JP2016207060A - 車線変更支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始することができる。【解決手段】走行車線から隣接車線へ向かって車両を車線変更させる車線変更支援を行う車線変更支援装置であって、車両の運転者の操作により隣接車線側の方向指示器が点灯状態に切り替えられてから予め設定された余裕時間の経過後に、車線変更支援を行う車線変更支援部と、余裕時間中に運転者による隣接車線側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かの判定、又は、余裕時間中に運転者の操舵により車両が予め設定された横方向距離を隣接車線側に移動したか否かの判定を行う判定部と、を備え、車線変更支援部は、判定部により余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、判定部により余裕時間中に車両が横方向距離を隣接車線側に移動したと判定された場合、余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の車線変更支援を行う車線変更支援装置に関する。

車線変更支援とは、運転者による車両の車線変更を支援する運転支援である。車線変更支援に関する技術文献として、例えば下記の特許文献１が知られている。特許文献１には、運転者による車線変更の意志を検出した場合に、車線変更先の車線の他車両に応じて車線変更支援を行う装置が記載されている。

国際公開第２０１２／１６０５９１号

ところで、車線変更支援としては、運転者に車線変更先の他車両を警報する支援の他、自動で車両を制御して車線変更させる支援がある。このような車線変更支援においては、運転者による車線変更の意志を検出した場合であっても、検出の直後に車線変更支援が開始されるわけでなく、一定の余裕時間（例えば５秒）の経過後に車線変更支援が開始される。しかしながら、運転者によっては、一定の余裕時間の経過を待つことなく早期の車線変更支援の開始を望む場合がある。

そこで、本発明の一態様は、運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始することができる車線変更支援装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、走行車線から隣接車線へ向かって車線変更するように車両を制御する車線変更支援を行う車線変更支援装置であって、車両の運転者の操作により隣接車線側の方向指示器が点灯状態に切り替えられてから予め設定された余裕時間の経過後に、車線変更支援を行う車線変更支援部と、余裕時間中に運転者による隣接車線側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かの判定、又は、余裕時間中に運転者の操舵により車両が予め設定された横方向距離を隣接車線側に移動したか否かの判定を行う判定部と、を備え、車線変更支援部は、判定部により余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、判定部により余裕時間中に車両が横方向距離を隣接車線側に移動したと判定された場合には、余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。

本発明の一態様に係る車線変更支援装置によれば、車両の運転者の操作により隣接車線側の方向指示器が点灯状態に切り替えられた場合において、余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定されたとき、又は、余裕時間中に車両が横方向距離を隣接車線側に移動したと判定されたときには、余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。従って、この車線変更支援装置によれば、運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始することができる。

上記車線変更支援装置において、車線変更支援部は、判定部により余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、判定部により余裕時間中に車両が隣接車線側に横方向距離を移動したと判定された場合には、判定部により余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定されず且つ判定部により余裕時間中に車両が横方向距離を隣接車線側に移動したと判定されなかった場合と比べて、車両の移動時間が短い車線変更支援を行ってもよい。
この車線変更支援装置によれば、運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始した場合には、運転者が余裕時間を待った場合と比べて、車両の移動時間が短い車線変更支援を行う。従って、この車線変更支援装置によれば、早期の車線変更を望む運転者の意向に沿った短時間の車線変更支援を行うことができる。

本発明の一態様に係る車線変更支援装置によれば、運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始することができる。

本実施形態に係る車線変更支援装置を示すブロック図である。 余裕時間を経過した場合の車線変更支援を説明するための平面図である。 運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援を説明するための平面図である。 本実施形態に係る車線変更支援装置の車線変更支援方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る車線変更支援装置１００を示すブロック図である。図１に示す車線変更支援装置１００は、例えば、乗用車等の車両Ｍに搭載されており、運転者による車両Ｍの車線変更（レーンチェンジ）を支援する。本実施形態に係る車線変更支援装置１００では、車両Ｍの走行する走行車線から隣接車線に向かって車線変更するように車両Ｍを自動で制御する車線変更支援を実行する。

車線変更支援装置１００は、運転者の操作により隣接車線側の方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替えられることで、車線変更支援を開始する。以下、運転者が方向指示器を無灯状態から点灯状態に切り替える操作を方向指示器の点灯操作と呼ぶ。車線変更支援装置１００は、隣接車線側の方向指示器の点灯操作が行われた場合、予め設定された余裕時間が経過してから車線変更支援を開始する。余裕時間とは、運転者が隣接車線側の方向指示器の点灯操作を行ってから、車両Ｍを車線変更させる車線変更支援を開始するまでの余裕となる時間である。余裕時間は、固定値（例えば５秒）であってもよく、車両Ｍの状態に応じて変動する値であってもよい。本実施形態に係る車線変更支援について詳しくは後述する。

また、車線変更支援装置１００は、車線維持支援［ＬＴＣ：Lane Trace Control］を行ってもよい。車線維持支援とは、車両Ｍの横位置が走行車線内の目標横位置となるように車両Ｍを制御すると共に、運転者による操舵があった場合には当該操舵を車両Ｍの走行に反映させる運転支援である。車両Ｍの横位置とは、走行車線の幅方向における車両Ｍの位置である。車両Ｍの横位置は、例えば、平面視における車両Ｍの中心位置を基準として認識される。目標横位置とは、車線維持支援において車両Ｍの制御目標となる位置である。目標横位置は、例えば、幅方向における走行車線の中央位置に設定される。また、目標横位置は、走行車線の中央位置から車線の幅方向にオフセットした位置に設定されてもよい。

以下、本実施形態に係る車線変更支援について説明する。図２は、余裕時間を経過した場合の車線変更支援を説明するための平面図である。図２に、車線変更支援装置１００が搭載された車両Ｍ、車両Ｍが走行する走行車線Ｒ１、走行車線Ｒ１に隣接する隣接車線Ｒ２を示す。また、図２に、走行車線Ｒ１と隣接車線Ｒ２の間の境界となる白線（車線境界線）Ｌ１、白線Ｌ１と共に走行車線Ｒ１を形成する白線（車道通行帯境界線）Ｌ２、白線Ｌ１と共に隣接車線Ｒ２を形成する白線（中央線）Ｌ３、走行車線Ｒ１の車線幅方向における中央位置Ｒｃ、車線変更支援において車両Ｍが走行する目標軌跡Ｔ１を示す。

また、図２において、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、車両Ｍが車線変更支援を開始して移動するまでの状況の推移を示している。Ｄ０は、車両Ｍが走行車線Ｒ１の中央位置Ｒｃを維持して走行している状況を示している。Ｄ１は、運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われた状況を示している。Ｄ２は、予め設定された余裕時間が経過し、車線変更支援が開始された状況を示している。Ｄ３は、車線変更支援によって目標軌跡Ｔ１に沿った車線変更が実行されている状況を示している。なお、Ｄ０において、車両Ｍは走行車線Ｒ１に対する車線維持支援を行っていてもよい。

車線変更支援装置１００は、Ｄ１に示すように運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われた場合、例えばレーダー等による障害物（他車両等）の検出情報に基づいて車線変更支援が可能であるか否かを判定する。車線変更支援が可能であるか否かの判定について詳しくは後述する。車線変更支援装置１００は、車線変更支援が可能であると判定した場合、車線変更支援において車両Ｍが走行する目標軌跡Ｔ１を設定する。目標軌跡とは、例えば、車線変更支援における車両の操舵制御の制御目標値の時系列データである。

目標軌跡Ｔ１は、余裕時間を経過した後に行われる車線変更支援において車両Ｍが走行する軌跡である。図２に示す目標軌跡Ｔ１は、例えば、Ｄ２に示す状況における車両Ｍの位置から隣接車線Ｒ２の中央位置（隣接車線Ｒ２の幅方向における中央位置）に至る軌跡となっている。なお、目標軌跡Ｔ１の終点は、隣接車線Ｒ２の中央位置から左右にオフセットしていてもよい。目標軌跡Ｔ１の終点は、隣接車線Ｒ２内であればよい。

一方で、車線変更支援装置１００は、運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われてからの時間経過をカウントし、予め設定された余裕時間が経過したか否かを判定する。車線変更支援装置１００は、余裕時間が経過した場合、Ｄ３に示すように目標軌跡Ｔ１に沿って車両Ｍの走行を制御する車線変更支援を行う。

なお、車線変更支援装置１００は、走行車線Ｒ１に対する車線維持支援を行っていた場合、余裕時間中における車両Ｍの横位置を維持するように車両Ｍの操舵制御を行ってもよい。車線変更支援装置１００は、余裕時間中に運転者が運転操作（操舵、アクセル操作等）を行った場合、運転者の運転操作を車両Ｍの走行に反映する。すなわち、運転者の操舵により余裕時間中の車両Ｍは移動する。

その他、車線変更支援装置１００は、余裕時間中に、運転者が隣接車線Ｒ２と反対側に向かう操舵量がキャンセル閾値以上となった場合、車線変更支援をキャンセルする。操舵量とは、例えば、運転者による車両Ｍのステアリングホイールの操舵角又は操舵トルクである。キャンセル閾値は、運転者による車線変更支援のキャンセルの意図を判定するために予め設定された閾値である。また、車線変更支援装置１００は、余裕時間中に、運転者がブレーキ操作（例えばブレーキペダルを踏む操作）を行った場合、車線変更支援をキャンセルしてもよい。また、車線変更支援装置１００は、車線変更支援を開始後であっても、運転者の操作により車線変更支援をキャンセル可能である。

続いて、図３を参照して、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援の開始について説明する。図３は、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援を説明するための平面図である。早期支援開始操作については後述する。

図３に、余裕時間経過前の車線変更支援に係る目標軌跡Ｔ２、横方向距離Ｈ、早期支援開始横位置Ｐを示す。目標軌跡Ｔ２は、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援において車両Ｍが走行する軌跡である。目標軌跡Ｔ２は、例えば、Ｅ２に示す状況における車両Ｍの位置から隣接車線Ｒ２の中央位置に至る軌跡となっている。なお、目標軌跡Ｔ２の終点は、隣接車線Ｒ２の中央位置から左右にオフセットしていてもよい。目標軌跡Ｔ２の終点は、隣接車線Ｒ２内であればよい。横方向距離Ｈ及び早期支援開始横位置Ｐについては後述する。

図３において、Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２は、車両Ｍが車線変更支援を開始するまでの状況の推移を示している。Ｅ０は、車両Ｍが走行車線Ｒ１の中央位置Ｒｃを維持して走行している状況を示している。Ｅ１は、運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われた状況を示している。Ｅ２は、運転者の早期支援開始操作により余裕時間の経過前に車線変更支援が開始された状況を示している。

車線変更支援装置１００は、運転者が早期支援開始操作を行った場合の余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。すなわち、運転者は、必ずしも余裕時間の経過を待つ必要はなく、車両Ｍに対する運転操作によって車線変更支援の開始を早めることができる。早期支援開始操作とは、早期の車線変更を意図した運転者による所定の操作である。具体的に、早期支援開始操作には、余裕時間中に運転者が隣接車線Ｒ２側の操舵量を操舵量閾値以上にする操作、又は、余裕時間中に車両Ｍを予め設定された横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動させる操作が含まれる。

操舵量閾値とは、例えば、運転者が早期の車線変更を意図して操舵したことを判定するために予め設定された閾値である。操舵量閾値は、固定値であってもよく、走行車線Ｒ１の形状、車速、又は車両Ｍの横位置等に応じて変動する値であってもよい。横方向距離Ｈとは、運転者が早期の車線変更を意図して車両Ｍを隣接車線Ｒ２側に移動させたことを判定するために予め設定された距離である。横方向距離Ｈは、固定値であってもよく、車速又は走行車線Ｒ１の車線幅等に応じて変動する値であってもよい。

車線変更支援装置１００は、Ｅ１に示すように運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われた場合、車線変更支援が可能であるか否かを判定する。車線変更支援装置１００は、車線変更支援が可能であると判定した場合、車線変更支援において車両Ｍが走行する目標軌跡Ｔ１を設定する。一方で、車線変更支援装置１００は、運転者による隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作が行われてからの時間の経過をカウントする。車線変更支援装置１００は、余裕時間が経過したか否かを判定する。

ここで、車線変更支援装置１００は、余裕時間が経過する前に運転者が早期支援開始操作を行った場合、運転者が早期の車線変更を意図したと判断して、余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。車線変更支援装置１００は、Ｅ２に示すように、車両Ｍの横位置が早期支援開始横位置Ｐに至ったとき、余裕時間中に車両が予め設定された横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したと判定して、早期の車線変更支援を開始する。

なお、早期支援開始横位置Ｐは、必ずしも中央位置Ｒｃを基準として決まる位置ではなく、運転者が隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作を行ったときの車両Ｍの横位置を基準として決まる位置である。図３においては、運転者が隣接車線Ｒ２側の方向指示器の点灯操作を行ったときの車両Ｍの横位置が中央位置Ｒｃであることから、中央位置Ｒｃから隣接車線Ｒ２側に横方向距離Ｈだけ離れた位置として早期支援開始横位置Ｐを示している。

また、車線変更支援装置１００は、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援と比べて、運転者が余裕時間の経過を待たずに早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援における車両Ｍの移動時間を短くしてもよい。移動時間とは、車線変更支援を開始してから車両Ｍが車線変更支援による車線変更を完了するまでに掛かる時間である。

具体的に、車線変更支援装置１００は、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における目標軌跡Ｔ１の長さと比べて、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援における目標軌跡Ｔ２の長さを短くしてもよい。なお、図３に示す目標軌跡Ｔ１は、Ｅ２に示す車両Ｍの位置において余裕時間が経過した場合における車線変更支援の目標軌跡である。図３に示すように、車線変更支援装置１００は、同じ位置で車線変更支援を開始した場合であっても、目標軌跡Ｔ１と比べて長さの短い目標軌跡Ｔ２を設定することで、車線変更支援における車両Ｍの移動時間を短くすることができる。なお、目標軌跡Ｔ２は、必ずしも目標軌跡Ｔ１より短い必要はなく、目標軌跡Ｔ１と同じ長さであってもよい。

その他、車線変更支援装置１００は、車線変更支援における車両Ｍの目標車速パターン（車速制御の制御目標値の時系列データ）の変更により、車線変更支援における車両Ｍの移動時間を短くしてもよい。車線変更支援装置１００は、例えば、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における車両Ｍの許容最大車速と比べて、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援における許容最大車速を大きくする。許容最大車速とは、車線変更支援における車両Ｍの車速制御において車線変更支援装置１００が設定することを許容される車両Ｍの最大車速である。車線変更支援装置１００は、許容最大車速を大きい目標車速パターンに変更することで、車線変更支援における車両Ｍの移動時間を短くしてもよい。

なお、許容最大車速に代えて、許容最大加速度又は許容最大減速度を用いてもよい。許容最大加速度は、車線変更支援における車両Ｍの車速制御において車線変更支援装置１００が設定することを許容されている車両Ｍの最大加速度である。許容最大減速度は、車線変更支援における車両Ｍの車速制御において車線変更支援装置１００が設定することを許容されている車両Ｍの最大減速度である。このように、車線変更支援装置１００は、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援と比べて、運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援における移動時間を短くすることで、早期の車線変更を望む運転者の意図に沿った車線変更支援を行うことができる。

〈車線変更支援装置の構成〉
以下、本実施形態に係る車線変更支援装置１００の構成について図１を参照して説明する。図１に示すように、車線変更支援装置１００は、自動車等の車両Ｍに搭載される。車線変更支援装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ［GlobalPositioning 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、ＥＣＵ［ElectronicControl Unit］１０、及びＨＭＩ［Human Machine Interface］７を備えている。

外部センサ１は、車両Ｍ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、少なくともカメラを含む。カメラは、例えば、車両Ｍのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両Ｍの外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。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、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。

外部センサ１は、レーダー［Radar］又はライダー［LIDER：LaserImaging Detection and Ranging］を含んでもよい。レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して車両Ｍの外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を車両Ｍの周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。ライダーは、光を利用して車両Ｍの外部の障害物を検出する。

ライダーは、光を利用して車両Ｍの外部の障害物を検出する。ライダーは、光を車両Ｍの周囲に送信し、障害物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、障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。

ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｍの位置（例えば車両Ｍの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｍの位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、車両Ｍの緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。

内部センサ３は、車両Ｍの走行状態及び運転者の運転操作を検出する検出機器である。内部センサ３は、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。車速センサは、車両Ｍ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Ｍの車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、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、検出した車速情報をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両Ｍ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Ｍ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Ｍ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、例えば、車両Ｍの加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｍ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、検出した車両Ｍのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

また、内部センサ３は、操舵センサ及び方向指示器センサを含む。操舵センサは、例えば、車両Ｍのステアリングシャフトに対して設けられ、運転者がステアリングホイールに与える操舵トルク及びステアリングホイールの操舵角のうち少なくとも一方を検出する。操舵センサは、検出した運転者の操舵に関する操舵情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、操舵センサは、車線変更支援装置１００が操作開始横位置Ｗ０の判定に操舵量を用いない場合には必ずしも備える必要はない。

方向指示器センサは、例えば、車両Ｍの方向指示器レバーに対して設けられ、運転者による方向指示器レバーの操作を検出する。方向指示器センサは、運転者による方向指示器レバーの操作が右の方向指示器の操作であるか左の方向指示器の操作であるか検出する。方向指示器センサは、検出した方向指示器情報をＥＣＵ１０へ送信する。

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。地図データベースは、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Harddisk 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（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。地図情報には、交通規則により車線変更が禁止された区間の情報も含まれてもよい。さらに、建物や壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（SimultaneousLocalization and Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませることが好ましい。なお、地図データベース４は、必ずしも車両Ｍに搭載されている必要はなく、車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

ナビゲーションシステム５は、車両Ｍの運転者によって設定された目的地まで、車両Ｍの運転者に対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２の測定した車両Ｍ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Ｍの走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｍ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運転者に対して目標ルートの報知を行う。目標ルートには、車両Ｍが車線変更を行うべき区間の情報が含まれていてもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｍの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ナビゲーションシステム５は必ずしも備える必要はない。

アクチュエータ６は、車両Ｍ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、及び操舵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、ＥＣＵ１０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Ｍの駆動力を制御する。なお、車両Ｍ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ＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０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Ｍ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。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Ｍの操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ７は、運転者と車線変更支援装置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、運転者等に画像情報を表示するディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び運転者が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ７は、運転者の入力した情報（例えば、車線変更支援のオン・オフ）をＥＣＵ１０へ送信する。また、ＨＭＩ７は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じた画像情報のディスプレイ表示及びスピーカからの音声出力を行う。なお、車線変更支援装置１００は、必ずしもＨＭＩ７を備える必要はない。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[RandomAccess Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。なお、ＥＣＵ１０の機能の一部は、車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータで行われてもよく、個人の携帯情報端末で行われてもよい。

ＥＣＵ１０は、外部状況認識部１１、方向指示器状態認識部１２、支援可否判定部１３、目標軌跡設定部１４、早期支援開始判定部１５、及び車線変更支援部１６を有している。

外部状況認識部１１は、外部センサ１の検出結果（例えばカメラの撮像情報、レーダーの障害物情報、ライダーの障害物情報等）に基づいて、車両Ｍの外部状況を認識する。外部状況には、例えば、車両Ｍの走行する走行車線Ｒ１の白線Ｌ１，Ｌ２の位置及び線種（破線又は連続した線の種別等）、隣接車線Ｒ２の白線Ｌ１，Ｌ３の位置及び線種、走行車線Ｒ１の幅方向における中央位置Ｒｃが含まれる。外部状況には、車両Ｍの周辺の障害物（他車両又は歩行者等の移動障害物、建物等の固定障害物）の情報も含まれる。外部状況認識部１１は、通信部を介して車々間通信又は路車間通信により外部状況を認識してもよい。

方向指示器状態認識部１２は、内部センサ３における方向指示器センサの方向指示器情報に基づいて、車両Ｍの方向指示器の状態を認識する。方向指示器状態認識部１２は、運転者による左右の方向指示器の点灯状態と無灯状態との間の切り替えを判定（認識）する。

支援可否判定部１３は、方向指示器状態認識部１２により方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識された場合、車両Ｍを制御して車線変更させる車線変更支援が可能か否かを判定する。支援可否判定部１３は、左右何れかの方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったと判定した場合、点灯状態に切り替わった方向指示器の側に隣接車線Ｒ２が存在するか否かを判定する。支援可否判定部１３は、例えば、外部センサ１におけるカメラの撮像情報に基づいて、周知の画像解析手法により隣接車線Ｒ２が存在するか否かを判定する。支援可否判定部１３は、ＧＰＳ受信部２の車両Ｍ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、隣接車線Ｒ２が存在するか否かを判定してもよい。支援可否判定部１３は、隣接車線Ｒ２が存在しないと判定した場合、車線変更支援は不能であると判定する。

また、支援可否判定部１３は、例えば、外部センサ１におけるレーダー又はライダーの障害物情報に基づいて、隣接車線Ｒ２に車両Ｍが車線変更できるスペースが存在するか否かを判定する。支援可否判定部１３は、隣接車線Ｒ２を走行する他車両等によって隣接車線Ｒ２に車両Ｍが車線変更できるスペースが存在しないと判定した場合、車線変更支援が不能であると判定する。その他、支援可否判定部１３は、隣接車線Ｒ２を走行する他車両と車両Ｍの相対関係（相対位置、相対速度等）に基づいて、周知の手法により車線変更させる車線変更支援が可能か否かを判定してもよい。

更に、支援可否判定部１３は、例えば、ＧＰＳ受信部２の車両Ｍ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Ｍが車線変更禁止の区間（例えば、分岐路又は交差点の近傍、交通規則により車線変更が禁止された区間等）に位置すると認識した場合、車線変更支援が不能であると判定してもよい。更に、支援可否判定部１３は、内部センサ３における車速センサの車速情報に基づいて、車両Ｍの車速が車速閾値未満の場合、車線変更支援が不能であると判定してもよい。車速閾値は、例えば６０ｋｍ／ｈである。なお、ＥＣＵ１０は、必ずしも支援可否判定部１３を有する必要はない。

目標軌跡設定部１４は、例えば、支援可否判定部１３により車線変更支援が可能であると判定された場合、車線変更支援の目標軌跡を設定する。目標軌跡設定部１４は、例えば、外部センサ１及び内部センサ３の検出結果に基づいて、周知の手法により車両Ｍの現在位置から隣接車線Ｒ２の中心位置に至る目標軌跡を設定する。目標軌跡設定部１４は、ＧＰＳ受信部２の車両Ｍの位置情報及び地図データベース４の地図情報を利用してもよい。目標軌跡設定部１４は、まず、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における目標軌跡Ｔ１を設定する。

また、目標軌跡設定部１４は、目標軌跡に応じた車両Ｍの目標車速パターン（車速制御の制御目標値の時系列データ）を設定してもよい。目標軌跡設定部１４は、例えば、現在の車両Ｍの車速から運転者に違和感を与えない範囲で目標車速パターンを設定する。目標軌跡設定部１４は、例えば、目標軌跡の終点において予め設定された車速となるように目標車速パターンを設定する。

目標軌跡設定部１４は、後述する早期支援開始判定部１５により運転者の早期支援開始操作が行われたと判定された場合、目標軌跡Ｔ１に代えて、目標軌跡Ｔ１より長さの短い目標軌跡Ｔ２を新たに設定してもよい。目標軌跡の長さは、例えば、現在の車両Ｍの位置から目標軌跡の終点までの軌跡の全長である。目標軌跡の長さとして、走行車線Ｒ１の延在方向における長さを用いてもよい。

また、目標軌跡設定部１４は、後述する早期支援開始判定部１５により運転者の早期支援開始操作が行われたと判定された場合、運転者が余裕時間の経過を待った場合と比べて、車線変更支援における車両Ｍの移動時間が短い目標車速パターンを設定してもよい。

早期支援開始判定部１５は、例えば、方向指示器状態認識部１２により方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識された場合、この認識時からの経過時間をカウントする。早期支援開始判定部１５は、方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識されたときから予め設定された余裕時間が経過したか否かを判定する。なお、早期支援開始判定部１５は、支援可否判定部１３により車線変更支援が不能であると判定された場合には、余裕時間のカウントをキャンセルする。

また、早期支援開始判定部１５は、余裕時間中に運転者による早期支援開始操作が行われたか否かを判定する。早期支援開始判定部１５は、例えば、内部センサ３における操舵センサの操舵情報に基づいて、余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かを判定する。

或いは、早期支援開始判定部１５は、外部センサ１におけるカメラの撮像情報に基づいて、走行車線Ｒ１の白線Ｌ１、Ｌ２と車両Ｍの位置関係を認識することにより、余裕時間中に運転者の操舵によって車両Ｍが予め設定された横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したか否かを判定する。なお、早期支援開始判定部１５は、上述した操舵量に関する判定と車両Ｍの移動に関する判定の両方を必ずしも行う必要はなく、何れか一方の判定のみを行ってもよい。

早期支援開始判定部１５は、余裕時間中に運転者による早期支援開始操作が行われたと判定した場合、先に設定した余裕時間より短い短縮余裕時間を設定する。短縮余裕時間は、先に設定された余裕時間より短い時間（例えば３秒）である。短縮余裕時間は、例えば交通関連の法律又は規則に準じた時間が設定される。早期支援開始判定部１５は、方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識されたときから短縮余裕時間が経過したか否かを判定する。なお、短縮余裕時間は必ずしも設定する必要はない。

車線変更支援部１６は、早期支援開始判定部１５により余裕時間が経過したと判定された場合、車両Ｍを走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２に車線変更させる車線変更支援を行う。この場合、車線変更支援部１６は、例えば、図２に示す目標軌跡Ｔ１に沿って車両Ｍを走行させるように、アクチュエータ６に制御信号を送信することで車線変更支援を行う。

また、車線変更支援部１６は、早期支援開始判定部１５により、余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側の操舵量が操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、余裕時間中に車両Ｍが横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したと判定された場合、車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、余裕時間の経過前であっても車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、例えば、図３に示す目標軌跡Ｔ２に沿って車両Ｍを走行させるように、アクチュエータ６に制御信号を送信することで車線変更支援を行う。なお、この場合であっても、車線変更支援部１６は、方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識されたときから短縮余裕時間を経過していない場合には、車線変更支援を行わずに一時待機する。

〈車線変更支援装置の車線変更支援方法〉
次に、本実施形態に係る車線変更支援装置１００の車線変更支援方法について説明する。図４は、本実施形態に係る車線変更支援装置１００の車線変更支援方法を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、例えば、車両Ｍが走行する間、予め設定された時間毎（例えばＥＣＵ１０の内部周波数に応じた時間毎）に繰り返し実行される。

図４に示されるように、車線変更支援装置１００のＥＣＵ１０は、ステップＳ１０１として、方向指示器状態認識部１２により車両Ｍの方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったか否かを認識する。方向指示器状態認識部１２は、方向指示器センサの方向指示器情報に基づいて、方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったか否かを認識する。

ＥＣＵ１０は、方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったと認識されない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、今回の処理を終了して予め設定された時間の経過後に再びステップＳ１０１を実行する。ＥＣＵ１０は、方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったと認識された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に移行する。なお、早期支援開始判定部１５は、方向指示器が無灯状態から点灯状態に切り替わったと認識された場合、余裕時間のカウントを開始する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、支援可否判定部１３により車線変更支援が可能な否かを判定する。支援可否判定部１３は、例えば、外部センサ１におけるカメラの撮像情報に基づいて、周知の画像解析手法により、点灯状態に切り替わった方向指示器の側に隣接車線Ｒ２が存在するか否かを判定する。支援可否判定部１３は、隣接車線Ｒ２が存在しないと判定した場合、車線変更支援が不能と判定する。また、支援可否判定部１３は、例えば、外部センサ１におけるレーダー又はライダーの障害物情報に基づいて、車両Ｍの周囲の障害物を認識することで車線変更支援が可能な否かを判定する。

ＥＣＵ１０は、車線変更支援が不能と判定された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、今回の処理を終了して予め設定された時間の経過後に再びステップＳ１０１を実行する。ＥＣＵ１０は、車線変更支援が可能と判定された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に移行する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１０は、目標軌跡設定部１４による目標軌跡の設定を行う。目標軌跡設定部１４は、外部センサ１及び内部センサ３の検出結果に基づいて、周知の手法により車両Ｍの現在位置から隣接車線Ｒ２の中心位置に至る目標軌跡を設定する。ここでは、目標軌跡設定部１４は、例えば、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における目標軌跡Ｔ１を設定する。目標軌跡設定部１４は、目標軌跡Ｔ１に沿って走行する車両Ｍの車速制御の目標車速パターンを設定してもよい。なお、目標軌跡設定部１４は、必ず先に目標軌跡Ｔ１を設定する必要はなく、余裕時間の経過後に目標軌跡Ｔ１を設定する態様であってもよい。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、早期支援開始判定部１５により余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かの判定を行うと共に、余裕時間中に運転者の操舵によって車両Ｍが横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したか否かの判定を行う。早期支援開始判定部１５は、例えば、内部センサ３における操舵センサの操舵情報に基づいて、余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かを判定する。早期支援開始判定部１５は、例えば、外部センサ１におけるカメラの撮像情報及び内部センサ３における操舵センサの操舵情報に基づいて、余裕時間中に運転者の操舵によって車両Ｍが予め設定された横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したか否かを判定する。

ＥＣＵ１０は、余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側に向かう操舵量が操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、余裕時間中に車両Ｍが横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したと判定された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７に移行する。ＥＣＵ１０は、余裕時間中に運転者による隣接車線Ｒ２側に向かう操舵量が操舵量閾値以上になったと判定されず、且つ、余裕時間中に車両Ｍが横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したと判定されない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１０は、早期支援開始判定部１５により余裕時間が経過したか否かの判定を行う。ＥＣＵ１０は、余裕時間が経過していないと判定された場合、再びステップＳ１０４の判定を行う。ＥＣＵ１０は、余裕時間が経過したと判定された場合、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１０は、車線変更支援部１６による車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、例えば、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援として、目標軌跡Ｔ１に沿った車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、目標軌跡Ｔ１に沿って車両Ｍが走行するようにアクチュエータ６に制御信号を送信する。ＥＣＵ１０は、車線変更支援を行った後、今回の処理を終了し、予め設定された時間の経過後に再びステップＳ１０１を実行する。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１０は、早期支援開始判定部１５による短縮余裕時間の設定を行う。ＥＣＵ１０は、方向指示器が点灯状態に切り替わったと認識されたときから短縮余裕時間を経過していない場合には、短縮余裕時間が経過するまでステップＳ１０８に移行せずに一時待機する。また、ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１０は、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における目標軌跡Ｔ１より長さの短い目標軌跡Ｔ２を設定する。ＥＣＵ１０は、運転者が余裕時間の経過を待った場合の車線変更支援における目標車速パターンより、車両Ｍの移動時間の短い目標車速パターンを設定してもよい。その後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１０は、車線変更支援部１６による車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、例えば、余裕時間中に運転者が早期支援開始操作を行った場合の車線変更支援として、目標軌跡Ｔ２に沿った車線変更支援を行う。車線変更支援部１６は、目標軌跡Ｔ２に沿って車両Ｍが走行するようにアクチュエータ６に制御信号を送信する。ＥＣＵ１０は、車線変更支援を行った後、今回の処理を終了し、予め設定された時間の経過後に再びステップＳ１０１を実行する。

〈車線変更支援装置の作用効果〉
以上説明した本実施形態に係る車線変更支援装置１００によれば、車両Ｍの運転者の操作により隣接車線Ｒ２側の方向指示器が点灯状態に切り替えられた場合において、余裕時間中に操舵量が操舵量閾値以上になったと判定されたとき、又は、余裕時間中に車両Ｍが横方向距離Ｈを隣接車線Ｒ２側に移動したと判定されたときには、余裕時間の経過前に車線変更支援を開始する。従って、この車線変更支援装置１００によれば、従来の装置と異なり、運転者の操作により余裕時間を待つことなく車線変更支援を開始することができる。

また、車線変更支援装置１００において、余裕時間中に運転者による早期支援開始操作が行われた場合、余裕時間中に運転者による早期支援開始操作が行われなかった場合と比べて、車両Ｍの移動時間が短い車線変更支援を行ってもよい。この場合、早期支援開始操作を行った運転者は早期の車線変更を望んでいると考えられることから、運転者の意向に沿った短時間の車線変更支援を行うことができる。

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、上述した実施形態を始めとして、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。例えば、車線変更支援装置１００は、余裕時間中に運転者が弱いブレーキ操作（例えば、所定の閾値以下の踏込み量のブレーキペダルの操作）を行った場合、装置の認識できていないリスクに運転者が気付いている可能性があることから、余裕時間の延長を行ってもよい。余裕時間の延長は、例えば、シフトダウン、設定車速の低減等により実行することができる。或いは、この場合、車線変更支援装置１００は、車線変更支援の移動時間が長くなるように目標軌跡の長さを長くしてもよい。

その他、車線変更支援装置１００は、専用（又は各種運転支援で共有）の早期支援開始ボタンを有していてもよい。車線変更支援装置１００は、運転者が早期支援開始ボタンを押した場合に、運転者による隣接車線Ｒ２側の操舵量が操舵量閾値以上になったとみなして、余裕時間の経過前の車線変更支援の開始を行ってもよい。

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、７…ＨＭＩ、１０…ＥＣＵ、１１…外部状況認識部、１２…方向指示器状態認識部、１３…支援可否判定部、１４…目標軌跡設定部、１５…早期支援開始判定部、１６…車線変更支援部、１００…車線変更支援装置、Ｈ…横方向距離、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…白線、Ｍ…車両、Ｐ…早期支援開始横位置、Ｒ１…走行車線、Ｒ２…隣接車線、Ｒｃ…中央位置、Ｔ１，Ｔ２…目標軌跡。

Claims (2)

1. 走行車線から隣接車線へ向かって車線変更するように車両を制御する車線変更支援を行う車線変更支援装置であって、
   前記車両の運転者の操作により前記隣接車線側の方向指示器が点灯状態に切り替えられてから予め設定された余裕時間の経過後に、前記車線変更支援を行う車線変更支援部と、
   前記余裕時間中に前記運転者による前記隣接車線側の操舵量が操舵量閾値以上になったか否かの判定、又は、前記余裕時間中に前記運転者の操舵により前記車両が予め設定された横方向距離を前記隣接車線側に移動したか否かの判定を行う判定部と、
   を備え、
   前記車線変更支援部は、前記判定部により前記余裕時間中に前記操舵量が前記操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、前記判定部により前記余裕時間中に前記車両が前記横方向距離を前記隣接車線側に移動したと判定された場合には、前記余裕時間の経過前に前記車線変更支援を開始する、車線変更支援装置。
2. 前記車線変更支援部は、前記判定部により前記余裕時間中に前記操舵量が前記操舵量閾値以上になったと判定された場合、又は、前記判定部により前記余裕時間中に前記車両が前記隣接車線側に前記横方向距離を移動したと判定された場合には、前記判定部により前記余裕時間中に前記操舵量が前記操舵量閾値以上になったと判定されず且つ前記判定部により前記余裕時間中に前記車両が前記横方向距離を前記隣接車線側に移動したと判定されなかった場合と比べて、前記車両の移動時間が短い前記車線変更支援を行う、請求項１に記載の車線変更支援装置。

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