特開 2025-14502 車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025014502

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20250123BHJP

   B60W 30/10 20060101ALI20250123BHJP

   B60W 40/02 20060101ALI20250123BHJP

   B60W 50/14 20200101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 D

B60W30/10

B60W40/02

B60W50/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023117105

(22)【出願日】2023-07-18

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(74)【代理人】

【識別番号】100135976

【弁理士】

【氏名又は名称】宮本 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】橋本 竜太

(72)【発明者】

【氏名】瀬田 剛広

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA11

3D241BA29

3D241BA60

3D241BB16

3D241BB37

3D241BB45

3D241DC44Z

5H181AA01

5H181BB04

5H181CC04

5H181FF04

5H181FF12

5H181FF13

5H181FF22

5H181FF25

5H181FF27

5H181FF33

5H181FF35

5H181LL07

5H181LL08

5H181LL09

5H181LL14

(57)【要約】

【課題】開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功させるように車線変更の態様を決定する車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置は、車両周辺の環境情報に基づいて、予定されていた第１の車線変更を開始するタイミングを変更するか否かを判定する判定部と、判定部によって、第１の車線変更を開始するタイミングを変更すると判定された場合、車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更を計画する計画部と、計画部によって、第２の車線変更が計画された場合、第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定する決定部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両周辺の環境情報に基づいて、予定されていた第１の車線変更を開始するタイミングを変更するか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって、前記第１の車線変更を開始するタイミングを変更すると判定された場合、車両周辺の前記環境情報に基づいて、第２の車線変更を計画する計画部と、
前記計画部によって、前記第２の車線変更が計画された場合、前記第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、前記第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の前記環境情報に基づいて、前記第２の車線変更の制御の態様を決定する決定部と、
を有する、ことを特徴とする車両制御装置。

【請求項2】

前記決定部は、前記第１の車線変更を実行しようとしていた理由が、車両の目的位置へ到達するための車線変更である場合、又は、車両周辺の前記環境情報が、車両が目的位置へ到達できなくなることを示す場合、ドライバの関与の程度が高くなるように、前記第２の車線変更の制御の態様を決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記決定部は、車両周辺の前記環境情報が、車両が目的位置へ到達できなくなることを示すものではない場合、ドライバの関与の程度が低くなるように、前記第２の車線変更の制御の態様を決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記第２の車線変更の制御の態様を決定するのと共に、自動制御による車線変更の成功する確率が高くなるように制御の態様を決定する、請求項３に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記決定部は、（Ａ）前記第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、（Ｂ）前記第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の前記環境情報と、更に、（Ｃ）前記計画部によって計画された前記第２の車線変更を開始するタイミングと前記第１の車線変更を開始するタイミングとの相違量とに基づいて、前記第２の車線変更の制御の態様を決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両が現在走行している走行道路から分岐する分岐道路へ退出する場合、車両の自動制御装置は、分岐道路の車線と隣接する走行道路内の目的車線上に、車線変更完了位置を設定する。車線変更完了位置は、車両が分岐道路の車線への移動を完了する目的車線上の位置である。車両が走行道路内の目的車線以外の他の車線を走行している場合、車両は目的車線へ移動して、車線変更完了位置までに分岐道路の車線へ移動する。

【0003】

一方、車両の現在位置と車線変更完了位置との間に渋滞区間がある場合、渋滞区間内において車両と他車両との間に安全な距離を保って、車両が自動制御で車線間を移動することは困難な場合がある。

【0004】

そこで、車両が目的車線へ移動する場合、車両が渋滞区間を通過した後に車両が目的車線へ移動するための車線変更を行うこと、及び、車両が渋滞区間に到達する前に車目的車線へ移動するための車線変更を行うことがある。

【0005】

例えば、特許文献１は、自車両の進路前方にレーン変更を行った上で進入する分岐が存在し、且つ、混雑情報により示される混雑の程度が大きい場合は、混雑情報により示される混雑の程度が小さい場合にレーン変更制御が可能となる地点よりも手前の地点からレーン変更制御を可能とする車両制御装置を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－０５６６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したように、車両の現在位置と車線変更完了位置との間に渋滞区間のような走行困難区間が存在することにより、車線変更を開始するタイミングを変更することがある。開始するタイミングが変更された車線変更は、車両の車線間の移動をより成功することが期待される。

【0008】

例えば、最初に計画された車線変更の開始するタイミングが変更されることになった理由に基づいて、開始するタイミングを変更した後の車線変更の態様を決定することにより、車両の車線間の移動を成功させる確率を高めることが考えられる。

【0009】

そこで、本開示は、開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功させるように車線変更の態様を決定する車両制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）一の実施形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、車両周辺の環境情報に基づいて、予定されていた第１の車線変更を開始するタイミングを変更するか否かを判定する判定部と、判定部によって、第１の車線変更を開始するタイミングを変更すると判定された場合、車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更を計画する計画部と、計画部によって、第２の車線変更が計画された場合、第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定する決定部と、を有する、ことを特徴とする。

【0011】

（２）（１）の車両制御装置において、決定部は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由が、車両の目的位置へ到達するための車線変更である場合、又は、車両周辺の環境情報が、車両が目的位置へ到達できなくなることを示す場合、ドライバの関与の程度が高くなるように、第２の車線変更の制御の態様を決定することが好ましい。

【0012】

（３）（２）の車両制御装置において、決定部は、車両周辺の環境情報が、車両が目的位置へ到達できなくなることを示すものではない場合、ドライバの関与の程度が低くなるように、第２の車線変更の制御の態様を決定することが好ましい。

【0013】

（４）（１）から（３）のいずれかの車両制御装置において、決定部は、第２の車線変更の制御の態様を決定するのと共に、自動制御による車線変更の成功する確率が高くなるように制御の態様を決定することが好ましい。

【0014】

（５）決定部は、（Ａ）第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、（Ｂ）第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報と、更に、（Ｃ）計画部によって計画された第２の車線変更を開始するタイミングと第１の車線変更を開始するタイミングとの相違量とに基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定する。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る車両制御装置は、最初に計画された車線変更を実行しようとしていた理由、又は、この車線変更を開始するタイミングが変更されることになった理由に基づいて、開始するタイミングを変更した後の車線変更の態様を決定するので、開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功する確率を高めるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の走行車線計画装置の動作の概要を説明する図であり、（Ａ）は、走行困難区間がない場合の動作を示しており、（Ｂ）は、走行困難区間がある場合の動作を示す。

【図2】走行車線計画装置が実装される車両のハードウェア構成図である。

【図3】走行車線計画装置の車両制御処理の動作フローチャートの一例である。

【図4】走行車線計画装置の態様決定処理の動作フローチャートの一例である。

【図5】本実施形態の走行車線計画装置の態様決定処理の他の動作例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本実施形態の走行車線計画装置１４の動作の概要を説明する図である。図１（Ａ）は、走行困難区間がない場合の動作を示しており、図１（Ｂ）は、走行困難区間がある場合の動作を示す。

【0018】

車両１０には、通信装置３及び走行車線計画装置１４が実装される。走行車線計画装置１４は、ナビルートから選択された直近の運転区間において、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１４は、車両制御装置の一例である。車両１０は、自動運転車両であってもよい。

【0019】

車両１０は道路５０を走行しており、目的位置へ向かうために、分岐位置Ｂから道路６０へ退出することが予定される。

【0020】

道路５０は３つの車線５１、５２、５３を有する。車線５１と車線５２とは車線区画線５５により区画され、車線５２と車線５３とは車線区画線５６により区画される。分岐位置Ｂにおいて、道路５０の車線５３と道路６０の車線６１とは、分岐開始位置６２と分岐終了位置６３との間で接続している。

【0021】

現在、車両１０は車線５１を走行している。走行車線計画では、車両１０は、２回の車線変更を行って車線５１から車線５３へ移動した後、道路５０の車線５３から道路６０の車線６１へ移動することが計画される。

【0022】

走行車線計画装置１４は、車両１０が車線５３から車線６１への移動を完了する車線変更完了位置Ｐ１を、車線５３上に設定する。図１（Ａ）に示す例では、車線変更完了位置Ｐ１は、車両１０の進行方向において分岐終了位置６３と一致する。走行車線計画装置１４は、車線変更完了位置Ｐ１に到達するまでに、車線５３から車線６１への移動するように、車線変更計画Ｃ１を生成する。車線変更計画Ｃ1は、車線５１から車線５２へ移動することと、車線５２から車線５３へ移動することを含む。車線変更計画Ｃ1に含まれる車線変更は、車両１０の目的位置へ到達することを目的とする。

【0023】

走行車線計画装置１４は、車線変更の制御の態様として、承認レスモードと、提案承認モードと、手動制御モードとを有する。承認レスモードでは、走行車線計画装置１４が必要であると判定した車線変更を、ドライバの承認を受けることなく車両１０が実施する。提案承認モードでは、走行車線計画部１４が必要であると判定した車線変更をドライバが承認した上で、車両１０が車線変更を実施する。手動制御モードでは、ドライバが車線変更の必要性を判断するする。手動制御モードには、ドライバが手動運転で車線変更の操作を実施する場合と、車両１０が自動運転で車線変更の操作を実施する場合とが含まれる。

【0024】

車線変更に対するドライバの関与の程度は、承認レスモードと、提案承認モードと、手動制御モードの順番に高くなる。

【0025】

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す例では、走行車線計画装置１４は、承認レスモードで車線変更計画Ｃ1を計画した。

【0026】

走行車線計画装置１４は、通信装置３を介して、車両１０が走行することが困難な走行困難区間Ｄの位置を表す区間情報を、外部のサーバ（図示せず）から受信する。区間情報は、車両１０のナビルートにおいて、車両１０の現在位置から進行方向に向かった所定の範囲に位置する走行困難区間の位置を含む。走行困難区間は、例えば、渋滞区間、路面が凍結している区間及び工事区間等を含む。走行困難区間の位置は、車両周辺の環境情報の一例である。

【0027】

図１（Ａ）に示す例では、区間情報は、車両１０の現在位置と、車線変更完了位置Ｐ１との間に走行困難区間が存在することは含まれていなかった。

【0028】

車両１０は、車線変更計画Ｃ1に車線変更計画Ｃ1に基づいて、車線５１から車線５３へ移動した後、車線変更完了位置Ｐ１までに車線５３から車線６１へ移動した。

【0029】

一方、図１（Ｂ）に示す例では、区間情報は、車両１０の現在位置と、車線変更完了位置Ｐ１との間に走行困難区間Ｄが存在することを含んでいた。

【0030】

走行車線計画装置１４は、走行困難区間Ｄが存在するので、予定されていた車線変更計画Ｃ1を開始するタイミングを変更する。走行車線計画装置１４は、車両１０の現在位置と走行困難区間Ｄとの間に、新たな車線変更計画Ｃ２を計画する。

【0031】

車線変更計画Ｃ２は、車線５１から車線５２へ移動することと、車線５２から車線５３へ移動することを含む。車線変更計画Ｃ２を実行するタイミングは、車線変更計画Ｃ１よりも早まっている。

【0032】

車線変更計画Ｃ２は、車線変更計画Ｃ1に含まれる車線変更を実行しようとしていた理由に基づいて、車線変更計画Ｃ２に含まれる車線変更の制御の態様を決定する。ここで、車両周辺の環境情報は、車線変更計画Ｃ1を計画した時には認識されていなかった情報である。

【0033】

車線変更計画Ｃ1を計画した理由は、車両１０の目的位置へ到達することであったので、走行車線計画装置１４は、ドライバの関与の程度が高くなるように、車線変更計画Ｃ２に含まれる車線変更の制御の態様を決定する。

【0034】

走行車線計画装置１４は、承認レスモードであったので、提案承認モード又は手動制御モードを、車線変更計画Ｃ２に含まれる車線変更の制御の態様として決定する。

【0035】

車両１０が、車線変更完了位置Ｐ１に到達するまでに車線５３へ移動できていないと、車両１０は、道路５０から道路６０へ退出できないことになる。

【0036】

そこで、ドライバの関与の程度が高くなるように、車線変更計画Ｃ２に含まれる車線変更を実行することにより、車線変更を成功する確率を高めることができる。

【0037】

以上説明した本実施形態の走行車線計画装置１４によれば、最初に計画された車線変更を実行しようとしていた理由に基づいて、開始するタイミングを変更した後の車線変更の態様を決定するので、開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功する確率を高めることができる。

【0038】

次に、走行車線計画装置１４が実装される車両１０について、図２を参照しながら、以下に説明する。図２は、走行車線計画装置１４が実装される車両１０のハードウェア構成図である。

【0039】

車両１０は、カメラ２と、通信装置３と、測位情報受信機４と、ナビゲーション装置５と、ユーザインタフェース（ＵＩ）６と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６等とを有する。

【0040】

カメラ２と、通信装置３と、測位情報受信機４と、ナビゲーション装置５と、ＵＩ６と、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク１７を介して通信可能に接続される。

【0041】

カメラ２は、車両１０の前方を向くように、車両１０に取り付けられる。カメラ２は、例えば所定の周期で、車両１０の前方の所定の領域の環境が表されたカメラ画像を取得する。カメラ画像には、車両１０の前方の所定の領域内に含まれる道路と、その路面上の車線区画線等の道路特徴物が表わされ得る。カメラ２により取得されるカメラ画像には、車両１０の前方に位置する他車両が表され得る。

【0042】

カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳ等、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に取得対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。カメラ画像は、車両１０の前方の環境を表す環境情報の一例である。

【0043】

カメラ２は、カメラ画像を取得する度に、カメラ画像及びカメラ画像が取得されたカメラ画像取得時刻を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２及び物体検出装置１３等へ出力する。カメラ画像は、位置推定装置１２において、車両１０の位置を推定する処理に使用される。また、カメラ画像は、物体検出装置１３において、車両１０の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。

【0044】

通信装置３は、装置通信部の一例であり、走行車線計画装置１４をマクロセル基地局（図示せず）に接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信装置３は、外部のサーバ（図示せず）と、マクロセル基地局及び通信ネットワーク（図示せず）を介して通信可能に構成される。

【0045】

測位情報受信機４は、車両１０の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機４は、ＧＮＳＳ受信機とすることができる。測位情報受信機４は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、ナビゲーション装置５及び地図情報記憶装置１１等へ出力する。

【0046】

ナビゲーション装置５は、ナビゲーション用地図情報と、ＵＩ６から入力された車両１０の目的位置と、測位情報受信機４から入力された車両１０の現在位置を表す測位情報とに基づいて、車両１０の現在位置から目的位置までのナビルートを生成する。ナビルートは、右折、左折、合流、分岐等の位置に関する情報を含む。ナビゲーション装置５は、目的位置が新しく設定された場合、又は、車両１０の現在位置がナビルートから外れた場合等に、車両１０のナビルートを新たに生成する。ナビゲーション装置５は、ナビルートを生成する度に、そのナビルートを、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２及び走行車線計画装置１４等へ出力する。

【0047】

ＵＩ６は、通知部の一例である。ＵＩ６は、ナビゲーション装置５及び走行車線計画装置１４等に制御されて、車両１０の走行情報等をドライバへ通知する。車両１０の走行情報は、車両の現在位置、車線変更を行うこと、ナビルート等の車両１０の現在及び将来の経路に関する情報等を含む。ＵＩ６は、走行情報等を表示するために、液晶ディスプレイ又はタッチパネル等の表示装置６ａを有する。また、ＵＩ６は、走行情報等をドライバへ通知するための音響出力装置（図示せず）を有していてもよい。また、ＵＩ６は、ドライバから車両１０に対する操作に応じた操作信号を生成する。操作情報として、例えば、目的位置、経由地、車両の速度及びその他の制御情報等が挙げられる。ＵＩ６は、ドライバから車両１０への操作情報を入力する入力装置として、例えば、タッチパネル又は操作ボタンを有する。ＵＩ６は、入力された操作情報を、車内ネットワーク１７を介して、ナビゲーション装置５及び走行車線計画装置１４等へ出力する。

【0048】

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置を含む相対的に広い範囲（例えば１０ｋｍ四方から３０ｋｍ四方の範囲）の広域の地図情報を記憶する。この地図情報は、路面の３次元情報と、道路の制限速度、道路の曲率、道路上の車線区画線等の道路特徴物、構造物の種類及び位置を表す情報等を含む高精度地図情報を有する。また、この地図情報は、渋滞区間、路面が凍結している区間及び工事区間等の走行困難区間の位置を含んでいてもよい。

【0049】

地図情報記憶装置１１は、車両１０の現在位置に応じて、車両１０に搭載される通信装置３を介した無線通信により、マクロセル基地局を介して外部のサーバから広域の地図情報を受信して記憶装置に記憶する。地図情報記憶装置１１は、測位情報受信機４から測位情報を入力する度に、記憶している広域の地図情報を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域（例えば、１００ｍ四方～１０ｋｍ四方の範囲）の地図情報を、車内ネットワーク１７を介して、位置推定装置１２、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。

【0050】

位置推定装置１２は、カメラ２により取得されたカメラ画像内に表された車両１０の周囲の道路特徴物に基づいて、カメラ画像取得時刻における車両１０の位置を推定する。例えば、位置推定装置１２は、カメラ画像内に識別した車線区画線と、地図情報記憶装置１１から入力された地図情報に表された車線区画線とを対比して、カメラ画像取得時刻における車両１０の推定位置及び推定方位角を求める。また、位置推定装置１２は、地図情報に表された車線区画線と、車両１０の推定位置及び推定方位角とに基づいて、車両１０が位置する道路上の走行車線を推定する。位置推定装置１２は、カメラ画像取得時刻における車両１０の推定位置、推定方位角及び走行車線を求める度に、これらの情報を、物体検出装置１３、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。

【0051】

物体検出装置１３は、カメラ画像に基づいて、車両１０の周囲の物体及びその種類（例えば、車両）を検出する。物体には、車両１０の周囲を走行する他車両が含まれる。物体検出装置１３は、検出された物体を追跡して、物体の軌跡及び速度を求める。物体検出装置１３は、地図情報に表された車線区画線と、物体の位置とに基づいて、物体が走行している走行車線を特定する。また、物体検出装置１３は、検出された物体の種類を示す情報と、その位置及び速度を示す情報及び走行車線を示す情報を含む物体検出情報を、走行車線計画装置１４及び運転計画装置１５等へ出力する。

【0052】

走行車線計画装置１４は、計画処理と、判定処理と、決定処理と、制御処理を実行する。そのために、走行車線計画装置１４は、通信インターフェース（ＩＦ）２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とを有する。通信インターフェース２１と、メモリ２２と、プロセッサ２３とは、信号線２４を介して接続されている。通信インターフェース２１は、走行車線計画装置１４を車内ネットワーク１７に接続するためのインターフェース回路を有する。

【0053】

メモリ２２は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２２は、プロセッサ２３により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータを記憶する。

【0054】

走行車線計画装置１４が有する機能の全て又は一部は、例えば、プロセッサ２３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。プロセッサ２３は、計画部２３１と、判定部２３２と、決定部２３３と、制御部２３４を有する。あるいは、プロセッサ２３が有する機能モジュールは、プロセッサ２３に設けられる、専用の演算回路であってもよい。プロセッサ２３は、１個又は複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。プロセッサ２３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路を更に有していてもよい。走行車線計画装置１４は、例えば、電子制御装置（Electronic Contorol Unit:ECU）である。

【0055】

計画部２３１は、所定の周期で設定される走行車線計画生成時刻において、ナビルートから選択された直近の運転区間（例えば、１０ｋｍ）において、地図情報と、ナビルート及び周辺環境情報と、車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０が走行する道路内の車線を選択して、車両１０が走行する予定走行車線を表す走行車線計画を生成する。周辺環境情報は、車両の１０の周囲を走行する他の車両の位置及び速度等を含む。走行車線計画装置１４は、例えば、車両１０が追い越し車線以外の車線を走行するように、走行車線計画を生成する。走行車線計画装置１４は、走行車線計画を生成する度に、その走行車線計画を運転計画装置１５へ出力する。

【0056】

また、計画部２３１は、ナビルートから選択された直近の運転区間において、走行車線計画と、地図情報と、ナビルートと、車両１０の現在位置とに基づいて、車線変更の要否を判定し、判定結果に応じて車線変更計画を生成する。具体的には、計画部２３１は、ナビルートと車両１０の現在位置とに基づいて、車両１０の目的位置へ向かう車線へ移動するために、車線変更の要否を判定する。計画部２３１は、車両１０が現在走行している走行道路から合流先の他の道路へ進入すること（合流）、及び、車両１０が走行道路から分岐先の他の道路へ退出すること（分岐）の有無を判定する。合流及び分岐では、車両が走行道路の車線から他の道路の車線へ移動するので、車線変更が行われる。計画部２３１は、車線変更の要否の判定に、周辺環境情報又は車両状態情報を更に利用してもよい。車両状態情報は、車両１０の現在位置、車両速度、加速度及び進行方向等を含む。更に、走行車線計画装置１４は、ドライバによる車線間の移動要求に応じて、車線変更計画を生成してもよい。

【0057】

計画部２３１は、車線変更が必要であると判定した場合、移動前の目的車線と、移動先の車線とを決定する。また、計画部２３１は、車両が目的車線から他の車線への移動を完了する車線変更完了位置を、目的車線上に設定する。そして、計画部２３１は、車両１０が現在走行している車線から目的車線へ移動すること、及び、車両１０が車線変更完了位置に到達するまでに目的車線から他の車線への移動すること、を含む車線変更計画を生成する。計画部２３１は、車線変更計画を生成した場合、この車線変更計画を追加した走行車線計画を運転計画装置１５へ出力する。また、計画部２３１は、車線変更計画を判定部２３２へ通知する。

【0058】

図１（Ａ）に示す例では、計画部２３１は、車線５１上に第１の車線変更完了位置を設定し、車線５２上に第２の車線変更完了位置を設定し、車線５３上に第３の車線変更完了位置Ｐ１を設定する。計画部２３１は、車線５１上の第１の車線変更完了位置に到達するまでに、車線５１から車線５２へ移動することを計画する。また、計画部２３１は、車線５２上の第２の車線変更完了位置に到達するまでに、車線５２から車線５３へ移動することを計画する。更に計画部２３１は、車線５３上の第３の車線変更完了位置Ｐ１に到達するまでに、車線５３から車線６１へ移動することを計画する。

【0059】

計画部２３１は、所定の周期を有する情報取得時刻に、区間情報を求める情報要求を外部のサーバ（図示せず）へ送信する。区間情報は、車両１０が走行することが困難な走行困難区間Ｄの位置を含む。計画部２３１は、区間情報を外部のサーバ（図示せず）から受信すると、走行困難区間の位置を取得する。走行困難区間の位置は、後述する車両制御処理において使用される。

【0060】

また、計画部２３１は、通信装置３を介して、車両１０から所定の範囲に位置する他の車両から、他の車両の現在位置及び速度を含む交通情報を受信してもよい。計画部２３１は、交通情報に基づいて、車両１０が走行している道路、又は、道路の車線ごとに、平均速度及び平均車間距離を求める。計画部２３１は、平均速度が基準速度以下であるか、又は、平均車間距離が基準車間距離である区間を、走行困難区間として決定してもよい。この場合、走行車線計画装置１４は、外部のサーバから区間情報を受信しなくてもよい。走行車線計画装置１４の他の動作については、後述する。

【0061】

運転計画装置１５は、所定の周期で設定される運転計画生成時刻において、走行車線計画と、地図情報と、車両１０の現在位置と、周辺環境情報と、車両状態情報とに基づいて、所定の時間（例えば、５秒）先までの車両１０の予定走行軌跡を表す運転計画を生成する。運転計画は、現時刻から所定時間先までの各時刻における、車両１０の目標位置及びこの目標位置における目標車両速度の集合として表される。運転計画装置１５は、車両１０と他車両との間に所定の距離以上の間隔を維持できるように運転計画を生成する。運転計画装置１５は、運転計画を生成する度に、その運転計画を車両制御装置１６へ出力する。

【0062】

車両制御装置１６は、車両１０の現在位置と、車両速度及びヨーレートと、運転計画装置１５によって生成された運転計画とに基づいて、車両１０の各部を制御する。例えば、車両制御装置１６は、運転計画、車両１０の車両速度及びヨーレートに従って、車両１０の操舵角、加速度及び角加速度を求め、その操舵角、加速度及び角加速度となるように、操舵量、アクセル開度又はブレーキ量を設定する。そして車両制御装置１６は、設定された操舵量に応じた制御信号を、車両１０の操舵輪を制御するアクチュエータ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。また、車両制御装置１６は、設定されたアクセル開度に応じた制御信号を車両１０のエンジン又はモータ等の駆動装置（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。あるいは、車両制御装置１６は、設定されたブレーキ量に応じた制御信号を車両１０のブレーキ（図示せず）へ車内ネットワーク１７を介して出力する。

【0063】

図２では、地図情報記憶装置１１と、位置推定装置１２と、物体検出装置１３と、走行車線計画装置１４と、運転計画装置１５と、車両制御装置１６は、別々の装置として説明されているが、これらの装置の全て又は一部は、一つの装置として構成されていてもよい。

【0064】

図３は、走行車線計画装置１４の車両制御処理の動作フローチャートの一例である。以下、図３を参照しながら、走行車線計画装置１４の車両制御処理について説明する。走行車線計画装置１４は、所定の周期を有する車両制御時刻に、図３に示す動作フローチャートに従って、車両制御処理を実行する。

【0065】

まず、判定部２３２は、計画部２３１によって生成された走行車線計画に基づいて、車両１０の車線変更が予定されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定部２３２は、車線変更計画が走行車線計画に含まれる場合、車両１０の車線変更が予定されていると判定する。

【0066】

車両１０の車線変更が予定されている場合（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、判定部２３２は、車両周辺の環境情報に基づいて、予定されていた車線変更を開始するタイミングを変更するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、判定部２３２は、車両１０の現在位置と車線変更完了位置との間に走行困難区間が位置しているか否かを判定する。判定部２３２は、区間情報、又は、地図情報に基づいて、車両１０の現在位置と車線変更完了位置との間に走行困難区間が位置しているか否かを判定する。

【0067】

車両１０の現在位置と車線変更完了位置との間に走行困難区間が位置している場合（ステップＳ１０２－Ｙｅｓ）、判定部２３２は、予定されていた車線変更（第１の車線変更）を開始するタイミングを変更すると判定する。

【0068】

次に、計画部２３１は、走行困難区間の位置に基づいて、新たな車線変更（第２の車線変更）を計画する（ステップＳ１０３）。走行困難区間が渋滞区間である場合、計画部２３１は、車両１０が渋滞区間に到達する前に車両１０が目的車線へ移動するための車線変更を行うこと、又は、車両１０が渋滞区間を通過した後に車両が目的車線へ移動するための車線変更を行うことを計画する。走行困難区間では、車両１０は、自動制御で安全に車線間の移動を行うことができないおそれがある。

【0069】

また、走行困難区間が、車両１０の走行している車線が工事等によって通行止めであることを示している場合、計画部２３１は、車両１０が渋滞区間に到達する前に車両１０が目的車線へ移動するための車線変更を行うことを計画する。

【0070】

また、走行困難区間が、路面の凍結を示している場合、車両１０が渋滞区間に到達する前に車両１０が目的車線へ移動するための車線変更を行うこと、又は、車両１０が渋滞区間を通過した後に車両が目的車線へ移動するための車線変更を行うことを計画する。

【0071】

次に、決定部２３３は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定して（ステップＳ１０４）、一連の処理を終了する。第２の車線変更の制御の態様決定処理については、図４を参照して後述する。

【0072】

決定部２３３は、第２の車線変更の制御の態様を計画部２３１に通知する。計画部２３１は、第２の車線変更の制御の態様を含めた車線変更を有する走行車線計画を生成する。

【0073】

一方、車両１０の車線変更が予定されていない場合（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、又は、走行困難区間が位置していない場合（ステップＳ１０２－Ｎｏ）、一連の処理を終了する。

【0074】

次に、図４を参照しながら、走行車線計画装置１４の態様決定処理を以下に説明する。図４は、走行車線計画装置の態様決定処理の動作フローチャートの一例である。

【0075】

まず、決定部２３３は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由が、所定の理由に該当するか否かを判定する（ステップＳ２０１）。所定の理由は、第１の車線変更が、車両１０の目的位置へ到達することを目的としていることを含む。

【0076】

例えば、このような車線変更として、目的位置へ到達するための分岐道路への退出、及び、他の道路への合流が挙げられる。また、このような車線変更として、車両１０が走行している車線が消滅する場合の車線変更がある。更に、このような車線変更として、車両１０が走行している車線が、工事等により通行止めとなる場合の車線変更がある。車両１０が走行している車線を走行できなくなると、車両１０は目的位置へ到達できなくなる。

【0077】

一方、車両１０の目的位置へ到達することを目的としない車線変更もある。このような車線変更として、他の車線から他車両が合流してくる被合流区間を避けるための車線変更、車両１０が登板車線への進入を避けるための車線変更、HOVレーン等への進入を避けるための車線変更がある。また、このような車線変更として、車両１０が前方車両を追い越した後に元の車線へ移動するための車線変更がある。更に、このような車線変更として、車両１０が速度の速い車線へ移動するための車線変更がある。

【0078】

第１の車線変更を実行しようとしていた理由が、所定の理由に該当しない場合（ステップＳ２０１－Ｎｏ）、決定部２３３は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報が、第１の環境情報に該当するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この車両周辺の環境情報は、第１の車線変更を計画した時点では認識されていなかった情報である。

【0079】

第１の環境情報は、車両１０が目的位置へ到達できなくなることを示すことを含む。第１の環境情報として、車両１０の走行している車線が消滅すること、工事等により通行止めであることがある。

【0080】

第１の車線変更を実行しようとしていた理由が、所定の理由に該当する場合（ステップＳ２０１－Ｙｅｓ）、又は、車両周辺の環境情報が第１の環境情報に該当する場合（ステップＳ２０２－Ｙｅｓ）、決定部２３３は、ドライバの関与の程度が高くなるように、第２の車線変更の制御の態様を決定して（ステップＳ２０３）、一連の処理を終了する。

【0081】

決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、承認レスモードであった場合、第２の車線変更の制御の態様を、提案承認モード、又は、手動制御モードに決定する。また、決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、提案承認モードであった場合、第２の車線変更の制御の態様を、手動制御モードに決定する。また、決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、車両１０が自動運転で車線変更の操作を実施する手動制御モードであった場合、第２の車線変更の制御の態様を、ドライバが手動運転で車線変更の操作を実施する手動制御モードに決定する。なお、第１の車線変更の制御の態様が、ドライバが手動運転で車線変更を実施する手動制御モードであった場合、第２の車線変更の制御の態様に変更はない。

【0082】

第２の車線変更の制御の態様を手動制御モードに決定した場合、制御部２３４は、車線変更が手動制御モードに変更されることを、ＵＩ６を介して、ドライバへ通知する。特に、第２の車線変更の制御の態様が、ドライバが手動運転で車線変更を実施するモードに決定された場合、制御部２３４は、ドライバに対して注意して車線変更を行うことを、ＵＩ６を介して、ドライバへ通知する。制御部２３４は、ドライバの運転への注意喚起をすることにより、ドライバの関与の程度を高めることができる。

【0083】

なお、第１の車線変更の制御の態様が、ドライバが手動運転で車線変更を実施する手動制御モードであった場合、制御部２３４は、この車線変更が、車両１０の目的位置へ到達することを目的とすることを、ＵＩ６を介して、ドライバへ通知してもよい。

【0084】

本明細書では、承認レスモードは、車線変更の開始に対して、その都度、ドライバの承認を受けることなく車両１０が実施することをいう。例えば、承認レスモードは、車両の初期設定時等に総括的に車線変更に対するドライバの承認を受けていることを含む。一方、提案承認モードは、車線変更の開始に対して、その都度、ドライバの承認を受ける。

【0085】

このように、ドライバの関与の程度が高くなるように、第２の車線変更の制御の態様を決定することにより、車両１０が目的位置へ到達するための車線変更を成功する確率を高めることができる。

【0086】

一方、車両周辺の環境情報が第１の環境情報に該当しない場合（ステップＳ２０２－Ｎｏ）、決定部２３３は、車両周辺の環境情報は、第２の環境情報に該当すると判定する（ステップＳ２０４）。第２の環境情報は、車両１０が目的位置へ到達できなくなること以外の情報を含む。

【0087】

例えば、第２の環境情報は、走行困難区間が渋滞区間であること、走行困難区間では路面が凍結している区間であること、走行困難区間が被合流区間であること、走行困難区間では、車両１０が現在走行している車線以外の車線で工事が行われていること等の情報を含む。これの場合、車両１０が目的位置へ到達する時刻に遅れが生じるかもしれないが、車両１０は、現在の走行車線を走行していても、目的位置へ到達可能と考えられる。

【0088】

次に、決定部２３３は、ドライバの関与の程度が低くなるように、第２の車線変更の制御の態様を決定して（ステップＳ２０５）、一連の処理を終了する。車両周辺の環境が、車両１０が目的位置へ到達できなくなるわけではない場合には、自動制御で車線変更を行うことがドライバの負担を増やさない観点から好ましい。

【0089】

決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、手動制御モードであった場合、第２の車線変更の制御の態様を、承認レスモード、又は、提案承認モードに決定する。また、決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、提案承認モードであった場合、第２の車線変更の制御の態様を、承認レスモードに決定する。なお、決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、決定部２３３は、第１の車線変更の制御の態様が、承認レスモードであった場合、第２の車線変更の制御の態様に変更はない。

【0090】

次に、決定部２３３は、自動制御による車線変更の成功する確率が高くなるように制御を決定して（ステップＳ２０６）、一連の処理を終了する。

【0091】

自動制御による車線変更の成功する確率が高くなるように制御することとして、例えば、以下の制御がある。（１）車線変更の計画を生成した時点から車線変更を実行するまでに許容される待機時間を増大すること、（２）車線変更の計画を実施することをドライバへ提案した時点からドライバの承認を取得するまでに許容される待機時間を増大すること、（３）（２）において車線変更の計画を実施することをより強調してドライバへ提案すること、（４）車線変更時の車両１０の制御に対する制約の緩和すること。

【0092】

（４）の車線変更時の車両１０の制御に対する制約の緩和することとして、例えば、以下のことがある。（ａ）横方向移動速度の制限値を増加すること、（ｂ）横方向加速度の制限値を増加すること、（ｃ）ヨーレートの制限値を増加すること、（ｄ）車線変更が許容されていない制限の解除。

【0093】

（ｄ）の車線変更が許容されていない制限の解除として、例えば、以下のことがある。自動制御で安全に車両の車線間の移動を制御できない区間（例えば、急カーブ）の解除、他車両が合流してくる被合流区間の解除、ドライバによって車線変更があらかじめ禁止されている区間の解除、及び、車線間の移動が物理的に禁止されている区間における制限の解除。なお、ステップＳ２０６は省略してもよい。

【0094】

なお、上述した自動制御による車線変更の成功する確率が高くなるように制御方法は複数の方法を組み合わせてもよい。また、車線変更時の車両１０の制御に対する制約の緩和することは、複数の緩和することを組み合わせてもよい。

【0095】

走行車線計画装置１４は、承認レスモード、又は、提案承認モードにおいて、第２の車線変更を開始した後、車線変更が成功しない場合、手動制御モードへ変更することを、ＵＩ６を介して、ドライバへ提案することが好ましい。

【0096】

以上詳述したように、本実施形態の走行車線計画装置１４によれば、最初に計画された車線変更を実行しようとしていた理由、又は、この車線変更を開始するタイミングが変更されることになった理由に基づいて、開始するタイミングを変更した後の車線変更の態様を決定するので、開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功する確率を高めることができる。

【0097】

次に、本実施形態の走行車線計画装置１４の態様決定処理の他の動作について、図５を参照しながら、以下に説明する。図５は、本実施形態の走行車線計画装置１４の態様決定処理の他の動作例を説明する図である。

【0098】

決定部２３３は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報と共に、計画部２３１によって計画された第２の車線変更を開始するタイミングと第１の車線変更を開始するタイミングとの相違量とに基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定してもよい。

【0099】

図５に示す例では、図１（Ｂ）と同様に、車両１０の現在位置と、車線変更完了位置Ｐ１との間に走行困難区間Ｄが存在する。

【0100】

計画部２３１は、車両１０の現在位置と走行困難区間Ｄと間に、新たな車線変更計画Ｃ３及び車線変更計画Ｃ４を生成する。

【0101】

車線変更計画Ｃ３の車線変更を開始するタイミングは、車線変更計画Ｃ４の車線変更を開始するタイミングよりも早い。

【0102】

車線変更計画Ｃ３の車線変更を開始するタイミングと、車線変更計画Ｃ１の車線変更を開始するタイミングとの相違量は、車線変更計画Ｃ４の車線変更を開始するタイミングと、車線変更計画Ｃ１の車線変更を開始するタイミングとの相違量よりも多い。

【0103】

決定部２３３は、図４に示す態様決定処理に従って、車線変更計画Ｃ３及び車線変更計画Ｃ４の制御の態様を決定する。ここで、車線変更計画Ｃ３及び車線変更計画Ｃ４について、ドライバの関与の程度が高くなるように、制御の態様を決定されたとする。また、車線変更計画Ｃ１の車線変更の制御の態様は承認レスモードであったする。この場合、決定部２３３は、車線変更計画Ｃ３の車線変更の制御の態様を、提案承認モードとし、車線変更計画Ｃ４の車線変更の制御の態様を、手動制御モードとしてもよい。

【0104】

また、車線変更計画Ｃ３及び車線変更計画Ｃ４について、ドライバの関与の程度が低くなるように、制御の態様を決定されたとする。また、車線変更計画Ｃ１の車線変更の制御の態様は手動制御モードであったする。この場合、決定部２３３は、車線変更計画Ｃ３の車線変更の制御の態様を、承認レスモードとし、車線変更計画Ｃ４の車線変更の制御の態様を、提案承認モードとしてもよい。

【0105】

車線変更計画Ｃ３の車線変更が実行される位置は、車線変更完了位置Ｐ１までの距離が相対的に長いので、ドライバの関与する程度を低下させて車線変更を制御する。一方、車線変更計画Ｃ４の車線変更が実行される位置は、車線変更完了位置Ｐ１までの距離が相対的に短いので、ドライバの関与する程度を増加させて車線変更を制御する。

【0106】

これにより、ドライバの負担を増加させることなく、開始するタイミングを変更した後の車線変更を成功する確率を高めることができる。

【0107】

本発明では、上述した実施形態の車両制御装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

【0108】

例えば、上述した実施形態では、車線変更の制御の態様として、承認レスモードと、提案承認モードと、手動制御モードとが挙げられていたが、車線変更の制御の態様はこれに限定されない。車線変更の制御の態様として、例えば、ドライバの関与する程度が異なる態様を用いることもできる。ドライバの関与する程度が異なるとは、自動制御の関与する程度が異なると表現してもよい。

【0109】

また、上述した実施形態では、車線変更計画は、車両が現在走行している車線から複数回の車線間の移動を含んでいたが、本発明は、車線変更計画が１回の車線間の移動を行う場合にも適用可能である。

【0110】

また、上述した実施形態では、車両の現在位置と車線変更完了位置との間に走行困難区間がある場合、車線変更を開始するタイミングを変更していたが、車線変更を開始するタイミングを変更する理由はこれに限定されない。例えば、車両と他の物体との距離が所定の基準以上の間隔が保てなくって、計画されていた車線変更を開始するタイミングが変更された場合にも、本発明は適用可能である。

【0111】

また、上述した実施形態では、走行車線計画装置は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由か、又は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報に基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定していた。走行車線計画装置は、第１の車線変更を実行しようとしていた理由だけに基づいて、２の車線変更の制御の態様を決定してもよい。また、走行車線計画装置は、第１の車線変更を開始するタイミングを変更することになった車両周辺の環境情報だけに基づいて、第２の車線変更の制御の態様を決定してもよい。

【0112】

また、走行車線計画装置が走行困難区間の位置を取得する方法、上述した実施形態で記載したことに限定されない。走行車線計画装置は、他の方法を用いて走行困難区間の位置を取得してもよい。

【符号の説明】

【0113】

１ 車両制御システム
２ カメラ
３ 通信装置
４ 測位情報受信機
５ ナビゲーション装置
６ ユーザインタフェース
６ａ 表示装置
１０ 車両
１１ 地図情報記憶装置
１２ 位置推定装置
１３ 物体検出装置
１４ 走行車線計画装置
２１ 通信インターフェース
２２ メモリ
２３ プロセッサ
２３１ 計画部
２３２ 判定部
２３３ 決定部
２３４ 制御部
２４ 信号線
１５ 運転計画装置
１６ 車両制御装置
１７ 車内ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】