JP7535903B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、隣接車線を走行する車両の走行挙動から隣接車両が自車両の走行車線に車線変更するか否かを判断し、判断結果に基づいて、車両を制御する車両走行制御方法が開示されている。

特開２０１９－０５５６７５号公報

しかしながら、上記の技術では、車両の乗員に生じる不快感を抑制した車線変更ができない場合があった。

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、車両の乗員の不快感をより抑制した車線変更を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）： 一態様に係る車両制御装置は、車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する認識部と、前記認識部により認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両を第２車線に車線変更させる場合に、所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較し、比較した結果、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、前記車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする。

（２）：上記（１）の態様において、前記制御部は、前記第１車両の第１挙動に基づいて、前記車両の加速度を制御する。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記制御部は、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合、前記第１車両の第１挙動に基づいて、前記車両の減速度を決定し、決定した減速度で前記車両を制御する。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記第１車両の位置および状態、前記第１車両または他の装置と通信して得られた情報、または前記第１車両の移動軌跡のうち少なくとも一以上の情報に基づいて、前記第１車両の挙動を予測する。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、車両制御装置は、前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動は、前記第１車両が車線変更する挙動、前記第１車両が第１所定度合以上減速する挙動、または前記第１車両が第２所定度合以上加速する挙動である。

（６）：上記（５）の態様において、車両制御装置は、前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動が、前記第１車両が第１所定度合以上減速する挙動である場合、前記第１車両の前方に前記車両を車線変更させ、前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動が、前記第１車両が第２所定度合以上加速する挙動である場合、前記第１車両の後方に前記車両を車線変更させる。

（７）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する処理と、認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する処理と、前記車両を第２車線に車線変更させる場合に、所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較する処理と、比較した結果、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、前記車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする処理と、を実行する車両制御方法である。

（８）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する処理と、認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する処理と、前記車両を第２車線に車線変更させる場合に、所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較する処理と、比較した結果、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、前記車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする処理と、を実行させるプログラムである。

（１）～（８）によれば、車両制御装置が、第１車両の第１挙動が車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、第１車両の第１挙動が車両の第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする処理と、を実行させることにより、車両の乗員の不快感をより抑制した車線変更を行うことができる。

実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 自動運転制御装置１００が実行する車線変更に関する制御について説明するための図（その１）である。 第１制御について説明するための図である。 自動運転制御装置１００が実行する車線変更に関する制御について説明するための図（その２）である。 他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向であると判定される場面の一例を示す図である。 第２制御について説明するための図である。 相反傾向について説明するための図（１）である。 相反傾向について説明するための図（２）である。 相反傾向について説明するための図（３）である。 自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 変形例の車両システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。 実施形態の自動運転制御装置１００（運転支援装置１００Ａ）のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。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。

カメラ１０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１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０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１０は、例えば、周期的に繰り返し車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ＬＩＤＡＲ１４は、車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ＬＩＤＡＲ１４は、車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、車両Ｍの速度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、車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両Ｍの位置を特定する。車両Ｍの位置は、車両センサ４０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。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員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機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、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。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。第２地図情報６２には、ゼブラゾーン（導流帯）の位置や範囲を示す情報が記憶されている。ゼブラゾーンは、車両の走行を誘導するための道路標示である。ゼブラゾーンは、例えば縞模様で表される標示である。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。自動運転制御装置１００は「車両制御装置」の一例である。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

認識部１３０は、例えば、車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、車両Ｍの周辺状況に対応できるように、車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

行動計画生成部１４０は、例えば、処理部１４２を備える。処理部１４２は、認識部１３０により認識された他車両の位置および状態、他車両または他の装置から得られた情報（他車両の位置や状態などの情報）、または他車両の移動軌跡のうち少なくとも一以上の情報に基づいて、他車両の挙動を予測する。例えば、処理部１４２は、時系列で他車両の位置が第１方向に位置する傾向である場合、他車両は第１方向に移動すると予測する。

処理部１４２は、車両Ｍが走行する車線に隣接する隣接車線に車両Ｍを車線変更させる場合に、所定時間における、予測される他車両の第１挙動と、車両Ｍを隣接車線に進入させるための車両Ｍの第２挙動とを比較する。処理部１４２は、上記の比較の結果に基づいて、他車両の第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向であるか、他車両の第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向であるかを判定する。この処理の詳細については後述する。なお、処理部１４２は、予測される他車両の移動ベクトル（移動方向および速度（または加速度）を含む情報）と、車両Ｍの移動ベクトルとを比較して、または予測される他車両の移動に関する情報（例えば時刻ごとの位置や所定の位置に到達する時刻を示す情報）と、車両Ｍの移動に関する情報とを比較して、上述した処理を行ってもよい。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。行動計画生成部１４０、第２制御部１６０、または行動計画生成部１４０と第２制御部１６０とを合わせたものは、「制御部」の一例である。

第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

図１に戻り、走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［車線変更に関する制御（その１）］
図３は、自動運転制御装置１００が実行する車線変更に関する制御について説明するための図（その１）である。以下の説明では、車両の進行方向（道路の延在方向）をＸ方向と称し、車両の幅方向（道路の幅方向）をＹ方向と称する場合がある。図３では、車線Ｌ１－Ｌ６を含む道路を示している。車線Ｌ１－Ｌ３を合流車線、車線Ｌ４－Ｌ６を本線と称する場合がある。

車線Ｌ３と車線Ｌ４とが接続される領域は、車両Ｍが本線に合流可能なターゲット領域ＴＡである。車両Ｍは、ターゲット領域ＴＡにおいて、車線Ｌ３から車線Ｌ４に車線変更が可能である。ターゲット領域ＴＡのマイナスＸ方向側（車両Ｍの進行方向とは反対側）には、ゼブラゾーン（導流帯）Ｓ１、分岐帯ＯＢ１、分岐帯ＯＢ２が設けられている。ターゲット領域ＴＡのプラスＸ方向側には、ゼブラゾーンＳ２、分岐帯ＯＢ３、分岐帯ＯＢ４が設けられている。ターゲット領域ＴＡは、ゼブラゾーンＳ１のプラスＸ方向側の端部と、ゼブラゾーンＳ２のマイナスＸ方向側の端部との間の区間である。分岐帯ＯＢ２は、比較的高い物体であり、車両Ｍが分岐帯ＯＢ２付近に存在する場合、車両Ｍは、分岐帯ＯＢ２が存在するため車線Ｌ４－Ｌ６の様子を認識できない。分岐帯ＯＢ１は、比較的低い物体であり、車両Ｍは、車両Ｍが分岐帯ＯＢ１付近に存在する場合、分岐帯ＯＢ１越しに車線Ｌ４－Ｌ６の様子を認識することができる。

図３の例では、車線Ｌ３のターゲット領域ＴＡの手前において車両Ｍが走行している。自動運転制御装置１００は、図３に示す状況において、車両Ｍを車線Ｌ３から車線Ｌ４に車線変更させる場合、第１制御を行って車線変更を車両Ｍに行わせる。

図４は、第１制御について説明するための図である。第１制御は、車両Ｍが車線変更する場合に走行する車線Ｌ３の中心よりも車線Ｌ４側に近づいた第１位置を走行し、且つ第１度合の加速を行って（または所定度合以上減速せずに）車線変更する制御である。

このように、車両Ｍが第１制御を行って車線変更することにより、車両Ｍの横方向の移動を抑制しつつ、迅速に車線変更を行うことができる。この結果、車両Ｍの乗員に生じるジャークなどの不快感が抑制され、更に滑らか且つ迅速な車線変更が行われる。

［車線変更に関する制御（その２）］
図５は、自動運転制御装置１００が実行する車線変更に関する制御について説明するための図（その２）である。図３の内容との相違点を中心について説明する。図５では、車線Ｌ４のゼブラゾーンＳ１の横方向に他車両ｍＡが存在し、他車両ｍＡが車線Ｌ４から車線Ｌ３に車線変更しようとしている。他車両ｍＡは、車両Ｍと同程度の速度で走行している。図中の矢印は、車両Ｍが進行する方向、および他車両ｍＡが進行する方向を示している。

自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向であるか否かを判定する。自動運転制御装置１００は、例えば、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向である場合、後述する第２制御を実行し、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向でない場合、前述した第１制御を実行する。

図６は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向であると判定される場面の一例を示す図である。図６および後述する図７は、図５の車両Ｍと他車両ｍＡとが存在する位置付近に着目した図である。処理部１４２は、例えば、他車両ｍＡの存在を考慮せずに、車線変更を行う場合の時刻ごとの車両Ｍの位置を導出する。図６の例では、時刻ｔ－時刻ｔ＋３の車両Ｍの位置を示している。更に、処理部１４２は、例えば、他車両ｍＡの位置と状態（または所定時間における位置と状態）とに基づいて、他車両ｍＡの挙動を予測する。図６の例では、時刻ｔ－時刻ｔ＋３の他車両ｍＡの挙動を示している。

処理部１４２は、例えば、基準時刻の車両Ｍの位置から所定範囲ＡＲ内に、基準時刻の他車両ｍＡの位置が含まれている場合、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向であると判定する。基準時刻とは、車両Ｍが車線変更先の車線に到達した時刻や、到達する所定時間前の時刻、到達した後の時刻等である。処理部１４２は、複数の基準時刻の他車両ｍＡの位置または複数の基準時刻の他車両ｍＡの位置のうち一以上の位置が所定範囲ＡＲ内に含まれている場合、干渉する傾向であると判定してもよい。所定範囲は、車両Ｍと他車両ｍＡとが保つべき距離に基づいて設定された範囲である。所定範囲は、他車両ｍＡの速度が、車両Ｍの速度よりも速いほど大きく設定されてもよい。

自動運転制御装置１００は、図６に示す状況において、車両Ｍを車線Ｌ３から車線Ｌ４に車線変更させる場合、第２制御を行って車線変更を車両Ｍに行わせる。

図７は、第２制御について説明するための図である。第２制御は、車両Ｍが車線変更する場合に第１制御よりも車線Ｌ４側に近づくことを抑制し、且つ第１度合の加速よりも抑制した度合の加速で（または等速で、所定度合以上減速して）車両Ｍを車線変更させる制御である。第２制御は、例えば、車両Ｍが車線Ｌ３の略中心（または中心よりもやや車線Ｌ４より）を走行し、且つ減速して、車線変更する制御である。第２制御は、車線Ｌ３の略中心を走行し、減速し、且つ他車両ｍＡが車線変更した後に車両Ｍが車線変更する制御であってもよい。図７の例では、車両Ｍは、他車両ｍＡの挙動と車両Ｍの挙動とが干渉しないように、減速を行って、時刻ｔ＋３において他車両ｍＡが車線変更した後に、車線変更を行っている。このときの車両Ｍの加速度または減速度は、他車両ｍＡの挙動（位置や速度または加速度などの状態）に基づいて決定される。ただし、第２制御の加速度は、第１制御の加速度よりも小さい加速度であり、第２制御の横移動量は、第１制御の横移動量よりも小さい。

なお、図５－７の例では、他車両ｍＡが車線変更するものとしたが、他車両ｍＡが車線変更せずに車線Ｌ４を走行し続ける場合も、上記と同様の処理が行われる。例えば、他車両ｍＡが、Ｘ方向に関して車両Ｍの前方に位置した後に車両Ｍは車線Ｌ４に車線変更を行う。

［車線変更に関する制御（その３）］
自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向であるか否かを判定する。自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、第１制御を実行する。

他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向とは、以下の挙動が行われていることである。
（１）他車両ｍＡが車線変更を行う挙動を行っていること。
（２）他車両ｍＡが所定の度合以上の減速を行っていること。
（３）他車両ｍＡが所定度合以上の加速を行っていること。

図８は、相反傾向について説明するための図（１）である。図５の内容との相違点を中心について説明する。例えば、他車両ｍＡが、車線変更を行う挙動を行った場合、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの挙動が相反傾向であると判定し、第１制御を実行する。例えば、処理部１４２は、他車両ｍＡの方向指示器が車線変更することを示しいている場合や、他車両ｍＡが車線変更先の車線に近づいている場合、これらの条件が満たされる場合、他車両ｍＡが車線変更を行う傾向であると予測する。このときの車両Ｍの加速度は、他車両ｍＡの挙動に基づいて決定されてもよいし、他車両ｍＡの挙動は考慮されなくてもよい。

図９は、相反傾向について説明するための図（２）である。図５の内容との相違点を中心について説明する。例えば、他車両ｍＡが、所定の度合以上の減速を行った場合、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの挙動が相反傾向であると判定し、第１制御を実行する。例えば、処理部１４２は、減速に応じた他車両ｍＡの将来の位置を予測し、基準時刻の車両Ｍの位置から所定範囲ＡＲ内に、減速に応じた基準時刻の他車両ｍＡの位置が含まれないと予測した場合、所定の度合以上の減速が行われたと判定する。このときの車両Ｍの加速度は、他車両ｍＡの挙動に基づいて決定される。例えば、車両Ｍは、他車両ｍＡの前方の位置に車線変更するように、車両Ｍの加速度（または減速度）を制御する。

図１０は、相反傾向について説明するための図（３）である。図５の内容との相違点を中心について説明する。例えば、他車両ｍＡが、所定の度合以上の加速を行った場合、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの挙動が相反傾向であると判定し、第１制御を実行する。例えば、処理部１４２は、加速に応じた他車両ｍＡの将来の位置を予測し、基準時刻の車両Ｍの位置から所定範囲ＡＲ内に、加速に応じた基準時刻の他車両ｍＡの位置が含まれないと予測した場合、所定の度合以上の加速が行われたと判定する。このときの車両Ｍの加速度は、他車両ｍＡの挙動に基づいて決定される。例えば、車両Ｍは、他車両ｍＡの後方の位置に車線変更するように、車両Ｍの加速度（または減速度）を制御する。

上述したように、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの挙動が車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、他車両ｍＡの挙動が車両Ｍの挙動に干渉する傾向である場合に比して、車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする。換言すると、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡが車両Ｍの車線変更を許容することを示す挙動を示した場合、その挙動によって生じた車線変更先のスペースに、車両Ｍを所定度合以上減速させずに（第２制御の減速度よりも小さい減速度で）滑らかに進入させることができる。これにより、減速によって生じるジャークが抑制され、乗員の不快感が抑制される。例えば、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、迅速に、第１制御を行うと決定し、更に加速度または減速度を制御して、他車両の挙動によって空いたスペースに滑らかに車両Ｍを進入させることができる。このように、自動運転制御装置１００は、車両Ｍの早期の合流と、車両Ｍの乗員の不快感の低減とを実現することができる。

なお、自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向であり、且つ相反傾向である車両Ｍの第２挙動が他車両ｍＡの第１挙動に干渉する場合であっても、加速度または減速度を制御して第１制御を実行してもよい。上記のような場合でも、他車両ｍＡは、車両Ｍに車線変更させることを許容する意思があるため、車両Ｍは第１制御を行っても容易に車線変更することができる。

自動運転制御装置１００は、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向であり、且つ相反傾向である車両Ｍの第２挙動が車両ｍＡの第１挙動に干渉しない場合、第１制御を実行してもよい。これにより、より確実に車両Ｍは車線変更することができる。

また、自動運転制御装置１００は、例えば、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向でなく、且つ他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する場合、第２制御を実行してもよい。また、自動運転制御装置１００は、例えば、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向でなく、且つ他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉しない場合、第１制御を実行してもよい。これにより、車両Ｍは、滑らかに車線変更することができる。

［フローチャート］
図１１は、自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。例えば、本処理は、所定の間隔で実行される。まず、行動計画生成部１４０は、車両Ｍが車線変更する予定の車線に他車両ｍＡが存在するか否かを判定する（ステップＳ１００）。車両Ｍが車線変更する予定の車線に他車両ｍＡが存在する場合、行動計画生成部１４０は、他車両ｍＡの挙動と、車両Ｍの挙動とを比較する（ステップＳ１０２）。

行動計画生成部１４０は、他車両ｍＡの挙動が、車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。他車両ｍＡの挙動が、車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、行動計画生成部１４０は、車両Ｍに車線変更先の車線に幅寄せおよび加速を行わせ、車両Ｍに車線変更させる（ステップＳ１０６）。他車両ｍＡの挙動が、車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向でない場合、行動計画生成部１４０は、車両Ｍに車線変更先の車線に幅寄せを行わせず、且つ車両Ｍに加速を行わせずに、車両Ｍに車線変更させる（ステップＳ１０８）。これにより本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

他車両ｍＡの挙動が、車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向でない場合、行動計画生成部１４０は、他車両ｍＡの挙動が車両の挙動に干渉するか否かを判定してもよい。他車両ｍＡの挙動が車両の挙動に干渉する場合、ステップＳ１０８の処理に進む、他車両ｍＡの挙動が車両の挙動に干渉しない場合、ステップＳ１０６の処理に進んでもよい。

上述した処理によれば、行動計画生成部１４０は、他車両ｍＡの挙動が車両Ｍの挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、車両Ｍに車線変更先の車線に幅寄せおよび加速を行わせ、車両Ｍに車線変更させることにより、車両の乗員の不快感をより抑制した車線変更を行うことができる。

以上説明した実施形態によれば、行動計画生成部１４０が、車両Ｍを車線Ｌ４に車線変更させる場合に、所定時間における、予測される車両ｍＡの第１挙動と、車両Ｍを車線Ｌ４に進入させるための車両Ｍの第２挙動とを比較し、比較した結果、第１車両の第１挙動が車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、他車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、少なくとも車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくすることにより、車両の乗員の不快感を、より抑制した車線変更を行うことができる。

＜変形例＞
上記の実施形態では、車両Ｍは、自動運転を行うものとして説明した。これに対して、変形例の実施形態では、車両Ｍは、オートレーンチェンジ機能を含む運転支援機能を実行する。以下、実施形態との相違点を中心に説明する。

図１２は、変形例の車両システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。車両システム１との相違点を中心に説明する。車両システム１Ａでは、例えば、ＭＰＵ６０は省略され、自動運転制御装置１００に代えて運転支援装置１００Ａを備える。

運転支援装置１００Ａは、例えば、支援部１５０と、第２制御部１６０とを備える。支援部１５０は、例えば、認識部１３０と、支援制御部１５４とを備える。支援制御部１５４は、処理部１５６を含む。第２制御部１６０、認識部１３０、および処理部１５６は、それぞれ、車両システム１の第２制御部１６０、認識部１３０、および処理部１４２と同等の機能構成である。

支援制御部１５４は、例えば、ドライバーの運転を支援する。運転の支援とは、ドライバーの操作に依らずに自動で車線変更を行うオートレーンチェンジである。運転の支援には、前走車両と車両Ｍとの距離を所定距離に維持して車両Ｍに前走車両を追従させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System）や、車両Ｍが走行する車線の道路区画線と、車両Ｍとの距離を一定に維持して車両Ｍを走行させるＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System）が含まれてもよい。

支援制御部１５４は、例えば、オートレーンチェンジを実行して車線Ｌ３に隣接する車線Ｌ４に車両Ｍを車線変更させる場合、上述したように、所定時間における、予測される車両ｍＡの第１挙動と、車両Ｍを車線Ｌ４に進入させるための車両Ｍの第２挙動とを比較し、車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、車両Ｍを車線Ｌ４から第１の位置に接近させ、且つ車両Ｍを第１加速度で加速させ、車両ｍＡの第１挙動が車両Ｍの第２挙動に干渉する傾向である場合、車両Ｍを車線Ｌ４から第１の位置よりも遠い第２の位置に位置させ、且つ車両Ｍを第１加速度よりも小さい加速度に制御する。この結果、自動運転制御装置１００は、車両の乗員の不快感をより抑制した車線変更を行うことができる。

以上説明した変形例によれば、運転支援装置１００Ａは、実施形態の自動運転制御装置１００と同様の効果を奏する。

［ハードウェア構成］
図１３は、実施形態の自動運転制御装置１００（運転支援装置１００Ａ）のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００－１は、自動運転制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００－５には、ＣＰＵ１００－２が実行するプログラム１００－５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、第１制御部１２０、第２制御部１６０、およびこれらに含まれる機能部のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する処理と、
認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する処理と、
前記車両を第２車線に車線変更させる場合に、所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較する処理と、
比較した結果、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合に比して、前記車線変更の一過程における横移動量を大きく、かつ加速度を大きくする処理と、を実行する、ように構成された
車両制御装置。

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に何等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。

１‥車両システム、１００‥自動運転制御装置、１００Ａ‥運転支援装置、１２０‥第１制御部、１３０‥認識部、１４０‥行動計画生成部、１４２‥処理部、１５０‥支援部、１５４‥支援制御部、１６０‥第２制御部

Claims (8)

1. 車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する認識部と、
   前記認識部により認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１車線と前記第２車線との間に設けられたゼブラゾーンの前記車両の進行方向側のターゲット領域において、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる場合において、
   所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較し、比較した結果、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、第１制御を実行し、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合、第２制御を実行し、
   前記第１制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから第１距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を第１加速度で制御して前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御であり、
   前記第２制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから前記第１距離よりも長い第２距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を前記第１加速度よりも抑制して、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御である、
   車両制御装置。
2. 前記制御部は、前記第１車両の第１挙動に基づいて、前記車両の加速度を制御する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御部は、前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合、前記第１車両の第１挙動に基づいて、前記車両の減速度を決定し、決定した減速度で前記車両を制御する、
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御部は、前記第１車両の位置および状態、前記第１車両または他の装置と通信して得られた情報、または前記第１車両の移動軌跡のうち少なくとも一以上の情報に基づいて、前記第１車両の挙動を予測する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動は、前記第１車両が車線変更する挙動、前記第１車両が第１所定度合以上減速する挙動、または前記第１車両が第２所定度合以上加速する挙動である、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動が、前記第１車両が第１所定度合以上減速する挙動である場合、前記第１車両の前方に前記車両を車線変更させ、
   前記相反傾向の前記第１車両の第１挙動が、前記第１車両が第２所定度合以上加速する挙動である場合、前記第１車両の後方に前記車両を車線変更させる、
   請求項５に記載の車両制御装置。
7. コンピュータが、
   車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する処理と、
   認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する処理と、
   前記第１車線と前記第２車線との間に設けられたゼブラゾーンの前記車両の進行方向側のターゲット領域において、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる場合において、
   所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較し、比較した結果、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、第１制御を実行する処理と、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合、第２制御を実行する処理と、を実行し、
   前記第１制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから第１距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を第１加速度で制御して前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御であり、
   前記第２制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから前記第１距離よりも長い第２距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を前記第１加速度よりも抑制して、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御である、
   車両制御方法。
8. コンピュータに、
   車両が走行する第１車線に隣接する第２車線を走行する第１車両を認識する処理と、
   認識された第１車両の位置と状態とに基づいて、前記車両を制御する処理と、
   前記第１車線と前記第２車線との間に設けられたゼブラゾーンの前記車両の進行方向側のターゲット領域において、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる場合において、
   所定時間における、予測される前記第１車両の第１挙動と、前記車両を前記第２車線に進入させるための前記車両の第２挙動とを比較し、比較した結果、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向に相反する相反傾向である場合、第１制御を実行する処理と、
   前記第１車両の第１挙動が前記車両の第２挙動に干渉する傾向である場合、第２制御を実行する処理と、を実行させ、
   前記第１制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから第１距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を第１加速度で制御して前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御であり、
   前記第２制御は、前記車両の幅方向に関して前記車両の基準位置を前記ゼブラゾーンから前記第１距離よりも長い第２距離に位置させて前記車両を走行させ、且つ前記車両の加速度を前記第１加速度よりも抑制して、前記車両を前記第１車線から前記第２車線に車線変更させる制御である、
   プログラム。

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