JP2019059262A - 車両走行制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーの操作介入による走行意図をその後の自動走行制御に反映できる車両走行制御方法及び装置を提供する。【解決手段】自車両のドライバーによるハンドルへの操作介入及び当該操作介入による自車両の走行レーンの変更を検出し、計画ルートＲ１の自車両の現在位置の前方に方向変更地点Ｐ１が存在し、且つドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、方向変更地点で方向変更する計画ルートに従った自動走行が可能な限り、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンＤ２を、計画ルートの走行レーンとして設定し、自車両の操舵を自動制御する。【選択図】 図４

Description

本発明は、車両走行制御方法及び装置に関するものである。

加減速操作及び操舵操作のいずれか一方によるオーバーライドが検出された場合に、運転モードを半自動運転モードに切り換え、半自動運転モードである状態で、加減速操作及び操舵操作のいずれによるオーバーライドも検出されなくなった場合に、運転モードを自動運転モードに復帰させる自動運転制御装置が知られている（特許文献１）。なお、オーバーライドとは、自動運転を継続した状態で、乗員が行う手動制御を自動制御より優先すること、又は制御部が行う自動制御から乗員が行う手動制御への切換操作を意味し、以下、「操作介入」ともいう。

国際公開ＷＯ２０１６／１８１７２５号

しかしながら、上記従来の自動運転制御装置は、半自動運転モードから自動運転モードに復帰した後は、本来の制御ロジックにしたがって自動運転制御を実行するので、ドライバーによる操作介入の走行意図が、その後の自動運転制御に反映されていないという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、ドライバーの操作介入による走行意図をその後の自動走行制御に反映できる車両走行制御方法及び装置を提供することである。

本発明は、計画ルートの自車両の現在位置の前方に方向変更が必要な方向変更地点が存在し、且つドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、方向変更地点で方向変更する計画ルートに従った自動走行が可能な限り、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、計画ルートの走行レーンとして設定し、自車両の操舵を自動制御することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、ドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、計画ルートに従った自動走行が可能な限り、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、計画ルートの走行レーンとして設定するので、ドライバーの操作介入による走行意図をその後の自動走行制御に反映することができる。

本発明の一実施の形態に係る車両走行制御装置を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る車両走行制御方法を実現するために、制御装置により実現される主たる機能を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る車両走行制御装置により実行される処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る車両走行制御装置により実行される処理手順を説明するための走行シーンを示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る車両走行制御装置により実行される処理手順を説明するための走行シーンを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る車両走行制御装置により実行される処理手順を説明するための走行シーンを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る車両走行制御装置により検出される操作介入の検出例を説明するための走行シーンを示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る車両走行制御方法及び車両走行制御装置は、少なくとも自車両の操舵操作をコンピュータによる自動制御で実行するものであればよく、自車両の操舵操作及び停車・発進を含む加減速操作をコンピュータにて実行する、いわゆる自動運転制御装置を備える車両のみならず、操舵操作以外の操作のうちの全部又は一部をコンピュータにて実行する半自動運転の車両、たとえば操舵操作のみを自動制御し、加減速制御はドライバーが行う半自動運転や、操舵操作と追突防止のブレーキ操作のみを自動制御し、その他の操作はドライバーが行う半自動運転等々にも適用することができる。以下の実施形態においては、自車両の操舵操作及び停車・発進を含む加減速操作をコンピュータにて実行する自動運転モードを備えた車両に本発明を適用した一例を挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車両走行制御装置１を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両走行制御装置１は、自車位置検出装置１１と、地図データベース１２と、車速センサ１３と、測距センサ１４と、カメラ１５と、入力装置１６と、駆動機構１７と、制御装置１８と、スピーカ１９と、を備える。これら各装置は、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。

自車位置検出装置１１は、ＧＰＳユニットを備え、複数の衛星通信から送信される電波を検出して、自車両の位置情報を周期的に取得するとともに、取得した自車両の位置情報と、車載されたジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサ１３から取得した車速とに基づいて、自車両の現在位置を検出する。自車位置検出装置１１は、周知のマップマッチング技術を用いて、自車両の位置を検出してもよい。

地図データベース１２には、高精細の地図情報を含む地図情報が格納されている。地図データベース１２が記憶する地図情報には、各地図座標における境界情報、二次元位置情報、三次元位置情報、道路情報、道路属性情報、上り／下り情報、レーン識別情報、接続先レーン情報などが含まれている。境界情報とは、高精細の地図情報で示された領域とそれより低精細で示された領域との境界の位置情報であり、この境界情報を用いると、自車両の現在位置又は経路上の各地点が高精細の領域内に属するか否かを判断することができる。二次元位置情報とは、地図座標の平面座標のみを示す情報であるのに対し、三次元位置情報とは、地図座標を平面座標及び高さ座標で示す情報である。三次元位置情報を用いると、道路が交差した地点が、交差点であるのか、高架であるのかを識別することができ、高精細の地図情報には二次元位置情報に加えて三次元位置情報が含まれている。高精細の地図情報及び低精細の地図情報のいずれにも、道路情報、道路属性情報、道路の上り／下り情報が含まれ、道路情報及び道路属性には、道路幅、曲率半径、路肩構造物、道路交通法規（制限速度、車線変更の可否）などの情報が含まれている。レーン識別情報と接続先レーン情報は高精細の地図情報にのみ含まれている。レーン識別情報とは、一の道路に複数の走行レーンが含まれる場合に、ある地点がどのレーンに属するかを識別することができる精密な位置情報であり、接続先レーン情報とは、各レーンの接続先のレーンを識別することができる精密な位置情報である。本実施形態で用いられる高精細の地図情報には、少なくとも走行レーンを識別できるレーン識別情報が含まれている。

車速センサ１３は、ドライブシャフトなどの車両の駆動系の回転速度を計測し、これに基づいて自車両の走行速度（以下、車速ともいう）を検出する。車速センサ１３により検出された自車両の車速情報は制御装置１８に出力される。

測距センサ１４は、自車両の周囲に存在する障害物を検出する。また、測距センサ１４は、自車両と障害物との相対距離および相対速度も算出する。測距センサ１４により検出された障害物の情報は制御装置１８に送信される。なお、このような測距センサ１４として、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなどを用いることができる。

カメラ１５は、自車両周囲の道路や障害物（人間、他車両、信号、標識、構造物などを含む）を撮像する。カメラ１５は、車両の所定箇所に複数設けられ、自車両周囲の全周（自車両の走行レーンの前後左右、これに隣接するレーンの前後など）が所定時間間隔で撮像され、このカメラ１５により撮像された画像情報は制御装置１８に送信される。制御装置１８は画像処理プログラムを備え、カメラ１５で撮像された画像情報を画像処理して、自車両周囲の道路や障害物の検出処理を実行する。この点については後述する。

入力装置１６は、ドライバーが操作可能な操作部材である。本実施形態において、ドライバーは入力装置１６を操作することで、車両の自動走行制御のオン／オフを設定することができる。なお、本実施形態に係る車両の自動走行制御では、操舵系のステアリングアクチュエータを自動制御して、車線変更や右左折を自動で実行し、ドライバーが設定した目的地までの計画ルートにしたがって自動走行する。さらに、本実施形態に係る車両の自動走行制御では、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、自車両と先行車両との車間距離をドライバーが設定した車間距離に維持して自車両を走行させる車間距離制御が行われ、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、ドライバーが設定した車速で自車両を走行させる速度制御が行われる。また、本実施形態において、ドライバーは入力装置１６を操作することで、速度制御における自車両の設定車速（例えば、具体的な速度値）および車間距離制御における設定車間距離（たとえば、短、中、長の三段階）を設定することができる。

駆動機構１７には、自車両を自動走行させるためのエンジン及び／又はモータ（動力系）、ブレーキ（制動系）およびステアリングアクチュエータ（操舵系）などが含まれる。本実施形態では、後述する自動走行制御が行われる際に、制御装置１８により、駆動機構１７の動作が制御される。

制御装置１８は、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）とから構成される。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることができる。

スピーカ１９は、車室内に設けられ、計画ルートにしたがって自動走行する際に、乗員が感じる違和感を払拭するために、各種の案内を音声により報知する。たとえば、右左折する場合には「左折します」といったアナウンスを流し、乗員が感じる横揺れによる違和感を緩和する。また詳細は後述するが、本実施形態の場合、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、計画ルートの走行レーンとして設定する場合、及び計画ルートの走行レーンを元の走行レーンに設定する場合の少なくとも一方の場合に、自車両の乗員にその旨、たとえば「走行レーンを変更します」や「走行レーンを復帰します」といったアナウンスを報知する。スピーカ１９は、車載オーディオ装置のスピーカを共用してもよい。

図２は、制御装置１８により実現される主たる機能を示すブロック図である。本実施形態の制御装置１８は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、自車両の現在位置から運転者が入力した目的地までの経路（以下、計画ルートという）を算出して経路案内情報を出力するナビゲーション機能と、自車両の走行状態に関する自車情報を取得する自車情報取得機能と、自車両の周囲に存在する障害物に関する周囲情報を取得する周囲情報取得機能と、計画ルートの自車両の前方に、方向変更が必要な方向変更地点が存在するか否かを検出する方向変更地点検出機能と、自動操舵操作を実行中にドライバーによる操作介入がされたことを検出する操作介入検出機能と、方向変更地点で方向変更する計画ルートに従った自動走行が可能な限りドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを計画ルートの走行レーンとして設定する走行レーン設定機能と、隣接車両の挙動に応じて自車両の走行を制御する走行制御機能と、を実現する。以下において、制御装置１８が備える各機能について説明する。

以下に説明する実施形態における「方向変更が必要な方向変更地点Ｐ１」とは、計画ルートＲ１に従った走行を実現するために、車両の道路交通法規上、自車両を車線変更又は右左折させなければならないとされている地点をいう。なお、車線変更と右左折を含めて方向変更と称し、車線変更とは、現在の走行レーンから異なる走行レーンに移動することをいうものとし、右左折とは、現在の進行方向を切替えることをいうものとする。たとえば、図４に示すように、道路Ｄの走行レーンＤ１を自動走行する自車両Ｖ１（同図の左）は、点線で示す計画ルートＲ１にしたがって走行するものとインプットされているところ（自車両がＶ１→Ｖ２→Ｖ３→Ｖ４→Ｖ５と走行する）、交差点で左折して走行レーンＤ４に移動する必要がある。この場合、左折する必要がある地点が方向変更地点Ｐ１となる。また、同図において、道路Ｄの走行レーンＤ１を自動走行する自車両Ｖ１（同図の左）に対して、ドライバーがハンドルを介して操作介入して走行レーンＤ２に車線変更した場合でも、交差点の手前で再度走行レーンＤ１に車線変更したのち交差点を左折して走行レーンＤ４に移動する必要がある。この場合も、計画ルートＲ１に従った走行を実現するためには交差点で左折しなければならないことから、左折する必要がある地点が方向変更地点Ｐ１となる。

図２に戻り、制御装置１８は、自車情報取得機能（図２の自車位置検出）により、自車両の走行状態に関する自車情報を取得する。たとえば、制御装置１８は、自車情報取得機能により、自車位置検出装置１１から自車両の位置情報を、車速センサ１３から自車両の車速情報を、自車情報として取得する。

制御装置１８は、ナビゲーション機能（車載ナビゲーション装置が備えてもよい。）により、入力装置１６から入力された目的地（図２の目的地設定）と、自車位置検出装置１１により検出された現在位置と、地図データベース１２の地図情報（図２の地図データベース）とから、計画ルートＲ１を検索し（図２の計画ルート演算）、車載ディスプレイなどに出力するとともに、計画ルートＲ１の位置情報を保持する。また、制御装置１８は、方向変更地点検出機能により、検索された計画ルートＲ１において、上述した方向変更地点Ｐ１が存在するか否か、存在する場合はその位置情報及び変更方向を保持する。

制御装置１８は、図２には示さない周囲情報取得機能により、自車両の周囲の障害物に関する周囲情報を取得する。たとえば、制御装置１８は、周囲情報取得機能により、測距センサ１４から自車両の周囲を走行する周囲車両の有無、また自車両の周囲に周囲車両が存在する場合には、周囲車両の位置、自車両と周囲車両との相対距離および相対速度の情報を、周囲情報として保持する。また、制御装置１８は、周囲情報取得機能により、自車情報取得機能により取得された自車両の車速と、自車両と周囲車両との相対速度とに基づいて周囲車両の絶対車速を算出し、算出した周囲車両の絶対車速を周囲情報として保持する。

制御装置１８は、図２には示さない隣接車両検出機能により、周囲情報取得機能により取得された周囲情報に基づいて、自車両の周囲に存在する他車両が隣接車両であるかを特定する。ここで、隣接車両とは、自車両が図３Ｂに示す走行レーンＤ２を走行する車両Ｖ１である場合、方向変更先の走行レーンＤ１を走行する車両Ｖ２、Ｖ３をいう。なお、通常の追従運転を実行するために、自車両Ｖ１が走行する走行レーンＤ２の前方を走行する先行車両を検出してもよい。これらの他車両について、たとえば、制御装置１８は、隣接車両検出機能により、カメラ１５から自車両の前方の撮像画像を取得し、自車両の前方のレーンマークを検出する。そして、制御装置１８は、隣接車両検出機能により、周囲情報に含まれる周囲の車両の位置情報と、自車両の前方の道路のレーンマークとに基づいて、自車両の周囲の車両が走行する走行レーンを特定する。上述したとおり、地図データベース１２は高精細の地図情報を含むため、走行レーンまで特定することができる。そして、制御装置１８は、隣接車両検出機能により、自車両の周囲の車両が、自車両の走行レーンに隣接する走行レーンを走行している場合には、この周囲の車両を隣接車両として特定する。また、隣接車両検出機能により、自車両の周囲の車両が、自車両の走行レーンを走行している場合には、この周囲の車両を先行車両として特定する。

制御装置１８は、操作介入検出機能（図２のドライバーの操作介入）により、自動操舵操作を実行中にドライバーによる操作介入がされたことを検出する。ドライバーによる操作介入とは、操舵操作の自動制御を実行中に、乗員が行う手動制御を自動制御より優先すること、又は制御部が行う自動制御から乗員が行う手動制御への切換操作を意味し、オーバーライドと同義である。本実施形態において、ドライバーの操作介入は、（ａ）計画ルートに設定された走行レーンの基準横位置に対する、自車両の現在の横位置のずれ量が、第１所定値以上である場合、（ｂ）自車両が、隣接する走行レーンとの境界標示線を跨いだ場合、（ｃ）自車両と、隣接する走行レーンを走行する他車両との横方向の距離が、第２所定値以下である場合、（ｄ）ドライバーによるハンドルへの入力量が、第３所定値以上である場合、又は（ｅ）自車両の操舵を自動制御中に、ドライバーにより入力されたハンドルの回転の阻止力が、第４所定値以上である場合、の少なくともいずれかに該当する場合は、ドライバーによるハンドルへの操作介入があると検出する。

図７は、本実施形態に係る車両走行制御装置１により検出される操作介入の検出例を説明するための走行シーンを示す平面図である。道路Ｄの走行レーンＤ１を自動走行する自車両Ｖ１（同図の左）は、点線で示す計画ルートＲ１にしたがって走行するものとインプットされているものとする。この自車両Ｖ１が操舵を自動制御しながら、道路Ｄの走行レーンＤ１を走行中に、ドライバーがハンドルを操作して自車両Ｖ１を走行レーンＤ１の右側に移動させて自車両Ｖ２とした場合、計画ルートＲ１に設定された走行レーンの基準横位置、たとえば走行レーンＤ１の中心に対する、自車両Ｖ２の現在の横位置のずれ量Ｗ１が、第１所定値Ｗ０以上、たとえば走行レーンＤ１の幅の半分以上であるときは、ドライバーの操作介入があると検出する。

またこれに代えて、自車両Ｖ１が操舵を自動制御しながら道路Ｄの走行レーンＤ１を走行中に、図７の自車両Ｖ３で示すように、ドライバーがハンドルを右に操作して隣接する走行レーンＤ２との境界標示線ＷＬを跨いだ場合に、ドライバーの操作介入があると検出してもよい。さらにこれに代えて、自車両Ｖ１が操舵を自動制御しながら道路Ｄの走行レーンＤ１を走行中に、図７の自車両Ｖ４で示すように、ドライバーがハンドルを右に操作して隣接する走行レーンＤ２を走行する他車両Ｖ５との横方向の距離Ｗ２が、第２所定値以下であるときは、ドライバーの操作介入があると検出してもよい。これら（ａ）〜（ｃ）の検出方法は、自車両Ｖ１〜Ｖ４の位置のずれ量によってドライバーの操作介入の有無を検出するものであり、カメラ１５によって撮像された画像データから判断される。

これに対して、ドライバーによるハンドルへの入力量によってもドライバーの操作介入の有無を検出することができる。操舵の自動制御を実行中は、制御装置１８から、駆動機構１７に含まれる操舵機構のアクチュエータに対して、操舵角に相当する駆動電力（駆動電流又は駆動電圧）が供給される。これによりアクチュエータは操舵機構を自動操作するが、操舵機構とハンドルとが機械的に連結されているため、ハンドルも自動的に回転する。この際に、ドライバーがハンドルを握っていずれかの方向へ操作すると、操舵機構に設けられたトルクセンサによりドライバーの入力トルク（入力量）を検出することができる。このトルクセンサによって検出される実トルクを用いて、たとえばドライバーによるハンドルへの入力トルクが、第３所定値以上である場合に、ドライバーの操作介入があると検出してもよい。第３所定値としては、車線変更に必要とされるトルクなどを設定することができる。

また操舵機構のトルクセンサを用いる場合、操舵の自動制御を実行中は、アクチュエータによるトルクも作用するため、トルクセンサで検出される実トルクは、操舵の自動制御によるトルクと、ドライバーにより入力されたトルクとの合計になる。したがって、トルクセンサで検出される実トルクと操舵の自動制御によるトルクとの差が、ドライバーによるハンドルへの入力トルクとなるから、トルクセンサで検出される実トルクが操舵の自動制御によるトルクよりも小さい場合は、ドライバーがハンドルの回転を阻止する方向に入力したこととなり、この阻止トルク（阻止力）が、第４所定値以上である場合に、ドライバーの操作介入があると検出してもよい。たとえば、操舵の自動制御によれば、自車両を隣接車線へ車線変更しようとしているのに対して、ドライバーとしては現在の走行レーンを維持したい場合に、ハンドルの回転を阻止しようとする。また、トルクセンサで検出される実トルクが操舵の自動制御によるトルクよりも大きい場合は、ドライバーがハンドルの回転と同じ方向に入力したこととなり、この順方向への入力トルクが、第４所定値以上である場合に、ドライバーの操作介入があると検出してもよい。たとえば、操舵の自動制御によれば、自車両を隣接車線へ車線変更しようとしているのに対して、ドライバーとしてはさらに向こう側の隣接車線まで車線変更したい場合に、順方向への入力トルクが検出される。

図２に戻り、制御装置１８は、走行レーン設定機能（図２の走行レーンの設定）により、方向変更地点Ｐ１で方向変更する計画ルートＲ１に従った自動走行が可能な限り、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを計画ルートの走行レーンとして設定する。ここで、「方向変更地点Ｐ１で方向変更する計画ルートＲ１に従った自動走行が可能な限り」という意味を、図４に示す計画ルートＲ１を走行する自車両Ｖ１〜Ｖ５（自車両がＶ１→Ｖ２→Ｖ３→Ｖ４→Ｖ５と走行する）を例に説明する。図４の道路Ｄの走行レーンＤ１を自動走行する自車両Ｖ１（同図の左）は、点線で示す計画ルートＲ１にしたがって走行するものとインプットされているところ、交差点で左折して走行レーンＤ４に移動する必要があるが、自車両Ｖ２にて示すようにドライバーの操作介入により走行レーンＤ２へ車線変更した場合であっても、自車両Ｖ３→Ｖ４にて示すように、交差点の限界地点ＤＰまでに再び走行レーンＤ１へ車線変更すれば、当該交差点を左折することができ、当初の計画ルートＲ１に従って自動走行することができる。したがって、「方向変更地点Ｐ１で方向変更する計画ルートＲ１に従った自動走行が可能な限り」というのは、ドライバーの操作介入により一時的に計画ルートＲ１を逸脱しても、計画ルートＲ１の先に存在する交差点や車線変更地点などの方向変更地点Ｐ１までに、計画ルートＲ１に復帰可能な方向変更を実行する限り、という意味である。

このため、制御装置１８は、走行レーン設定機能（図２の走行レーンの設定）により、切換地点Ｐ２までは、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを計画ルートの走行レーンとして設定する。ここで切換地点Ｐ２とは、方向変更地点Ｐ１にて方向変更（左折）することができるように、走行レーンを切り換える始点をいい、図４に示すシーンでは、自車両が方向変更地点Ｐ１で方向変更が不可能となる限界地点ＤＰから手前に所定距離Ｌ１の地点をいう。また限界地点ＤＰとは、図４に示すように、左折可能な走行レーンＤ１以外の走行レーンＤ２，Ｄ３を走行している車両が、それ以上走行すると左折できなくなる限界の地点をいうものとする。

したがって、自車両が走行レーンＤ２又はＤ３を走行している場合に限界地点ＤＰに到着すると、この交差点を直進するか右折するしかなくなり、その結果、計画ルートＲ１に従った走行ができなくなり、別の計画ルートを再検索することになる。本実施形態の制御装置１８は、このような別の計画ルートを再検索することなく、当初の計画ルートＲ１に従って方向変更地点Ｐ１にて方向変更（左折）するために、自車両が走行レーンＤ２を走行している自車両Ｖ２である場合は、切換地点Ｐ２にて左折可能な走行レーンＤ１に車線変更する。所定距離Ｌ１は、図４に示すシーンでは、走行レーンＤ２から走行レーンＤ１へ車線変更が円滑に実行できる十分な距離に設定されている。

所定距離Ｌ１は、自車両が１回の方向変更に要する時間と、方向変更の際の基準車速と、方向変更の回数とを乗算することで求めることができる。たとえば、乗用車の１回の車線変更であれば１０〜２０ｍ、２回の車線変更であれば２０〜４０ｍ程度である。したがって、図４に示すシーンの場合に、自車両が走行レーンＤ２を走行しているときは、１回の車線変更で方向変更地点Ｐ１に到着できるので、所定距離Ｌ１を１０〜２０ｍに設定する。これに対して、図４に示すシーンの場合に、自車両が走行レーンＤ３を走行しているときは、方向変更地点Ｐ１に到着するには２回の車線変更が必要となるため、所定距離Ｌ１を２０〜４０ｍに設定する。なお、自車両が走行する走行レーンがどのレーンかは、カメラ１５の撮像データにより検出できるので、自車両の現在位置から方向変更地点への車線変更の回数は精細地図情報を用いて求めることができる。そして、所定距離Ｌ１を演算したら、図４に示すシーンにおいては、限界地点ＤＰから所定距離Ｌ１手前の地点を切換地点Ｐ２に設定し、その位置情報を保持する。

なお、交差点等によっては、限界地点ＤＰのほかに、車線変更禁止の標識又は道路標示がされていることもある。図５に示すシーンは、交差点の近傍では車線変更を禁止する道路標示ＰＬがされ、この区間では車線変更が法令上禁止されている。したがって、上述した方法で求められた所定距離Ｌ１は、限界地点ＤＰからではなくこれに代えて、車線変更が禁止されている区間と車線変更が許可されている区間との境界地点Ｐ３から、所定距離Ｌ１以上、手前の地点に切換地点Ｐ２を設定する。このように境界地点Ｐ３を起点に所定距離Ｌ１手前の位置を切換地点Ｐ２に設定することで、少なくとも車線変更が禁止されている区間を走行するときは目的とする走行レーンＤ１への車線変更が完了していることになる。

制御装置１８は、走行レーン設定機能（図２の走行レーンの設定）により、所定距離Ｌ１に加えて余裕距離Ｌ２を設定してもよい。所定距離Ｌ１は、上述したように、自車両が１回の方向変更に要する時間と、方向変更の際の基準車速と、方向変更の回数とを乗算することで求めるが、自車両の走行状態、走行レーンの混雑度、走行レーンの曲率又はドライバーの走行履歴などの条件によっては、車線変更に要する距離が短い場合もあり得る。したがって、図６に示すように、切換地点Ｐ２を、限界地点ＤＰから、所定距離Ｌ１に所定の余裕距離Ｌ２を加算した距離手前の地点に設定してもよい。また、交差点などに車線変更が禁止された区間がある図５に示すようなシーンでは、切換地点Ｐ２を、境界地点Ｐ３から、所定距離Ｌ１に所定の余裕距離Ｌ２を加算した距離手前の地点に設定してもよい。

この余裕距離Ｌ２は、（Ａ）車線変更先（方向変更先）の走行レーンの混雑度が大きいほど長く設定する、（Ｂ）前記自車両の車速が速いほど長く設定する、（Ｃ）車線変更先（方向変更先）の走行レーンの曲率変化が大きいほど長く設定する、（Ｄ）車線変更先（方向変更先）の走行レーンの走行履歴回数が少ないほど長く設定する、といった何れか一つの条件で設定することができる。車線変更先の走行レーンが混雑しているほど隣接車両間の車間距離が短く、自車両が入ることができるスペースを確保するのに時間、すなわち所定距離Ｌ１が相対的に長くなるからである。また、自車両の車速が速いと、円滑に車線変更するためには操舵角を相対的に小さく設定する必要があるので、所定距離Ｌ１が相対的に長くなるからである。また、車線変更先の走行レーンの曲率（レーンの曲がり具合。曲率半径ｒの曲率は１／ｒ）が小さくても、すなわち曲がり具合が小さくても、ジグザク道路のように曲率変化が大きい場合には、円滑に車線変更するためには操舵角を相対的に小さく設定する必要があるので、所定距離Ｌ１が相対的に長くなるからである。また、車線変更先の走行レーンの走行履歴回数が少ないと、そのドライバーは不安感を覚えるので、より操舵角を小さく設定してより円滑に車線変更する必要がある。そのため、所定距離Ｌ１が相対的に長くなるからである。さらに、余裕距離Ｌ２は、車線変更先（方向変更先）の走行レーンの曲率が所定値以下の区間を用いて求めることが好ましい。

制御装置１８は、走行制御機能により、駆動機構１７を制御することで、自車両の走行の全部または一部を自動で行う自動走行制御を実行する。たとえば、本実施形態における走行制御機能は、設定された目的地から検索された計画ルートを走行するように、操舵系のステアリングアクチュエータを自動制御し、車線変更や右左折を自動で実行する機能を有する。また、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、アクセルやブレーキなどの駆動機構１７の動作を自動制御することで、自車両と先行車両との車間距離を入力装置１６により設定された車間距離に維持して、自車両を走行させる車間距離制御を実行する。また、本実施形態における走行制御機能は、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、アクセルやブレーキなどの駆動機構１７の動作を自動制御することで、ドライバーが入力装置１６により設定した所定の設定車速で自車両を走行させる速度制御を実行する。そして、こうした自動走行制御を実行した自動運転又は半自動運転を行うか、又はドライバーの手動運転を行うかは、走行前又は走行中にドライバーが選択する。

図３は、本実施形態に係る車両走行制御装置１により実行される処理手順を示すフローチャートであり、図４に示すシーンを例に説明する。なお、図３に示す処理は、たとえば１００ｍｓｅｃ程度の時間間隔で実行される。

本実施形態に係る車両走行制御装置１は、操舵操作及び発進・停止を含む加減速操作を自動制御するものに本発明を適用した例である。ステップＳ１では、ドライバーが入力装置１６から入力した目的地と、自車位置検出装置１１により検出された現在位置と、地図データベース１２に格納された、走行レーンが識別可能な精細地図情報とから、目的地までの計画ルートＲ１を検索し、車載ディスプレイなどに出力するとともに、計画ルートＲ１の位置情報を保持する。

ステップＳ２では、自車両Ｖ１の現在位置を自車位置検出装置１１により検出し、自車両Ｖ１の計画ルートＲ１に、上述した方向変更地点Ｐ１が存在するか否かを演算して判断し、存在する場合はその変更方向と位置情報を保持してステップＳ３へ進む。すなわち、方向変更地点Ｐ１の位置情報と、図４に示す左折の場合には左折すべき限界地点ＤＰの位置情報も含めて保持する。また、同図に示す左折の場合、左折する際に走行しなければならない走行レーンＤ１から、走行レーンＤ４への左方向への左折であるから、これら走行レーンと変更方向の情報も保持する。

ステップＳ３では、自車両Ｖ１の周辺の走行道路情報を地図データベース１２の精細地図情報から取得するとともに、カメラ１５により自車両Ｖ１の周辺を走行する他車両Ｖ２，Ｖ３の挙動を所定時間間隔で検出する。そして、入力装置１６から入力した走行速度及び車間距離と、地図情報から取得された周辺の走行道路情報と、カメラ１５により検出される周辺の他車両の挙動とに基づいて、自車両Ｖ１の走行の全部を自動で行う自動走行制御、いわゆる自動運転を実行する。

ステップ４では、上述した検出方法を用いて、ドライバーのハンドルへの操作介入を検出する。ステップ５では、カメラ１５により撮像された画像データ及び精細地図情報から、図４に示す自車両Ｖ１がＶ２にて示すように車線変更されたか否かを判断し、車線変更がされていない場合は処理を終了する。ステップＳ５において、自車両Ｖ１がＶ２にて示すように車線変更された場合には、ステップＳ６へ進み、車線変更された走行レーンＤ２を計画ルートＲ１の走行レーンとして設定する。

操舵を自動制御中に、ドライバーが操作介入するということは、当該ドライバーが、制御装置１８では判断し得ない事情を認識したからである。たとえば、図４に示すように、自車両Ｖ１が走行レーンＤ１を自動走行制御中に、走行レーンＤ１の前方に事故車、工事中区間又は渋滞を発見した場合、それを避けるべく走行レーンＤ２に一時的に退避するのが一般的である。ＶＩＣＳ（登録商標，Vehicle Information and Communication System）の情報にはタイムラグがあるため、このような事情の情報が取得できないこともある。そこで、本実施形態の車両走行制御装置１では、計画ルートＲ１に従った自動走行が可能な限り、ドライバーの操作介入の意思を尊重するべく、車線変更された走行レーンＤ２を計画ルートＲ１の走行レーンとして設定する。これと同時に、スピーカ１９を用いて、自車両の乗員に対し、たとえば「走行レーンを変更します」といったアナウンスを報知してもよい。

ステップＳ７では、ステップＳ２で検出した方向変更地点Ｐ１の位置情報と、自車両Ｖ２の走行レーンＤ２の情報を含む現在位置及び車速と、精細地図情報とから、切換地点Ｐ２の位置を演算する。すなわち、図４に示すように、方向変更地点Ｐ１近傍に車線変更が禁止された区間が存在しない場合は、自車両Ｖ２が１回の車線変更に要する時間と、車線変更の際の基準車速と、車線変更の回数とから所定距離Ｌ１を求め、限界地点ＤＰから、所定距離Ｌ１手前の地点に切換地点Ｐ２を設定する。また、図５に示すように、方向変更地点Ｐ１近傍に車線変更が禁止された区間が存在する場合は、自車両Ｖ２が１回の車線変更に要する時間と、車線変更の際の基準車速と、車線変更の回数とから所定距離Ｌ１を求め、境界地点Ｐ３から、所定距離Ｌ１手前の地点に切換地点Ｐ２を設定する。これとともに、上述した余裕距離Ｌ２を演算し、所定距離Ｌ１と余裕距離Ｌ２を加算した距離に基づいて切換地点Ｐ２を設定してもよい。

ステップＳ８では、自車両Ｖ２が図４にＶ３にて示すように、切換地点Ｐ２に到着したか否かを判断し、到着していない場合はステップＳ６に戻り、以上の処理を繰り返す。自車両Ｖ２が図４にＶ３にて示すように、切換地点Ｐ２に到着した場合は、ステップＳ９に進み、それ以降の走行レーンを当初取得された計画ルートＲ１の走行レーンに復帰して、自動運転を継続する。すなわち、制御装置１８は、自車両Ｖ３の周囲の障害物を検出しながら、現在の走行レーンＤ２から走行レーンＤ１への車線変更が可能か否かを判断し、走行レーンＤ１に十分なスペースがあるから車線変更が可能であると判断したタイミングで車線変更を開始する。これと同時に、スピーカ１９を用いて、自車両の乗員に対し、たとえば「走行レーンを元のレーンに復帰します」といったアナウンスを報知してもよい。そして、図４に示すように、走行レーンＤ１に車線変更した自車両Ｖ４は、計画ルートＲ１に従って交差点を左折して走行レーンＤ４に移動する（自車両Ｖ５参照）。

以上のとおり、本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、ドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、方向変更地点Ｐ１で方向変更する計画ルートＲ１に従った自動走行が可能な限り、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンＤ２を、計画ルートＲ１の走行レーンとして設定し、自車両Ｖ２の操舵を自動制御するので、ドライバーの操作介入の意思が尊重されて、その後の自動操舵制御に反映される。このようなドライバーの判断による操舵操作は、制御装置１８では認識できない判断が含まれている可能性があり、より一層リアルな状況で自動運転を実行することができる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、自車両が方向変更地点Ｐ１で方向変更が不可能となる限界地点ＤＰから手前に所定距離Ｌ１の切換地点Ｐ２を設定し、個の切換地点Ｐ２までは操作介入による走行レーンを優先する一方で、切換地点Ｐ２以降は計画ルートＲ１の走行レーンを優先するので、ドライバーの操作介入の意思を反映しつつ当初の計画ルートＲ１に従った自動走行が可能となる。その結果、計画ルートＲ１を再検索するといった必要がなくなる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、所定距離Ｌ１は、自車両が１回の方向変更に要する時間と、方向変更の際の基準車速と、方向変更の回数とから求め、切換地点Ｐ２は、限界地点ＤＰ又は境界地点Ｐ３から所定距離Ｌ１以上、手前の地点に設定するので、短時間で切換地点Ｐ２を設定することができる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、切換地点Ｐ２は、限界地点ＤＰ又は境界地点Ｐ３から、所定距離Ｌ１に所定の余裕距離Ｌ２を加算した距離手前の地点に設定するので、自車両が１回の方向変更に要する時間、方向変更の際の基準車速、及び方向変更の回数以外の要因による方向変更距離の延長にも対応することができる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、所定の余裕距離Ｌ２は、方向変更先の走行レーンの混雑度が大きいほど長く設定し、自車両の車速が速いほど長く設定し、方向変更先の走行レーンの曲率変化が大きいほど長く設定し、方向変更先の走行レーンの走行履歴回数が少ないほど長く設定するので、状況に応じて適切な方向変更距離を設定することができる。その結果、ドライバーの操作介入の意思をできる限り長く反映しつつ、当初の計画ルートＲ１に従った自動走行がより一層可能となる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、所定の余裕距離は、方向変更先の走行レーンの曲率が所定値以下の区間を用いて求めるので、曲率が大きい区間を除く実質的に方向変更し易い距離を求めることができる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、ドライバーによるハンドルへの操作介入は、計画ルートＲ１に設定された走行レーンの基準横位置に対する、自車両の現在の横位置のずれ量Ｗ１が、第１所定値以上である場合、自車両が、隣接する走行レーンとの境界標示線ＷＬを跨いだ場合、自車両と、隣接する走行レーンを走行する他車両との横方向の距離Ｗ２が、第２所定値以下である場合、ドライバーによるハンドルへの入力量が、第３所定値以上である場合、又は自車両の操舵を自動制御中に、ドライバーにより入力されたハンドルの回転の阻止力が、第４所定値以上である場合の少なくとも何れかに該当する場合に、操作介入と判断するので、状況に応じた柔軟性のある検出が可能となり、ドライバーの操作介入の意思をより確実に反映することができる。

本実施形態の車両走行制御方法及び装置によれば、ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、計画ルートＲ１の走行レーンとして設定する場合、及び計画ルートＲ１の走行レーンを元の走行レーンに設定する場合の少なくとも一方の場合には、自車両の乗員にその旨を報知するので、乗員が感じる違和感を払拭することができる。

１…車両走行制御装置
１１…自車位置検出装置
１２…地図データベース
１３…車速センサ
１４…測距センサ
１５…カメラ
１６…入力装置
１７…駆動機構
１８…制御装置
１９…スピーカ
Ｄ…道路
Ｄ１〜Ｄ３…走行レーン
Ｖ１〜Ｖ５…自車両
Ｖ６…他車両
Ｒ１…計画ルート
Ｒ２…操作介入されたルート
Ｐ１…方向変更地点
Ｐ２…切換地点
ＤＰ…限界地点
Ｐ３…境界地点
Ｌ１…所定距離
Ｌ２…余裕距離

Claims (11)

1. 走行レーンが識別可能な地図情報と、自車両の現在位置と、目的地とから決定された前記自車両の計画ルートを取得し、
   前記地図情報から求められ、前記計画ルートの前記自車両の現在位置の前方に存在する方向変更が必要な方向変更地点の情報を取得し、
   前記自車両のドライバーによるハンドルへの操作介入及び当該操作介入による自車両の走行レーンの変更を検出し、
   前記計画ルートの前記自車両の現在位置の前方に前記方向変更地点が存在し、且つ前記ドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、前記方向変更地点で方向変更する計画ルートに従った自動走行が可能な限り、前記ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、前記計画ルートの走行レーンとして設定し、前記自車両の操舵を自動制御する車両走行制御方法。
2. 前記自車両が前記方向変更地点で方向変更が不可能となる限界地点から手前に所定距離の切換地点までは、前記ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、前記計画ルートの走行レーンに設定して、前記自車両の操舵を自動制御し、
   前記自車両が前記切換地点に到着したタイミングで、前記計画ルートの走行レーンを元の走行レーンに設定して、前記自車両の操舵を自動制御する請求項１に記載の車両走行制御方法。
3. 前記所定距離は、前記自車両が１回の方向変更に要する時間と、方向変更の際の基準車速と、方向変更の回数とから求め、
   前記切換地点は、前記限界地点から、前記所定距離以上、手前の地点に設定する請求項２に記載の車両走行制御方法。
4. 前記所定距離は、前記自車両が１回の方向変更に要する時間と、方向変更の際の基準車速と、方向変更の回数とから求め、
   前記限界地点より手前に方向変更が禁止されている区間がある場合、前記切換地点は、方向変更が禁止されている区間と方向変更が許可されている区間との境界地点から、前記所定距離以上、手前の地点に設定する請求項２に記載の車両走行制御方法。
5. 前記切換地点は、前記限界地点から、前記所定距離に所定の余裕距離を加算した距離手前の地点に設定する請求項３に記載の車両走行制御方法。
6. 前記切換地点は、前記境界地点から、前記所定距離に所定の余裕距離を加算した距離手前の地点に設定する請求項４に記載の車両走行制御方法。
7. 前記所定の余裕距離は、少なくとも下記（Ａ）〜（Ｄ）の何れか一つの条件で設定する請求項５又は６に記載の車両走行制御方法。
   （Ａ）方向変更先の走行レーンの混雑度が大きいほど長く設定する
   （Ｂ）前記自車両の車速が速いほど長く設定する
   （Ｃ）方向変更先の走行レーンの曲率変化が大きいほど長く設定する
   （Ｄ）方向変更先の走行レーンの走行履歴回数が少ないほど長く設定する
8. 前記所定の余裕距離は、方向変更先の走行レーンの曲率が所定値以下の区間を用いて求める請求項５又は６に記載の車両走行制御方法。
9. 前記ドライバーによるハンドルへの操作介入は、
   （ａ）前記計画ルートに設定された走行レーンの基準横位置に対する、前記自車両の現在の横位置のずれ量が、第１所定値以上である場合、
   （ｂ）前記自車両が、隣接する走行レーンとの境界標示線を跨いだ場合、
   （ｃ）前記自車両と、隣接する走行レーンを走行する他車両との横方向の距離が、第２所定値以下である場合、
   （ｄ）前記ドライバーによるハンドルへの入力量が、第３所定値以上である場合、又は
   （ｅ）前記自車両の操舵を自動制御中に、前記ドライバーにより入力された前記ハンドルの回転の阻止力が、第４所定値以上である場合、
   の少なくともいずれかに該当する場合は、前記ドライバーによるハンドルへの操作介入があると検出する請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両走行制御方法。
10. 前記ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、前記計画ルートの走行レーンとして設定する場合、及び
    前記計画ルートの走行レーンを元の走行レーンに設定する場合の少なくとも一方の場合には、前記自車両の乗員にその旨を報知する請求項１〜９のいずれか一項に記載の車両走行制御方法。
11. 走行レーンが識別可能な地図情報と自車両の現在位置と目的地とから決定された前記自車両の計画ルートを取得する第１入力器と、
    前記地図情報から求められる、前記計画ルートの前記自車両の現在位置の前方に方向変更が必要な方向変更地点に関する情報を取得する第２入力器と、
    前記自車両のドライバーによるハンドルへの操作介入及び当該操作介入による自車両の走行レーンの変更を検出する検出器と、
    前記計画ルートの前記自車両の現在位置の前方に前記方向変更地点が存在し、且つ前記ドライバーによるハンドルへの操作介入を検出した場合に、前記方向変更地点で方向変更する計画ルートに従った自動走行が可能な限り、前記ドライバーのハンドルへの操作介入によって変更された走行レーンを、前記計画ルートの走行レーンとして設定し、前記自車両の操舵を自動制御する制御器と、を備える車両走行制御装置。

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