(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車線を走行する車両を前記走行車線に隣接する渋滞中の隣接車線へ車線変更させる車両走行制御装置であって、
前記車両の周辺情報を取得する取得部と、
前記車両の周辺情報に基づいて、前記車両が進入するスペースが前記隣接車線に存在するか否かを判定する判定部と、
前記走行車線から前記隣接車線へ車線変更するように予め定められた走行軌跡に沿って前記車両を車線変更させる車両制御部と、
を備え、
前記車両制御部は、
前記判定部により前記スペースが存在しないと判定された場合、前記走行軌跡に沿って前記車両を移動させるとともに、前記走行車線と前記隣接車線との車線境界線上の待機位置、又は、前記走行車線内における前記車線境界線から所定距離以内の待機位置に前記車両を待機させ、
前記車両を待機させている間に前記判定部により前記スペースが存在すると判定された場合、前記待機位置から前記スペースへ前記車両を移動させる、
車両走行制御装置。
【請求項２】
前記車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを前記車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部をさらに備え、
前記車両制御部は、前記車両を待機させている間に前記判定部により前記スペースが存在すると判定されず、かつ、前記中止判定部により前記車線変更中止条件を満たすと判定された場合、前記待機位置から前記走行車線内の所定位置へ前記車両を移動させる請求項１に記載の車両走行制御装置。
【請求項３】
前記車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを前記車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部をさらに備え、
前記車両制御部は、前記車両を待機させている間に前記判定部により前記スペースが存在すると判定されず、かつ、前記中止判定部により前記車線変更中止条件を満たすと判定された場合、前記車両の走行制御を終了する請求項１に記載の車両走行制御装置。
【請求項４】
前記車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを前記車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部と、
前記車両を待機させている間に前記判定部により前記スペースが存在すると判定されず、かつ、前記中止判定部により前記車線変更中止条件を満たすと判定された場合、前記車両の運転者に警報を行う警報部と、
をさらに備える請求項１に記載の車両走行制御装置。
【請求項５】
前記中止判定部は、前記隣接車線を走行する所定台数以上の並走車両が前記車両を追い抜いた場合に前記車線変更中止条件を満たすと判定する請求項２〜４の何れか一項に記載の車両走行制御装置。
【請求項６】
前記中止判定部は、前記車両と前記車両の前方の前記走行車線における先行車両との車間距離が第１距離以上であり、かつ、前記車両と前記車両の後方の前記走行車線における後続車両との車間距離が第２距離以下である場合に前記車線変更中止条件を満たすと判定する請求項２〜４の何れか一項に記載の車両走行制御装置。
【請求項７】
前記車両制御部は、前記隣接車線に前記スペースが存在すると判定された場合には、前記走行車線から前記スペースへの走行軌跡を生成し、生成された前記走行軌跡を用いて前記待機位置から前記スペースへ前記車両を移動させる、請求項１〜６の何れか一項に記載の車両走行制御装置。
【請求項８】
前記車両制御部は、前記隣接車線に前記スペースが存在しないと判定された場合には、前記走行車線から前記隣接車線への走行軌跡を生成し、生成された前記走行軌跡を用いて前記待機位置へ前記車両を移動させる、請求項１〜７の何れか一項に記載の車両走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面は、車両走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の走行制御装置が記載されている。特許文献１記載の装置は、車両周囲に存在する他車両の挙動を、現在の車両の状態及び周囲環境に基づいて予測する。そして、この装置は、予測挙動に基づいて車両の自動運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８４５７８２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の隣接車線への車線変更時において隣接車線が渋滞している場合には、隣接車線を走行する車両間の車間距離が短くなり、車線変更に必要なスペースが隣接車線を走行する車両間に存在しないことがある。このような場合、従来の装置では自動で車線変更をすることができないおそれがある。例えば、従来の装置は、渋滞中の隣接車線を走行する他車両の予測挙動として、割り込みに必要なスペースよりも車間距離が短いと予測した場合、車間距離が十分空くまで車線変更の開始を保留する必要がある。本技術分野では、渋滞中の車線へ車線変更し易くすることができる車両走行制御装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係る車両走行制御装置は、走行車線を走行する車両を走行車線に隣接する渋滞中の隣接車線へ車線変更させる車両走行制御装置であって、車両の周辺情報を取得する取得部と、車両の周辺情報に基づいて、車両が進入するスペースが隣接車線に存在するか否かを判定する判定部と、走行車線から隣接車線へ車線変更するように予め定められた走行軌跡に沿って車両を車線変更させる車両制御部と、を備え、車両制御部は、判定部によりスペースが存在しないと判定された場合、走行軌跡に沿って車両を移動させるとともに、走行車線と隣接車線との車線境界線上の待機位置、又は、走行車線内における車線境界線から所定距離以内の待機位置に車両を待機させ、車両を待機させている間に判定部によりスペースが存在すると判定された場合、待機位置からスペースへ車両を移動させる。
【０００６】
この車両走行制御装置は、車両が進入するスペースが渋滞中の隣接車線に存在しない場合、車両を走行軌跡に沿って移動させて、車線境界線上の待機位置又は走行車線内における車線境界線から所定距離以内の待機位置で車両を待機させる。このため、この車両走行制御装置は、隣接車線を走行する他車両又は他車両の運転者に対して、車線変更のための働きかけを行うことができる。そして、この車両走行制御装置は、車両を待機させている間に渋滞中の隣接車線にスペースが生まれたときに、待機位置からスペースへ車両を移動させる。このように、この車両走行制御装置は、隣接車線を走行する他車両がスペースを空けるように働きかけを行うことで、渋滞中の車線へ車線変更し易くすることができる。
【０００７】
一実施形態においては、車両走行制御装置は、車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部をさらに備え、車両制御部は、車両を待機させている間に判定部によりスペースが存在すると判定されず、かつ、中止判定部により車線変更中止条件を満たすと判定された場合、待機位置から走行車線内の所定位置へ車両を移動させてもよい。このように、車両走行制御装置は、例えば、車線変更のための働きかけを行ったにも関わらず隣接車線を走行する他車両がスペースを空けてくれない状況が継続する場合には、車線変更を中止して待機位置から走行車線内の所定位置へ車両を移動させる。よって、この車両走行制御装置は、車線変更のための働きかけを無理に継続することを回避することができる。
【０００８】
一実施形態においては、車両走行制御装置は、車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部をさらに備え、車両制御部は、車両を待機させている間に判定部によりスペースが存在すると判定されず、かつ、中止判定部により車線変更中止条件を満たすと判定された場合、車両の走行制御を終了してもよい。この場合、車線変更のための働きかけを行ったにも関わらず隣接車線を走行する他車両がスペースを空けてくれない状況が継続する場合には、手動運転を行わせることで、以降の車両の挙動について車両の運転者に判断を委ねることができる。
【０００９】
一実施形態においては、車両走行制御装置は、車両を待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを車両の周辺情報に基づいて判定する中止判定部と、車両を待機させている間に判定部によりスペースが存在すると判定されず、かつ、中止判定部により車線変更中止条件を満たすと判定された場合、車両の運転者に警報を行う警報部と、をさらに備えてもよい。この場合、車両走行制御装置は、車線変更を中止すべき状況であることを車両の運転者に把握させることができる。
【００１０】
一実施形態においては、中止判定部は、隣接車線を走行する所定台数以上の並走車両が車両を追い抜いた場合に車線変更中止条件を満たすと判定してもよい。この場合、車両走行制御装置は、所定台数以上の他車両（並走車両）に働きかけを行ってもスペースが空かない場合に、車線変更を中止することができる。
【００１１】
一実施形態においては、中止判定部は、車両と車両の前方の走行車線における先行車両との車間距離が第１距離以上であり、かつ、車両と車両の後方の走行車線における後続車両との車間距離が第２距離以下である場合に車線変更中止条件を満たすと判定してもよい。この場合、車両走行制御装置は、例えば、車線変更のための働きかけに起因して交通が滞ることを回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の側面及び実施形態によれば、渋滞中の車線へ車両を車線変更し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車両走行制御装置を備える車両の構成を説明するブロック図である。
【図２】渋滞中の隣接車線の一例を示す図である。
【図３】渋滞中の隣接車線への走行軌跡の一例を示す図である。
【図４】渋滞中の隣接車線への車線変更の一例を説明する図である。
【図５】待機位置の一例を説明する図である。
【図６】車線変更中止処理の一例を説明する図である。
【図７】本実施形態に係る車両走行制御装置の動作の一例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】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、実施形態に係る車両走行制御装置１０を備える車両Ｖの構成を説明するブロック図である。図１に示すように、乗用車などの車両Ｖには、車両システム１００が搭載されている。車両システム１００は、車両走行制御装置１０を備え、例えば車両Ｖの車線変更を自動で行うシステムである。車両走行制御装置１０は、例えば、渋滞中の車線へ車線変更する際に、車列への割り込みの意図を車線変更先の車線を走行する車両へ示し、車線変更に必要なスペースを空けてもらうように働きかける。以下、車両システム１００の構成を説明する。
【００１６】
車両システム１００は、外部センサ１、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、ＨＭＩ（Human  Machine  Interface）７、及び、ＥＣＵ１０Ａを備えている。
【００１７】
外部センサ１は、車両Ｖの周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー（Radar）、及びライダー（LIDER：LaserImaging Detection and Ranging）のうち少なくとも一つを含む。
【００１８】
カメラは、車両Ｖの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、例えば、車両Ｖのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、例えば両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。カメラは、車両Ｖの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。
【００１９】
レーダーは、電波を利用して車両Ｖの外部の物体を検出する。電波は、例えばミリ波である。レーダーは、電波を車両Ｖの周囲に送信し、物体で反射された電波を受信して物体を検出する。レーダーは、例えば物体までの距離又は方向を物体情報として出力することができる。レーダーは、検出した物体情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。なお、後段においてセンサーフュージョンを行う場合には、反射された電波の受信情報をＥＣＵ１０Ａへ出力してもよい。
【００２０】
ライダーは、光を利用して車両Ｖの外部の物体を検出する。ライダーは、光を車両Ｖの周囲に送信し、物体で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測し、物体を検出する。ライダーは、例えば物体までの距離又は方向を物体情報として出力することができる。ライダーは、検出した物体情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。なお、後段においてセンサーフュージョンを行う場合には、反射された光の受信情報をＥＣＵ１０Ａへ出力してもよい。なお、カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。
【００２１】
ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、車両Ｖの位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度及び経度が含まれる。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｖの位置情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、車両Ｖが存在する緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。
【００２２】
内部センサ３は、車両Ｖの走行状態に応じた情報を検出する検出器である。内部センサ３は、車両Ｖの走行状態に応じた情報を検出するために、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。
【００２３】
車速センサは、車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両Ｖの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、車両Ｖの速度を含む車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０Ａへ出力する。
【００２４】
加速度センサは、車両Ｖの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、車両Ｖの加速度を含む加速度情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。
【００２５】
ヨーレートセンサは、車両Ｖの重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、車両Ｖのヨーレートを含むヨーレート情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。
【００２６】
地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両Ｖに搭載されたＨＤＤ（Hard  disk  drive）内に形成されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。道路形状の情報には、例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率などが含まれる。さらに、車両システム１００が建物又は壁などの遮蔽構造物の位置情報、又はＳＬＡＭ（Simultaneous  Localization  and  Mapping）技術を使用する場合には、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませてもよい。なお、地図データベース４は、車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶されていてもよい。
【００２７】
ナビゲーションシステム５は、車両Ｖの運転者によって地図上に設定された目的地までの案内を車両Ｖの運転者に対して行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２によって測定された車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、車両Ｖの走行するルートを算出する。ルートは、例えば複数車線の区間において車両Ｖが走行する走行車線を特定したルートでもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｖの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により目標ルートの報知を運転者に対して行う。ナビゲーションシステム５は、例えば車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。なお、ナビゲーションシステム５は、車両Ｖと通信可能な情報処理センターなどの施設のコンピュータに記憶された情報を用いてもよい。例えば、ナビゲーションシステム５は、施設のコンピュータから通信を介して道路の混雑を示す渋滞情報を取得してもよい。また、ナビゲーションシステム５により行われる処理の一部が、施設のコンピュータによって行われてもよい。
【００２８】
アクチュエータ６は、車両Ｖの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及びステアリングアクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０Ａからの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両Ｖの駆動力を制御する。なお、車両Ｖがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、スロットルアクチュエータを含まず、動力源としてのモータにＥＣＵ１０Ａからの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。
【００２９】
ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０Ａからの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Ｖの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ステアリングアクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうちステアリングトルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０Ａからの制御信号に応じて制御する。これにより、ステアリングアクチュエータは、車両Ｖのステアリングトルクを制御する。
【００３０】
ＨＭＩ７は、車両Ｖの乗員（運転者を含む）と車両システム１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ７は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネルなどを備えている。ＨＭＩ７は、乗員の車線変更開始の要求操作を入力する入力部である自動車線変更ＯＮ／ＯＦＦスイッチを含む。自動車線変更ＯＮ／ＯＦＦスイッチは、乗員により自動車線変更終了に係る要求操作を入力できる構成であってもよい。自動車線変更ＯＮ／ＯＦＦスイッチは、乗員により自動車線変更の開始又は終了に係る要求操作がなされると、自動車線変更開始又は終了を示す情報をＥＣＵ１０Ａへ出力する。なお、入力部は、スイッチに限られるものではなく、自動車線変更開始又は終了の運転者の意図を判断可能な情報を入力できるものであれば何でもよい。例えば、入力部は、自動車線変更開始ボタン、自動車線変更終了ボタンなどであってもよいし、運転者が操作可能な画面に表示されたスイッチ又はボタンのオブジェクトであってもよい。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。
【００３１】
ＥＣＵ１０Ａは、車両Ｖを制御する。ＥＣＵ１０Ａは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）通信回路などを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０Ａは、例えばＣＡＮ通信回路を用いて通信するネットワークに接続され、上述した車両Ｖの構成要素と通信可能に接続されている。ＥＣＵ１０Ａは、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいて、ＣＡＮ通信回路を動作させてデータを入出力し、入力データをＲＡＭに記憶し、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで、後述するＥＣＵ１０Ａの構成要素の機能を実現する。なお、ＥＣＵ１０Ａは、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００３２】
ＥＣＵ１０Ａは、車両位置認識部１１、外部状況認識部（取得部及び判定部の一例）の一例）１２、走行状態認識部１３、走行軌跡生成部１４、応答判定部１５、中止判定部１６（中止判定部の一例）、警報部１７（警報部の一例）、及び走行制御部１８（車両制御部の一例）を備えている。本実施形態においては、車両走行制御装置１０は、車両位置認識部１１、外部状況認識部１２、走行状態認識部１３、走行軌跡生成部１４、応答判定部１５、中止判定部１６、警報部１７、及び走行制御部１８を備えて構成されている。
【００３３】
車両走行制御装置１０は、走行車線を走行する車両Ｖを、走行車線に隣接する渋滞中の隣接車線へ車線変更させる。なお、車両走行制御装置１０は、外部状況認識部１２、応答判定部１５及び走行制御部１８を備えていればよく、車両位置認識部１１、走行状態認識部１３、走行軌跡生成部１４、中止判定部１６、及び警報部１７を必ずしも備える必要はない。
【００３４】
車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、地図上における車両Ｖの位置（以下、「車両位置」という）を認識する。車両位置認識部１１は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。なお、車両位置認識部１１は、ナビゲーションシステム５で用いられる車両位置を該ナビゲーションシステム５から取得して認識してもよい。車両位置認識部１１は、道路などの外部に設置されたセンサで車両位置が測定され得る場合、このセンサから通信によって車両位置を取得してもよい。
【００３５】
外部状況認識部１２は、車両Ｖの周辺情報を取得する。外部状況認識部１２は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。周辺情報とは、車両Ｖの所定範囲内の環境又は状況を示す情報である。例えば、外部状況認識部１２は、車両Ｖの周辺情報として、外部センサ１の検出結果を取得する。外部センサ１の検出結果には、例えばカメラの撮像情報、レーダーの物体情報、又はライダーの物体情報などが含まれる。あるいは、外部状況認識部１２は、車両Ｖの周辺情報をとして、ナビゲーションシステム５の渋滞情報を、通信を介して取得してもよい。
【００３６】
外部状況認識部１２は、取得した情報に基づいて、車両Ｖの外部状況を認識する。車両Ｖの外部状況は、例えば、走行道路の分岐、合流地点、交通規制、車両Ｖに対する走行車線の白線の位置もしくは車線中心の位置及び道路幅、道路の形状を含んでもよい。道路の形状は、例えば、走行車線の曲率、外部センサ１の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねりなどであってもよい。また、車両Ｖの外部状況は、車両Ｖの周辺の障害物や他車両などの物体の状況であってもよい。物体の状況は、例えば、固定障害物と移動障害物を区別する情報、車両Ｖに対する障害物の位置、車両Ｖに対する障害物の移動方向、車両Ｖに対する障害物の相対速度などを含んでもよい。さらに、車両Ｖの外部状況は、車両Ｖが走行する車線の渋滞状況、車両Ｖが走行する車線に隣接する隣接車線の渋滞状況を含んでもよい。外部状況認識部１２は、例えば、隣接車線を走行する車両間の距離が所定距離以下（例えば１０ｍ以下など）である場合には、隣接車線が渋滞している状況であると認識する。あるいは、外部状況認識部１２は、隣接車線を走行する車両の平均速度又は最高速度が所定速度以下（例えば車両専用道路において最高速度が２０ｋｍ／ｈ以下など）である場合には、隣接車線が渋滞している状況であると認識してもよい。
【００３７】
図２は、渋滞中の隣接車線の一例を示す図である。図２では、走行車線Ｒ１（白線ＲＬ１と車線境界線ＲＬ３との間で定まる車線）を車両Ｖが走行し、走行車線Ｒ１の隣接車線Ｒ２（白線ＲＬ２と車線境界線ＲＬ３との間で定まる車線）を複数の車両Ｘ１〜Ｘ５が走行している。上述のとおり、外部状況認識部１２は、車両Ｘ１〜Ｘ５の車間距離又は速度に基づいて、隣接車線Ｒ２が渋滞中であるか否かを認識する。
【００３８】
外部状況認識部１２は、車両Ｖが進入するスペースが隣接車線Ｒ２に存在するか否かを判定する。外部状況認識部１２は、隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５の車間距離に基づいて車両Ｖが進入するスペースが隣接車線Ｒ２に存在するか否かを判定する。例えば、外部状況認識部１２は、車両Ｘ１〜Ｘ５のそれぞれの車間距離のうち、少なくとも一つの車間距離が所定距離以上であれば、車両Ｖが進入するスペースが隣接車線Ｒ２に存在すると判定する。所定距離は、車両Ｖが進入する位置の前後の車両の運転者が車両Ｖの進入時に不安を感じない程度の距離に予め設定されており、具体的には、車両Ｖの前後長さにマージンαを加えた値が一例として採用される。
【００３９】
走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両Ｖの走行状態を認識する。走行状態認識部１３は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。内部センサ３の検出結果には、例えば車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報などが含まれる。車両Ｖの走行状態を示す情報には、例えば、車速、加速度、又はヨーレートが含まれる。
【００４０】
走行軌跡生成部１４は、例えば、車両位置認識部１１で認識された車両位置、及び、地図情報に基づいて、車両Ｖの進路を示す走行軌跡を生成する。走行軌跡生成部１４は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。進路は、所定の目標ルートにおいて車両Ｖが進む軌跡である。走行軌跡生成部１４は、車両制御前に走行軌跡を予め生成する。本実施形態に係る走行軌跡は、走行車線から隣接車線への車線変更のための走行軌跡を含む。例えば、走行軌跡生成部１４は、車両位置及び隣接車線の移動位置に基づいて幾何学的な手法により走行軌跡を生成する。走行軌跡生成部１４は、例えば複合クロソイド曲線を用いて走行軌跡を生成する。あるいは、走行軌跡生成部１４は、車両位置及び隣接車線の移動位置だけでなく、さらに目標車速及び目標時間を用いて走行軌跡を生成してもよい。この場合、走行軌跡生成部１４は、目標車速で目標時間内に移動位置へ到達することができる走行軌跡を生成する。あるいは、走行軌跡生成部１４は、車両Ｖが安全、法令順守、走行効率などの基準を満たした走行をするように走行軌跡を生成してもよい。さらに、走行軌跡生成部１４は、車両位置及び地図情報などだけでなく、外部状況認識部１２で認識された車両Ｖの外部状況（車両位置、方位を含む）を用いて走行軌跡を生成してもよい。この場合、走行軌跡生成部１４は、車両Ｖの周辺の物体の状況に基づき、物体との接触を回避するように車両Ｖの走行軌跡を生成する。
【００４１】
走行軌跡生成部１４は、例えば、自動車線変更ＯＮ／ＯＦＦスイッチから自動車線変更開始を示す情報を取得した後、ウィンカの操作が運転者によってなされたときに、車線変更のための走行軌跡を生成する。あるいは、走行軌跡生成部１４は、車両Ｖが自動運転システムを搭載して自動運転を行う場合には、外部状況認識部１２によって車線変更の必要性が判断されたときに、車線変更のための走行軌跡を生成する。例えば、外部状況認識部１２は、走行道路の分流、分岐、交通規制による車線減少などを認識して車線変更の必要性を判断する。
【００４２】
図３は、渋滞中の隣接車線への走行軌跡の一例を示す図である。図３では、図２に示した道路状況において、走行軌跡生成部１４が走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２への走行軌跡Ｒを生成している。このように、走行軌跡生成部１４は、隣接車線Ｒ２が渋滞中であっても、車両位置及び目標とする移動位置に基づいて、走行軌跡Ｒを生成する。
【００４３】
走行制御部１８は、走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２へ車線変更するように予め定められた走行軌跡に沿って車両Ｖを車線変更させる。走行制御部１８は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。走行制御部１８は、走行軌跡生成部１４により生成された走行軌跡に基づいて、アクチュエータ６へ制御信号を出力し、車両Ｖの走行を制御する。
【００４４】
走行制御部１８は、外部状況認識部１２により隣接車線Ｒ２にスペースが存在しないと判定された場合、他車両又は他車両の運転者に、車列への割り込みの意図を示し、車線変更に必要なスペースを空けてもらうように他車両へ働きかけるように動作する。図４は、渋滞中の隣接車線への車線変更の一例を説明する図である。図４の（Ａ）に示すように、走行制御部１８は、外部状況認識部１２により隣接車線Ｒ２にスペースが存在しないと判定された場合、走行軌跡生成部１４により生成された走行軌跡Ｒに沿って車両Ｖを移動させるとともに、所定の待機位置に車両Ｖを待機させる。所定の待機位置とは、車線変更を中断又は遅延させる位置である。図５は、待機位置の一例を説明する図である。待機位置は、例えば、走行車線Ｒ１と隣接車線Ｒ２との車線境界線ＲＬ３上である。図５の（Ａ）に示すように、車線境界線上の待機位置とは、上方からみて車両Ｖが車線境界線ＲＬ３と重なる位置Ｐ１である。走行制御部１８は、車両Ｖの前端Ｖａが車線境界線ＲＬ３から所定距離となるように車両Ｖを制御することで、位置Ｐ１に車両Ｖを移動させて待機させる。あるいは、待機位置は、例えば、走行車線Ｒ１内における車線境界線ＲＬ３から所定距離以内であってもよい。図５の（ｂ）に示すように、走行車線Ｒ１内における車線境界線ＲＬ３から所定距離以内の待機位置とは、上方からみて車両Ｖの前端Ｖａが車線境界線ＲＬ３から所定距離Ｌ２以内となる位置Ｐ２である。走行制御部１８は、車両Ｖの前端Ｖａが車線境界線ＲＬ３から所定距離Ｌ２以内となるように車両Ｖを制御することで、位置Ｐ２に車両Ｖを移動させて待機させる。このように、走行制御部１８は、車両Ｖを待機位置へ移動させて待機させることで、隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５に対して働きかけを行うことができる。なお、走行制御部１８は、車両Ｖの大きさ、他車両の大きさ、他車両との相対位置、レーン幅等に基づいて待機位置を調整してもよい。また、走行制御部１８は、車両Ｖの最小回転半径を考慮して待機位置を調整してもよい。
【００４５】
走行制御部１８は、待機位置で車両Ｖを停止させることで、車両Ｖを待機させる。なお、停止は、完全停止のみならず、微低速（例えば、０．１ｋｍ/ｈ以下）で車両が走行する場合も含まれる。何れにしても、走行制御部１８は、外部状況認識部１２により隣接車線Ｒ２にスペースが存在しないと判定された場合、車線変更動作を開始し、待機位置に車両Ｖを移動させて待機させることで、隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５に対して働きかけを行う。つまり、走行制御部１８は、待機位置において、車両Ｖに所定の速度変化を与えて車線変更を中断又は遅延させ、車両Ｘ１〜Ｘ５に対して働きかけを行う。
【００４６】
なお、走行制御部１８は、車両Ｖの前方であって隣接車線Ｒ２を走行する車両（例えば図４の（Ａ）の車両Ｘ２）が車線変更に必要なスペースＬ１の半分程度前進したときに車線変更を開始してもよい。この場合、隣接車線Ｒ２を走行する車両（例えば図４の（Ａ）の車両Ｘ２及び車両Ｘ３）の運転者に対して不安を与えることを回避することができる。
【００４７】
走行制御部１８は、車両Ｖを待機させている間に外部状況認識部１２によりスペースが存在すると判定された場合、待機位置からスペースへ車両Ｖを移動させる。例えば、図４の（Ｂ）に示すように、車両Ｘ２が前方へ移動したときに、車両Ｖの働きかけに車両Ｘ３が応じて車両Ｘ３が発進せずに停止状態を継続したとする。そして、図４の（Ｃ）に示すように、走行制御部１８は、外部状況認識部１２により車線変更に必要なスペースＬ１が存在すると判定された場合、働きかけに対する車両Ｘ３の応答があったと認識する。働きかけに対する車両Ｘ３の応答があった場合、走行制御部１８は、待機位置からスペースへ車両Ｖを移動させる。これにより、渋滞中の隣接車線Ｒ２への車線変更を完了する。なお、図４の（Ｃ）では、走行制御部１８が走行軌跡Ｒに沿って車両Ｖを移動させている例を示しているが、走行制御部１８が車両Ｖを待機位置からスペースへ移動させる際に、走行軌跡生成部１４が新たな走行軌跡を生成し、生成された走行軌跡に沿って走行制御部１８が車両Ｖを移動させてもよい。
【００４８】
なお、他車両からの応答は、スペースＬ１が空いたことのみに限られない。走行制御部１８は、応答判定部１５による判定結果をさらに用いて、働きかけに対する車両Ｘ３の応答があったと認識してもよい。
【００４９】
応答判定部１５は、例えば、走行制御部１８による車両制御によって他車両又は他車両の運転者に働きかけを行った後、外部センサ１の検出結果に基づいて、他車両又は他車両の運転者からの応答の有無の妥当性を判定する。応答判定部１５は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。応答判定部１５は、例えば、スペースＬ１の長さの時間変化が所定値以上の減少傾向ではないこと、車両Ｘ３の車両状態が停止又は減速傾向であること、車両Ｘ３からのパッシング（クラクション又はライト）があること、車両Ｘ３の運転者の手による合図があること、車両Ｘ３の運転車の顔向きが車両Ｖ側に向いていること、などの状況の場合には、応答があるとの判断が妥当であると判定する。この場合、走行制御部１８は、スペースＬ１が空いたこと、かつ、応答判定部１５により応答があるとの判断が妥当であるとの判定結果の場合、働きかけに対する車両Ｘ３の応答があったと認識する。
【００５０】
また、走行制御部１８は、車両Ｖを待機させている間に外部状況認識部１２により車線変更に必要なスペースＬ１が存在すると判定されず、かつ、所定の車線変更中止条件を満たすと判定された場合、車線変更中止処理を行う。
【００５１】
所定の車線変更中止条件は、中止判定部１６によって判定される。中止判定部１６は、車両Ｖを待機させている間に、予め定められた車線変更中止条件を満たすか否かを外部状況認識部１２の認識結果（周辺情報）に基づいて判定する。中止判定部１６は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。予め定められた車線変更中止条件とは、車線変更を中止するか否かを判定する条件であり、予め決定されている。例えば、車線変更中止条件は、車両Ｖを待機させている間に、隣接車線を走行する所定台数以上の並走車両が車両Ｖを追い抜いた場合に、満たされたと判定される。あるいは、車線変更中止条件は、車両Ｖを待機させている間に、車両Ｖの待機時間（待機位置に車両Ｖが到着してからカウントされる時間）が所定時間以上となったときに満たされたと判定される。あるいは、車線変更中止条件は、車両Ｖを待機させている間に、車両Ｖの走行距離（車線変更位置からの走行距離）が所定距離以上となったときに満たされたと判定される。
【００５２】
あるいは、中止判定部１６は、車両Ｖと車両Ｖの前方の走行車線Ｒ１における先行車両との車間距離が第１距離以上であり、かつ、車両Ｖと車両Ｖの後方の走行車線Ｒ１における後続車両との車間距離が第２距離以下である場合に車線変更中止条件を満たすと判定してもよい。第１距離は、車両Ｖと先行車両との車間距離を判定するための閾値であり、予め定められた値である。第２距離は、車両Ｖと後続車両との車間距離を判定するための閾値であり、予め定められた値である。第１距離及び第２距離を用いることで、中止判定部１６は、車両Ｖの前方が空いており、かつ、車両Ｖの後方で車両が詰まっている状況を判定することができ、交通の流れを阻害することを回避することができる。なお、中止判定部１６は、第１距離及び第２距離だけでなく、車両Ｖの後方からの所定の合図（クラクション又はライトによるパッシング）を検知したときに、車線変更中止条件が満たされたと判定してもよい。この場合であっても、交通の流れを阻害することを回避することができる。
【００５３】
なお、車線変更中止条件に用いられる上述の閾値は、車線変更の必要度合いに応じて変更することもできる。例えば、交通の規制などにより、車両Ｖの前方で車両Ｖの走行車線が隣接車線に合流している場合には、合流地点までの距離が短くなるほど車線変更中止条件が満たされにくくなるように閾値が動的に変更されてもよい。また、車線変更の必要度合いに応じた閾値を、ＥＣＵ１０ＡのＲＯＭなどに予め記憶しておいてもよい。
【００５４】
走行制御部１８は、車線変更中止処理として、待機位置から走行車線Ｒ１内の所定位置へ車両Ｖを移動させる。所定位置は、例えば走行車線Ｒ１の車線中央が一例であるが、特に限定されるものではない。図６は、車線変更中止処理の一例を説明する図である。図６に示すように、車線変更中止条件が満たされた場合、走行軌跡生成部１４は、待機位置から走行車線Ｒ１内の所定位置までの走行軌跡ＲＸを生成し、走行制御部１８は、走行軌跡ＲＸに沿って車両Ｖを移動させる。あるいは、走行制御部１８は、車線変更中止処理として、車両Ｖの自動での走行制御を終了して手動運転へ切り換えてもよい。また、車線変更中止処理は、走行制御部１８ではなく、警報部１７が行ってもよい。
【００５５】
警報部１７は、車両Ｖを待機させている間に外部状況認識部１２により車線変更に必要なスペースＬ１が存在すると判定されず、かつ、中止判定部１６により車線変更中止条件を満たすと判定された場合、車両Ｖの運転者に警報を行う。警報部１７は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいてＣＡＮ通信回路を動作させるとともに、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで実現する。警報部１７は、例えば、ＨＭＩ７に自動車線変更が中止された旨の表示又は音声案内を行わせる。これにより、車線変更を中止すべき状況であることを車両の運転者に把握させることができる。
【００５６】
次に、車両走行制御装置１０が行う処理について説明する。図７は、本実施形態に係る車両走行制御装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示す制御処理は、例えば自動車線変更ＯＮ／ＯＦＦスイッチに自動車線変更開始の要求操作が入力されたときに実行される。なお、前提として、隣接車線Ｒ２は渋滞中であるとする。
【００５７】
図７に示すように、車両走行制御装置１０は、周辺情報取得処理（Ｓ１０）として、車両Ｖの周辺情報を取得する。まず、車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両位置を認識する。外部状況認識部１２は、外部センサ１の検出結果又はナビゲーションシステム５の提供情報に基づいて、車両Ｖの外部状況を認識する。ここで、走行状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両Ｖの走行状態を認識してもよい。
【００５８】
次に、外部状況認識部１２は、スペース有無の判定処理（Ｓ１２）として、隣接車線Ｒ２にスペースＬ１があるか否かを判定する。隣接車線Ｒ２にスペースＬ１があると判定された場合には、通常の車線変更処理が実行される。つまり、走行軌跡生成部１４は、車両位置からスペースＬ１までの走行軌跡を生成する処理（Ｓ１４）を行い、走行制御部１８は、Ｓ１４の処理で生成された走行軌跡に基づいて車両Ｖを車線変更させる処理（Ｓ１６）を行う。そして、図７に示すフローチャートが終了する。
【００５９】
一方、Ｓ１２の処理において隣接車線Ｒ２にスペースＬ１がないと判定された場合には、走行軌跡生成処理（Ｓ１８）へ移行する。走行軌跡生成部１４は、走行軌跡生成処理（Ｓ１８）として、走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２への走行軌跡Ｒを生成する。これにより、例えば図２に示す走行軌跡Ｒが生成される。
【００６０】
そして、走行制御部１８は、Ｓ１８の処理で生成された走行軌跡Ｒに基づいて待機位置を決定し、車両Ｖを車両位置から待機位置へ移動させる処理（Ｓ２０）を行う。これにより、例えば図４の（Ａ）に示すように車両Ｖが待機位置へ移動され、待機位置で待機される。つまり、隣接車線Ｒ２の車両に対して働きかけが行われる。
【００６１】
次に、外部状況認識部１２は、車両Ｖの働きかけに対する応答があるか否かを判定する処理を行う（Ｓ２２）。外部状況認識部１２は、車線変更に必要なスペースＬ１が隣接車線Ｒ２に存在すると判定された場合、働きかけに対する応答があったと認識する。あるいは、外部状況認識部１２は、応答判定部１５の判定結果をさらに用いて働きかけに対する応答があったと認識してもよい。働きかけに対する応答があった場合、走行制御部１８は、車線変更を再開し、待機位置からスペースＬ１へ車両Ｖを移動させる処理（Ｓ２４）を行う。これにより、例えば図４の（Ｃ）に示すように車両Ｖの車線変更が完了する。そして、図７に示すフローチャートが終了する。
【００６２】
一方、Ｓ２２の処理において、車両Ｖの働きかけに対する応答がないと判定された場合、中止判定部１６は、車線変更中止条件の判定処理（Ｓ２６）を行う。Ｓ２６の処理において、車線変更中止条件が満たされたと判定されない場合には、Ｓ２２の処理へ移行する。これにより、車線変更中止条件が満たされたと判定されるまで、車両Ｖの働きかけに対する応答の有無を判定する処理が繰り返し実行される。
【００６３】
一方、Ｓ２６の処理において、車線変更中止条件が満たされたと判定された場合、走行制御部１８は、車線変更中止処理（Ｓ２６）を行う。例えば、走行制御部１８は、図６に示すように車両Ｖを走行車線Ｒ１へ移動させる。あるいは、警報部１７が、車線変更中止処理（Ｓ２６）を行ってもよい。例えば、警報部１７は、車線変更が中止された旨をＨＭＩ７のディスプレイに表示する。車線変更中止処理が終了すると、図７に示すフローチャートが終了する。
【００６４】
以上で図７に示す車両走行制御装置１０の動作を終了する。図７に示すフローチャートを実行することにより、車両走行制御装置１０は、渋滞中の車線へ車線変更する際に、車列への割り込みの意図を隣接車線の車両へ示し、車線変更に必要なスペースを空けてもらうように働きかけることができる。
【００６５】
以上、本実施形態に係る車両走行制御装置１０によれば、車両Ｖを待機させることで、隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５又は車両Ｘ１〜Ｘ５の運転者に対して、車線変更のための働きかけを行うことができる。そして、車両走行制御装置１０は、車両Ｖを待機させている間に渋滞中の隣接車線Ｒ２にスペースＬ１が生まれたときに、待機位置からスペースＬ１へ車両Ｖを移動させる。このように、車両走行制御装置１０は、隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５がスペースを空けるように働きかけを行うことで、渋滞中の隣接車線Ｒ２へ車線変更し易くすることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る車両走行制御装置１０は、車線変更のための働きかけを行ったにも関わらず隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５がスペースを空けてくれない状況が継続する場合には、車線変更を中止して待機位置から走行車線Ｒ１内の所定位置へ車両Ｖを移動させるため、車線変更のための働きかけを無理に継続することを回避することができる。
【００６７】
あるいは、本実施形態に係る車両走行制御装置１０は、車線変更のための働きかけを行ったにも関わらず隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５がスペースを空けてくれない状況が継続する場合には、手動運転を行わせることで、以降の車両の挙動について車両の運転者に判断を委ねることができる。
【００６８】
あるいは、本実施形態に係る車両走行制御装置１０は、車線変更のための働きかけを行ったにも関わらず隣接車線Ｒ２を走行する車両Ｘ１〜Ｘ５がスペースを空けてくれない状況が継続する場合には、警報を行うことで、車線変更を中止すべき状況であることを車両Ｖの運転者に把握させることができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る車両走行制御装置１０によれば、所定台数以上の他車両（並走車両）に働きかけを行ってもスペースが空かない場合に、車線変更を中止することができる。また、本実施形態に係る車両走行制御装置１０によれば、走行車線Ｒ１の交通状況に基づいて車線変更を中止するため、車線変更のための働きかけに起因して交通が滞ることを回避することができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られない。本発明は、上述した実施形態に対して当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
【００７１】
例えば、上述した実施形態では、外部センサ１又はナビゲーションシステム５を介して取得した情報に基づいて、隣接車線の渋滞状況を認識する例を示したが、車車間通信又は路車間通信を用いて隣接車線を走行する車両の車間距離などの情報を取得し、隣接車線の渋滞状況を認識してもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、車両位置及び目標とする移動位置に基づいて、走行車線から隣接車線への走行軌跡Ｒを生成する例を説明したが、走行軌跡Ｒの生成手法は上記に限定されるものではない。例えば、走行軌跡生成部１４は、車両位置と、外部状況認識部１２により取得された隣接車線を走行する車両の位置とに基づいて、渋滞中の隣接車線へ車線変更する走行軌跡Ｒを生成してもよい。この場合、走行軌跡生成部１４は、車線変更後に車両Ｖの後続車両となる車両の前方に割り込むような走行軌跡Ｒを生成する。例えば、走行軌跡生成部１４は、隣接車線を走行する車両のうちの一台をターゲット車両として設定し、ターゲット車両の前方に割り込むような走行軌跡Ｒを生成する。このように走行軌跡Ｒが生成された場合であっても、車両走行制御装置１０は、隣接車線Ｒ２を走行する車両がスペースを空けるように働きかけを行うことができるので、渋滞中の隣接車線へ車線変更し易くすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…外部センサ、２…ＧＰＳ受信部、３…内部センサ、４…地図データベース、５…ナビゲーションシステム、６…アクチュエータ、１０…車両走行制御装置、１１…車両位置認識部、１２…外部状況認識部（取得部、判定部）、１３…走行状態認識部、１４…走行軌跡生成部、１５…応答判定部、１６…中止判定部（中止判定部）、１７…警報部、１８…走行制御部（車両制御部）。
【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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