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。
【００４３】
例えば、記憶部１３０に格納された地図情報１３２（あるいはナビゲーション装置５０が有するナビ地図）は、車線のレーン種別（走行車線、追越車線、登板車線等の種別）、道路勾配、およびカーブの曲率等の情報を含んでもよい。自車位置認識部１０４は、例えば地図情報１３２（あるいはナビゲーション装置５０が有するナビ地図）と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行する車線のレーン種別、道路勾配、およびカーブの曲率等を認識してもよい。自車位置認識部１０４は、自車両Ｍが走行する環境の状態を検出する検出部ＤＴの一部を構成する。
【００４４】
行動計画生成部１０６は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置５０により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部１０６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００４５】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、車線合流ポイントにおいて自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、車両制御装置１００は、自動運転モードにおいて、自車両Ｍが目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、地図情報１３２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Ｍの位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。
【００４６】
図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１０６は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１０６は、自車両Ｍの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。
【００４７】
［車線変更イベント］
車線変更制御部１１０は、行動計画生成部１０６により作成された行動計画に含まれる車線変更イベントが実施される際の制御を行う。図２に示すように、車線変更制御部１１０は、例えば、ターゲット位置設定部１１１と、車線変更可否判定部１１２と、他車位置変化推定部１１３と、マージン量設定部１１４と、制約位置導出部１１５と、軌道生成部１１６とを備える。なお、車線変更制御部１１０は、分岐イベントや合流イベントが実施される際に、以下に述べる処理を行ってもよい。
【００４８】
以下、車線変更の軌道生成を行うための処理について、フローチャートを参照しながら説明する。図５は、車線変更の軌道生成を行うための処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４９】
（ターゲット位置の設定）
まず、ターゲット位置設定部１１１が、車線変更のターゲット位置（車線変更ターゲット位置）を設定する（ステップＳ２００）。例えば、ターゲット位置設定部１１１は、検出部ＤＴにより検出された周辺車両の位置を参照し、自車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両に対する相対位置として、車線変更のターゲット位置（以下、単にターゲット位置と称する）を設定する。
【００５０】
図６は、ターゲット位置設定部１１１がターゲット位置ＴＡを設定する様子を示す図である。図中、Ｌ１は、自車両Ｍが走行する自車線であり、Ｌ２は、自車線Ｌ１に隣接する隣接車線であり、ｄは、車両進行方向である。以下の説明では、行動計画によって自車線Ｌ１の右側に隣接する隣接車線Ｌ２に車線変更することが指示されているものとする。また図中、ｍＡは、自車線Ｌ１において自車両Ｍの直前を走行する前走車両であり、ｍＢは、隣接車線Ｌ２においてターゲット位置ＴＡの直前を走行する前方基準車両であり、ｍＣは、隣接車線Ｌ２においてターゲット位置ＴＡの直後を走行する後方基準車両である。前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの各々は、周辺車両の一例である。
例えば、ターゲット位置設定部１１１は、隣接車線Ｌ２を走行し、且つ自車両Ｍよりも前方を走行する車両（前方基準車両ｍＢ）と、隣接車線Ｌ２を走行し、且つ自車両Ｍよりも後方を走行する車両（後方基準車両ｍＣ）とを特定し、これら車両の間にターゲット位置ＴＡを設定する。なお上記に代えて、前方基準車両ｍＢは、自車両Ｍよりも後方を走行する車両でもよい。
【００５１】
（車線変更の可否判断）
次に、車線変更可否判定部１１２は、例えば、自車両Ｍを車線変更先の隣接車線Ｌ２に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域ＲＡを設定する。例えば、禁止領域ＲＡは、車幅方向において隣接車線Ｌ２の一端から他端まで延在する領域として設定される。そして、車線変更可否判定部１１２は、禁止領域ＲＡ内に周辺車両の一部が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。車線変更可否判定部１１２は、禁止領域ＲＡ内に周辺車両の一部が存在する場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、車線変更の処理を一旦中止する。一方で、禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、以下に述べる車線変更の処理が行われる。なお、車線変更可否判定部１１２は、ステップＳ２０２の判定において、更に、自車両Ｍを車線変更先に射影した仮想的な前端部と前方基準車両ｍＢとの間の衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、並びに自車両Ｍを車線変更先に射影した仮想的な後端部と後方基準車両ｍＣとの間の衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が共に予め設定される条件を満たすか否かを判定し、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）および衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）のうち少なくともいずれか一方が前記条件を満たさない場合は車線変更の処理を一旦中止してもよい。衝突余裕時間ＴＴＣについては後述する。
【００５２】
（周辺車両の位置変化の推定）
次に、他車位置変化推定部１１３が、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置を推定する（ステップＳ２０４）。なお以下の説明では、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣを纏めて、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣと称する場合がある。
【００５３】
周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの将来の複数の時刻における位置は、例えば、それら周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣが現在の速度を保ったまま走行すると仮定した定速度モデル、またはそれら周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣが現在の加速度を保ったまま走行すると仮定した定加速度モデル、その他、種々のモデルに基づいて推定することができる。また、他車位置変化推定部１１３は、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの操舵角について考慮してもよいし、操舵角を考慮せず、現在の走行車線を維持したまま走行すると仮定して位置変化を推定してもよい。以下の説明では、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣは、現在の速度を保ったまま、走行車線を維持して走行すると仮定して位置変化を推定するものとする。
【００５４】
図７は、車線変更イベントが開始される時刻（以下、現時刻と称する）（ｔ０）および将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における自車両Ｍと周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣとの関係の一例を示す図である。図中、縦軸は、現時刻（ｔ０）の自車両Ｍの位置を基準とした車両進行方向ｄにおける走行距離ｘを示し、横軸は、現時刻（ｔ０）からの経過時間ｔを示している。
【００５５】
ここで、破線ｅＡは、他車位置変化推定部１１３により推定された前走車両ｍＡの将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置を示す。同様に、破線ｅＢは、他車位置変化推定部１１３により推定された前方基準車両ｍＢの将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置を示す。破線ｅＣは、他車位置変化推定部１１３により推定された後方基準車両ｍＣの将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置を示す。なお、図７中では、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置は、破線ｅＡ，ｅＢ，ｅＣとして模式的に示されるが、実際には破線ｅＡ，ｅＢ，ｅＣ上にある複数の点の集合体である。
【００５６】
（マージンの設定）
本実施形態では、制約位置導出部１１５が、他車位置変化推定部１１３により推定された周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの将来の複数の時刻における位置に対して、ターゲット位置ＴＡに干渉する側に車間距離の余裕としてのマージンＭＧを設定する。言い換えると、マージンＭＧは、上述の破線ｅＡ，ｅＢ，ｅＣに対して、自車両Ｍの存在可能領域を狭めるマージンである。そして、制約位置導出部１１５は、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの将来の複数の時刻における位置に対してマージンＭＧを設けた領域を、将来の複数の時刻における自車両Ｍの存在可能領域として導出する。
【００５７】
例えば、マージンＭＧは、図７に示すように、前走車両ｍＡの後方側に設定される前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両ｍＢの後方側に設定される前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両ｍＣの前方側に設定される後方基準車両前方マージンＭＧＣを含む。前走車両後方マージンＭＧＡは、自車線Ｌ１において、自車両Ｍと前走車両ｍＡとの間に設定されるマージンである。例えば、前走車両後方マージンＭＧＡは、前走車両ｍＡの後方に自車両Ｍが最大接近可能な距離分のマージンである。前方基準車両後方マージンＭＧＢは、隣接車線Ｌ２において、ターゲット位置ＴＡと前方基準車両ｍＢとの間に設定されるマージンである。例えば、前方基準車両後方マージンＭＧＢは、前方基準車両ｍＢの後方に自車両Ｍが追従して走行する際に前方基準車両ｍＢと自車両Ｍとの間で適切な車間距離となるマージンである。後方基準車両前方マージンＭＧＣは、隣接車線Ｌ２において、ターゲット位置ＴＡと後方基準車両ｍＣとの間に設定されるマージンである。例えば、後方基準車両前方マージンＭＧＣは、後方基準車両ｍＣの前方に自車両Ｍが最大接近可能な距離分のマージンである。
【００５８】
（マージン量の設定）
マージンＭＧの設定の流れについてより詳しく述べると、まず、マージン量設定部１１４が、マージンＭＧの大きさを設定する（ステップＳ２０６）。なお、マージンＭＧの大きさを設定するステップＳ２０６は、ステップＳ２０４と略同時に行われてもよく、またはステップＳ２０４よりも先に行われてもよい。
【００５９】
マージン量設定部１１４は、検出部ＤＴにより検出された自車両Ｍの状況（速度、加速度等）、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの状況（速度、加速度、挙動等）、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの大きさ（車両幅や車格等）、および自車両Ｍが走行する環境（レーン種別、道路勾配、カーブの曲率、天候状態、路面状態、視界状態等）のうち少なくとも１つに基づいて、マージンＭＧの大きさを設定する。
【００６０】
ここではまず、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさの設定方法を詳しく説明する。
本実施形態のマージン量設定部１１４は、例えば、自車両Ｍの速度、前走車両ｍＡの速度、および自車両Ｍと前走車両ｍＡの相対速度のうち少なくとも１つに基づいて、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する。例えば、マージン量設定部１１４は、前走車両ｍＡに対する自車両Ｍの衝突余裕時間ＴＴＣ（Time-To Collision）および前走車両ｍＡに対する自車両Ｍの車頭時間ＴＨＷ（Time-Head Way）のいずれか、またはそれらの組み合わせに基づいて前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する。なお、衝突余裕時間ＴＴＣとは、車両進行方向ｄにおける自車両Ｍと前走車両ｍＡとの間の車間距離を、自車両Ｍと前走車両ｍＡとの相対速度で除算することで得られる値である。一方で、車頭時間ＴＨＷとは、車両進行方向ｄにおける自車両Ｍと前走車両ｍＡとの間の車間距離を、自車両Ｍの速度で除算することで得られる値である。
【００６１】
また、マージン量設定部１１４は、前走車両ｍＡを回避して車線変更するために必要な自車両Ｍの車幅方向移動量に基づいて前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する。なお本願で言う、ある要素に基づいてマージンの大きさを設定するとは、その要素のみに基づいてマージンの大きさを設定する場合に限られず、その要素に加えて別の要素にも基づいてマージンの大きさを設定することを意味する。例えば、「車幅方向移動量に基づいて前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する」とは、車幅方向移動量のみに基づいて前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する場合に限られず、車幅方向移動量とその他の要素（例えば衝突余裕時間ＴＴＣや車頭時間ＴＨＷ等）を総合的に考慮してマージンＭＧＡの大きさを設定する場合を含む。なおこれは、マージンＭＧの設定に関わる他の要素についても同様である。
【００６２】
図８は、衝突余裕時間ＴＴＣ、車頭時間ＴＨＷ、および車幅方向移動量と、それら要素に基づいて導出されるマージン量との関係の一例を示す図である。
図８中の（ａ）は、衝突余裕時間ＴＴＣと、衝突余裕時間ＴＴＣに基づいて導出されるマージン量（以下、第１マージン量と称する）との関係の一例を示す。図８中の（ａ）に示すように、例えば、衝突余裕時間ＴＴＣが大きくなると、第１マージン量は小さくてよい。
図８中の（ｂ）は、車頭時間ＴＨＷと、車頭時間ＴＨＷに基づいて導出されるマージン量（以下、第２マージン量と称する）との関係の一例を示す。図８中の（ｂ）に示すように、例えば、車頭時間ＴＨＷが大きくなると、第２マージン量は小さくてよい。
図８中の（ｃ）は、前走車両ｍＡを回避して車線変更するために必要な自車両Ｍの車幅方向移動量に相当する車幅方向移動残り時間ＲＴＷ（Remaining Time-moving in Width direction）と、車幅方向移動残り時間ＲＴＷに基づいて導出されるマージン量（以下、第３マージン量と称する）との関係の一例を示す。なお、車幅方向移動残り時間ＲＴＷは、前走車両ｍＡを回避するために必要な自車両Ｍの車幅方向移動の残り時間である。例えば、車幅方向移動残り時間ＲＴＷは、検出部ＤＴにより検出された前走車両ｍＡの車両幅、車幅方向における前走車両ｍＡと自車両Ｍとの相対位置、および車幅方向における前走車両ｍＡと自車両Ｍとの相対速度等に基づいて導出される。図８中の（ｃ）に示すように、例えば、車幅方向移動残り時間ＲＴＷがある程度大きい場合、第３マージン量は予め設定される一定の値となる。
なお、第１マージン量、第２マージン量、および第３マージン量は、図８に示す例に限定されず、種々の関数または予め設定されるテーブルに基づいて導出されてもよい。
【００６３】
図９は、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する流れの一例を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、マージン量設定部１１４は、衝突余裕時間ＴＴＣに基づいて、第１マージン量を導出する（ステップＳ３００）。例えば、マージン量設定部１１４は、図８中の（ａ）に示すような関数を用いて、第１マージン量を導出する。次に、マージン量設定部１１４は、車頭時間ＴＨＷに基づいて、第２マージン量を導出する（ステップＳ３０２）。例えば、マージン量設定部１１４は、図８中の（ｂ）に示すような関数を用いて、第２マージン量を導出する。次に、マージン量設定部１１４は、車幅方向移動残り時間ＲＴＷに基づいて、第３マージン量を導出する（ステップＳ３０４）。例えば、マージン量設定部１１４は、図８中の（ｃ）に示すような関数を用いて、第３マージン量を導出する。なお、ステップＳ３００、ステップＳ３０２、およびステップＳ３０４は、互いに略同時に行われてもよく、いずれが先に行われてもよい。
【００６４】
ここで、本実施形態のマージン量設定部１１４は、第１マージン量と第２マージン量とを比較し、第１マージン量と第２マージン量とのいずれか大きい方に基づいて前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを設定する。
詳しく述べると、まず、マージン量設定部１１４は、導出された第１マージン量と第２マージン量とを比較する（ステップＳ３０６）。そして、マージン量設定部１１４は、第１マージン量が第２マージン量よりも大きい場合（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、第１マージン量に第３マージン量を加算し、第１マージン量と第３マージン量との合計値を前走車両後方マージンＭＧＡの基本値として設定する（ステップＳ３０８）。一方で、マージン量設定部１１４は、第１マージン量が第２マージン量以下の場合（ステップＳ３０６：ＮＯ）、第２マージン量に第３マージン量を加算し、第２マージン量と第３マージン量との合計値を前走車両後方マージンＭＧＡの基本値として導出する（ステップＳ３１０）。
すなわち、第１マージン量をｆ（ＴＴＣ）、第２マージン量をｆ（ＴＨＷ）、第３マージン量をｆ（ＲＴＷ）とすると、前走車両後方マージンＭＧＡの基本値ＢＶは、式（１）のように表される。
【００６５】
【数１】
0006288590.tif 000002
【００６６】
さらに、本実施形態のマージン量設定部１１４は、導出された前走車両後方マージンＭＧＡの基本値を、検出部ＤＴにより検出された周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの状況（挙動等）、周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの大きさ（車格等）、および自車両Ｍが走行する環境（レーン種別、道路勾配、カーブの曲率、天候状態、路面状態、視界状態等）のうち少なくとも１つに基づいて補正する（ステップＳ３１２）。
【００６７】
例えば、マージン量設定部１１４は、検出部ＤＴにより検出された前走車両ｍＡの挙動に基づいて、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。例えば、マージン量設定部１１４は、前走車両ｍＡの走行状態が安定していない場合（車幅方向の移動の頻度が予め設定された閾値よりも多い場合、またはブレーキ動作の頻度（減速の頻度）が予め設定された閾値よりも多い場合等）に、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。
【００６８】
更に、マージン量設定部１１４は、検出部ＤＴにより検出された前走車両ｍＡの車格が予め設定された所定サイズに比べて大きい場合、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。これにより、車格が大きな前走車両ｍＡに接近し過ぎることにより自車両Ｍの乗員が圧迫感を感じることを抑制することができる。なお、マージン量設定部１１４は、例えば記憶部１３０に格納された自車両Ｍの車格の情報に基づき、自車両Ｍの車格が所定サイズに比べて大きい場合、前走車両後方マージンＭＧＡを比較的大きく設定するようにしてもよい。これにより、前走車両ｍＡの乗員が圧迫感を感じることを抑制することができる。
【００６９】
更に、マージン量設定部１１４は、検出部ＤＴにより検出された自車線Ｌ１を走行する車両の平均車速と隣接車線Ｌ２を走行する車両の平均車速との大小関係（または検出部ＤＴにより検出された自車線Ｌ１および隣接車線Ｌ２のレーン種別）に基づいて、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。例えば、マージン量設定部１１４は、自車線Ｌ１を走行する車両の平均車速よりも隣接車線Ｌ２を走行する車両の平均車速が大きい場合（または自車線Ｌ１が走行車線であり、隣接車線Ｌ２が追越車線の場合）に、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。
【００７０】
更に、マージン量設定部１１４は、検出部ＤＴにより検出された自車両Ｍが走行する環境（道路勾配、カーブの曲率、天候状況、路面状況、視界状況等）に基づいて、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。
例えば、マージン量設定部１１４は、道路勾配やカーブの曲率が予め設定された閾値よりも大きい場合、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。また、マージン量設定部１１４は、自車両Ｍの制動距離が悪くなる条件が天候状況、路面状況、視界状況等に含まれるか否かを判定する。そして、マージン量設定部１１４は、自車両Ｍの制動距離が悪くなる条件が天候状況、路面状況、視界状況等に含まれている場合に、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。例えば、マージン量設定部１１４は、雨や雪が降っている状況、路面が凍結しているおそれがある状況、または視界が悪い状況では、前走車両後方マージンＭＧＡが大きくなるように、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさを変更する。
【００７１】
以上、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさの設定方法の一例について説明した。なお、前方基準車両後方マージンＭＧＢおよび後方基準車両前方マージンＭＧＣの設定方法は、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさの設定方法と略同じである。例えば、前方基準車両後方マージンＭＧＢおよび後方基準車両前方マージンＭＧＣの設定方法は、前走車両後方マージンＭＧＡの大きさの設定方法に関する上記説明において、「前走車両ｍＡ」を「前方基準車両ｍＢ」または「後方基準車両ｍＣ」、「前走車両後方マージンＭＧＡ」を「前方基準車両後方マージンＭＧＢ」または「後方基準車両前方マージンＭＧＣ」とのように読み替えればよい。なお、前方基準車両後方マージンＭＧＢおよび後方基準車両前方マージンＭＧＣの設定では、ターゲット位置ＴＡに仮想的に配置された自車両Ｍに基づいて、前方基準車両後方マージンＭＧＢおよび後方基準車両前方マージンＭＧＣが導出される。
【００７２】
（制約位置の導出）
次に、制約位置導出部１１５が、他車位置変化推定部１１３により推定された周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣの現時刻（ｔ０）および将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における位置に対してマージンＭＧを設けた自車両Ｍの現時刻（ｔ０）および将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における制約位置を導出する（ステップＳ２０８）。
例えば、図７に示すように、制約位置導出部１１５は、前記制約位置として、自車線前方制約位置と、隣接車線前方制約位置と、隣接車線後方制約位置とを導出する。自車線制約位置は、前走車両ｍＡの現時刻および将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前走車両後方マージンＭＧＡを設けた自車両Ｍの現時刻および将来の複数の時刻における制約位置であり、図７中に実線ｒＡで表される。言い換えると、実線ｒＡは、破線ｅＡを車線変更ターゲット位置ＴＡに干渉する側にマージンＭＧＡの分だけシフトさせたものである。同様に、隣接車線前方制約位置は、前方基準車両ｍＢの現時刻および将来の複数の時刻における位置に対して後方側に前方基準車両後方マージンＭＧＢを設けた自車両Ｍの現時刻および将来の複数の時刻における制約位置であり、図７中に実線ＲＢで表される。言い換えると、実線ｒＢは、破線ｅＢを車線変更ターゲット位置ＴＡに干渉する側にマージンＭＧＢの分だけシフトさせたものである。隣接車線後方制約位置は、後方基準車両ｍＣの現時刻および将来の複数の時刻における位置に対して前方側に後方基準車両前方マージンＭＧＣを設けた自車両Ｍの現時刻および将来の複数の時刻における制約位置であり、図７中に実線ＲＣで表される。言い換えると、実線ｒＣは、破線ｅＣを車線変更ターゲット位置ＴＡに干渉する側にマージンＭＧＣの分だけシフトさせたものである。そして、これら実線ｒＡ，ｒＢ，ｒＣで囲まれた領域が自車両Ｍの現時刻および将来の複数の時刻における存在可能領域となる。なお、図７中では、自車線前方制約位置、隣接車線前方制約位置、および隣接車線後方制約位置は、実線ｒＡ，ｒＢ，ｒＣとして模式的に示されるが、実際には実線ｒＡ，ｒＢ，ｒＣ上にある複数の点の集合体である。
【００７３】
（目標軌道の生成）
次に、軌道生成部１１６が、制約位置導出部１１５により導出された自車両Ｍの現在および将来の複数の時刻における制約位置（自車線前方制約位置、隣接車線前方制約位置、および隣接車線後方制約位置）に基づき、車線変更するための目標軌道を生成する（ステップＳ２１０）。言い換えると、軌道生成部１１６は、前記制約位置（自車線前方制約位置、隣接車線前方制約位置、および隣接車線後方制約位置）によって規定された存在可能領域に進入するための、将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における自車両Ｍの速度や加速度等を決定する。例えば、軌道生成部１１６は、自車両Ｍの現時刻における位置を基準に、現時刻から所定時間Δｔ経過するごとに、Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）、…といった将来の目標位置を自車両Ｍの目標軌道として生成する。
【００７４】
［走行制御］
走行制御部１２０は、制御切替部１２２による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って制御対象を制御する。走行制御部１２０は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１３６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１３６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。このイベントが車線変更イベントである場合、走行制御部１２０は、軌道生成部１１６により生成された目標軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）とを決定する。走行制御部１２０は、イベントごとに決定した制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（９０、９２、９４）は、走行制御部１２０から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部１２０は、車両センサ６０の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整する。
【００７５】
また、走行制御部１２０は、手動運転モード時において、操作検出センサ７２により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１２０は、操作検出センサ７２により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。
【００７６】
制御切替部１２２は、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１３６に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１２２は、切替スイッチ８０から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１２０の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。
【００７７】
また、制御切替部１２２は、操作検出センサ７２から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１２０による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１２２は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス７０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１２０によって自車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１２２は、走行制御部１２０の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前方車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ８０の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。
【００７８】
以上説明した本実施形態の車両制御装置１００によれば、将来の複数の時刻における周辺車両の位置に対してマージンＭＧを設けた制約位置に基づいて、車線変更の目標軌道が生成される。このため、将来の複数の時刻においてより余裕を持った目標軌道が生成され、車線変更の安全性をさらに高めることができる。
【００７９】
また、本実施形態の車両制御装置１００によれば、自車線Ｌ１における前走車両ｍＡの後方と、隣接車線Ｌ２における前方基準車両ｍＢの後方と、隣接車線Ｌ２における後方基準車両ｍＣの前方とに適切な制約位置が設定される。このため、自車線および隣接車線を走行する種々の周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣに対してより余裕を持った目標軌道が生成され、車線変更の安全性をさらに高めることができる。
【００８０】
また、本実施形態の車両制御装置１００によれば、自車両Ｍの状態（速度、加速度等）、周辺車両の状態（速度、加速度、挙動等）、周辺車両の大きさ（車両幅、車格等）、および自車両Ｍが走行する環境（レーン種別、道路勾配、カーブの曲率、天候状態、路面状態、視界状態等）のうち少なくとも１つに基づいてマージンＭＧの大きさが設定される。これにより、各種の状況に応じてマージンＭＧの大きさが柔軟に設定され、より安全な目標軌道が生成される。例えば、周辺車両の挙動が不安定な場合に、より大きなマージンＭＧを持たせることで安全性をさらに高めることができる。また、周辺車両の車格が大きい場合に、より大きなマージンＭＧを持たせることで、自車両Ｍの乗員が感じる圧迫感などを抑制することができる。また、平均車速が自車線Ｌ１よりも速い隣接車線Ｌ２に車線変更する場合に、より大きなマージンＭＧを持たせることができる。例えばこの場合、比較的大きな後方基準車両前方マージンＭＧＣが設定されることで、後方基準車両ｍＣの増速等に対する安全性をさらに高めることができる。また、道路勾配やカーブの曲率が比較的大きな場合に、より大きなマージンを持たせることで、安全性をさらに高めることができる。また、制動距離が長くなりやすい天候状態や路面状態、視界状態等の場合に、より大きなマージンを持たせることで、安全性をさらに高めることができる。
【００８１】
また、本実施形態の車両制御装置１００によれば、衝突余裕時間ＴＴＣに基づいて第１マージン量が導出され、車頭時間ＴＨＷに基づいて第２マージン量が導出され、第１マージン量と第２マージン量のうち少なくとも一方に基づいてマージンＭＧの大きさが設定される。ここで、衝突余裕時間ＴＴＣと、車頭時間ＴＨＷとは互いに概念が異なるため、自車両Ｍおよび周辺車両の車速や相対速度に応じて、衝突余裕時間ＴＴＣに基づいて導出される第１マージン量が、車頭時間ＴＨＷに基づいて導出される第２マージン量よりも大きくなる場合も想定されれば、逆に第２マージン量が第１マージン量よりも大きくなる場合も想定される。そこで、本実施形態の車両制御装置１００は、上記第１マージン量と第２マージン量の両方を導出し、少なくとも第１マージン量と第２マージン量のうちいずれか大きい方をカバーするようにマージンＭＧの大きさを設定する。これにより、自車両Ｍおよび周辺車両の種々の状況において、安全性をさらに高めることができる。
【００８２】
なお、マージンＭＧの大きさの設定方法は、本実施形態の例に限られない。
例えば、マージン量設定部１１４は、第１マージン量および第２マージン量を導出した後、予め設定された第１係数α１が第１マージン量に乗算された値と、予め設定された第２係数α２が第２マージン量に乗算された値との合計値（すなわち、第１マージン量と第２マージン量との加重和）を、前走車両後方マージンＭＧＡの前記基本値として導出してもよい。
つまり、第１マージン量をｆ（ＴＴＣ）、第２マージン量をｆ（ＴＨＷ）、第３マージン量をｆ（ＲＴＷ）とすると、前走車両後方マージンＭＧＡの基本値ＢＶは、式（２）のように導出されてもよい。
【００８３】
【数２】
0006288590.tif 000003
【００８４】
このような設定方法によっても、第１マージン量および第２マージン量の両方を適切に考慮したマージンＭＧの大きさを設定することができる。なお、第１係数α１および第２係数α２は、それぞれ“１”でもよい。
【００８５】
また、本実施形態の車両制御装置１００によれば、自車線Ｌ１において自車両Ｍの直前を走行する前走車両ｍＡを回避するために必要な自車両Ｍの車幅方向移動量に基づいてマージンＭＧの大きさが設定される。このため、例えば自車両Ｍの位置を重心等の１点でモデル化する場合であっても、自車両Ｍの車幅方向移動量を適切に考慮し、安全性をさらに高めることができる。
【００８６】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態に係る車両制御装置１００が認識する自車両Ｍの基準点Ｐを示す平面図である。第２の実施形態に係る車両制御装置１００は、図１０に示すように、自車両Ｍの位置を１つの質点として見做すとともに、ミンコフスキー和の考え方に基づいて導出されるマージン量に基づき、マージンＭＧの大きさが設定される。以下、係る相違点を中心に説明する。
【００８７】
図１０中の（ａ）は、ミンコフスキー和の基本的な考え方を示す。ミンコフスキー和の基本的な考え方によれば、自車両Ｍが１つの基準点（質点）Ｐとして見做されるとともに、その基準点Ｐを中心とする仮想円ＩＣが配置される。仮想円ＩＣは、自車両Ｍの外形を囲む大きさに設定される。そして、自車両Ｍと周辺車両との間の距離が仮想円ＩＣの半径よりも小さくなる場合に、自車両Ｍと周辺車両とが接触すると判定される。
【００８８】
本実施形態のマージン量設定部１１４は、仮想円ＩＣの半径に相当する距離に基づいて、前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両前方マージンＭＧＣの大きさを設定する。例えば、マージン量設定部１１４は、仮想円ＩＣの半径に相当する距離を、前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両前方マージンＭＧＣの前記基本値に加えることで、前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両前方マージンＭＧＣの大きさを設定する。これにより、自車両Ｍが１つの基準点Ｐとして取り扱わされる場合でも、精度の高いマージンＭＧを設定することができる。
【００８９】
次に、第２の実施形態の第１変形例について説明する。
図１１は、第２の実施形態の第１変形例に係る車両制御装置１００が認識する自車両Ｍの基準点Ｐ１，Ｐ２を示す平面図である。
【００９０】
一般的な車両は、車両進行方向ｄにおける長さが車幅よりも大きな形状を持つ。このため、自車両Ｍに設定される１つの基準点Ｐを中心とする仮想円ＩＣでは、車両の外形を精度良く表しているとは言えない場合がある。
そこで、本変形例の車両制御装置１００の自車位置認識部１０４は、図１１に示すように、自車両Ｍの位置を、車両進行方向ｄに離間して配置された２つの基準点（質点）Ｐ１，Ｐ２として見做すとともに、それら２つの基準点Ｐ１，Ｐ２を中心とする２つの仮想円ＩＣを配置する。例えば、基準点Ｐ１は、基準点Ｐ２に対して、車両進行方向ｄにおける前方側に位置する。
【００９１】
図１２は、現時刻（ｔ０）および将来の複数の時刻（ｔ１，ｔ２，ｔ３，…）における自車両Ｍの基準点Ｐ１，Ｐ２と周辺車両ｍＡ，ｍＢ，ｍＣとの関係の一例を示す図である。図１２中の（ａ）は、２つの基準点Ｐ１，Ｐ２を別々に示したものであり、現時刻（ｔ０）における基準点Ｐ２の位置をゼロ点としている。一方で、図１２中の（ｂ）は、２つの基準点Ｐ１，Ｐ２を仮想的に合成した場合を示す。
【００９２】
図１２中の（ａ）に示すように、本実施形態では、自車線前方制約位置（実線ｒＡ）および隣接車線前方制約位置（実線ｒＢ）は、自車両Ｍの基準点Ｐ１に対する制約位置として設定される。この場合、前走車両後方マージンＭＧＡおよび前方基準車両後方マージンＭＧＢの大きさは、基準点Ｐ１を中心とする仮想円ＩＣの半径に相当する距離に基づいて設定される。一方で、隣接車線後方制約位置（実線ｒＣ）は、自車両Ｍの基準点Ｐ２に対する制約位置として設定される。この場合、後方基準車両前方マージンＭＧＣには、基準点Ｐ２を中心とする仮想円ＩＣの半径に相当する距離に基づいて設定される。
【００９３】
本変形例のように、２つの基準点Ｐ１，Ｐ２が設定される場合、基準点が１つの場合に比べて、自車両Ｍの形状が精度良く認識される。このため、本実施形態の前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両前方マージンＭＧＣの各々の大きさは、基準点が１つの場合の前走車両後方マージンＭＧＡ、前方基準車両後方マージンＭＧＢ、および後方基準車両前方マージンＭＧＣの各々の大きさに比べて小さく設定されても、高い安全性を確保することができる。
【００９４】
本変形例における車線変更の目標軌道の生成では、自車両Ｍの２つの基準点Ｐ１，Ｐ２の各々について制約位置に対する干渉が計算され、自車両Ｍの２つの基準点Ｐ１，Ｐ２の各々が存在可能領域に進入するための目標軌道が生成されてもよい。ただしこの場合、２つの基準点Ｐ１，Ｐ２の各々に関する計算が必要になるため、軌道生成の計算に関する処理負担が大きくなる場合がある。
【００９５】
そこで本変形例の軌道生成部１１６は、自車両Ｍの２つの基準点Ｐ１，Ｐ２を仮想的に１つに合成したＰＡを設定し、ＰＡが存在可能領域に進入するための目標軌道を生成する。例えば、軌道生成部１１６は、図１２中の（ｂ）に示すように、基準点Ｐ１と基準点Ｐ２とが重なるように基準点Ｐ１を移動させるとともに、基準点Ｐ１と基準点Ｐ２との間の距離に相当するマージン量ＭＳを、前走車両後方マージンＭＧＡおよび前方基準車両後方マージンＭＧＢに追加する。これにより、合成後の１つの基準点ＰＡに関する目標軌道を生成することで、適切な車線変更の目標軌道を生成することができる。このため、車線変更の計算に関する処理負担を低減することができる。
【００９６】
なお、自車両Ｍに設定される基準点は、上記例に限定されない。
例えば、図１３は、第２の実施形態の第２変形例として、自車両Ｍに４つの基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が設定される場合を示す。基準点Ｐ１，Ｐ２は、基準点Ｐ３，Ｐ４に対して、車両進行方向ｄにおける前方側に配置されている。例えば、基準点Ｐ１，Ｐ２は、車両進行方向ｄにおいて互いに同じ位置に配置されている。例えば、基準点Ｐ３，Ｐ４は、車両進行方向ｄにおいて互いに同じ位置に配置されている。
このような場合でも、マージンＭＧに適切なマージン量を追加することで、複数の基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を１つの基準点ＰＡに合成して目標軌道を生成することができる。
【００９７】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、マージンＭＧの大きさは、衝突余裕時間ＴＴＣや車頭時間ＴＨＷに関わらず、予め設定される一定の固定値でもよく、自車両Ｍが走行する環境等のみに基づいて導出される値でもよい。
【符号の説明】
【００９８】
２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、９０…走行駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００…車両制御装置、１０２…外界認識部、１０４…自車位置認識部、１０６…行動計画生成部、１１０…車線変更制御部、１１１…ターゲット位置設定部、１１３…他車位置変化推定部、１１４…マージン量設定部、１１５…制約位置導出部、１１６…軌道生成部、１２０…走行制御部、１２２…制御切替部、１３０…記憶部、ＤＴ…検出部、Ｍ…自車両。
【図１】
0006288590.tif 000004
【図２】
0006288590.tif 000005
【図３】
0006288590.tif 000006
【図４】
0006288590.tif 000007
【図５】
0006288590.tif 000008
【図６】
0006288590.tif 000009
【図７】
0006288590.tif 000010
【図８】
0006288590.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0006288590.tif 000013
【図１１】
0006288590.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
0006288590.tif 000016