JP7508635B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自車両を自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御装置及び車両制御方法に関する。

特許文献１には、運転者の意図によって自動車線変更を実行する車両制御装置が示される。この車両制御装置は、運転者が同一方向へのウインカーレバーの操作を継続して行う場合に、自車両を連続的に横移動させる。この車両制御装置は、連続的な横移動として、自車線から隣接する他車線への車線変更と、他車線から分岐路への進路変更と、を行う。

特開２０１８－１０８７６７号公報

特許文献１の車両制御装置において、自車両を連続的に横移動させる際には運転者が同一の方向指示動作を継続して行う必要がある。つまり、特許文献１の車両制御装置は、運転者の操作に応じた自動車線変更を行っているに過ぎない。この車両制御装置自体は、自車線から隣接する他車線への車線変更を行うのか、自車線から分岐路への進路変更を行うのか、を認識していない。従って、運転者は自らの意思で実行すべき車線変更の種類を決定しなければならない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、自動車線変更にかかわる運転者の負担を軽減することができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明の態様は、
自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御装置であって、
前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定する判定部と、
前記目的地が設定され且つ前記自車両の走行位置から前記目的地までの残距離が所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両の前記走行位置から前記目的地に繋がる分岐路の分岐位置までの残距離が前記所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両に許容される走行速度の上限値である設定速度が所定速度よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とする車線変更制御部と、
を備える。

本発明の別態様は、
自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御方法であって、
前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定するステップと、
前記目的地が設定され且つ前記自車両の走行位置から前記目的地までの残距離が所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両の前記走行位置から前記目的地に繋がる分岐路の分岐位置までの残距離が前記所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両に許容される走行速度の上限値である設定速度が所定速度よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とするステップと、
を備える。

本発明によれば、自動車線変更にかかわる運転者の負担を軽減することができる。

図１は車両制御装置のブロック図である。 図２は演算装置の機能ブロック図である。 図３は単一車線変更の実行状態を示す図である。 図４は複数車線変更の実行状態を示す図である。 図５は車線変更可能領域を示す図である。 図６は主処理を示すフローチャートである。 図７は第２軌道生成処理を示すフローチャートである。 図８は主処理の部分的な変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両制御装置及び車両制御方法について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［１．車両制御装置１０の構成］
図１を用いて車両制御装置１０の構成について説明する。車両制御装置１０は、自車両１００（図３）に設けられる。車両制御装置１０は、自車両１００の走行速度及び操舵の制御を、運転者の意図にかかわらずに実行する、所謂運転支援の機能を有する。本実施形態では、運転支援として、追従制御（ＡＣＣ）と、定速制御（ＣＣ）と、自動車線変更制御（ＡＬＣ）が実行される。更に、追従制御又は定速制御が実行される際には、車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）が機能する。

車両制御装置１０は、主制御装置１２と、主制御装置１２に対して各種情報を入力する入力装置群と、主制御装置１２が出力する各種情報に基づいて自車両１００を動作させる出力装置群と、を有する。入力装置群には、外界センサ１４と、ナビゲーション装置１６と、測位装置１８と、受信装置２０と、車体挙動センサ２２と、操作センサ２４と、乗員センサ２６と、が含まれる。出力装置群には、駆動装置２８と、制動装置３０と、操舵装置３２と、ＨＭＩ３４と、が含まれる。

［１．１．入力装置群の構成］
外界センサ１４には、複数のカメラ４０と、複数のレーダ４２と、複数のＬｉＤＡＲ４４と、が含まれる。カメラ４０は、自車両１００の周辺を撮影し、画像情報を主制御装置１２に出力する。レーダ４２とＬｉＤＡＲ４４は、自車両１００の周辺の物標を検知し、検知情報を主制御装置１２に出力する。

ナビゲーション装置１６は、ＧＰＳを使用して自車両１００の位置を測定し、地図及びＭＰＵを使用して自車両１００の位置から運転者が指定する最終目的地までの走行予定経路を生成する。ナビゲーション装置１６は、生成された走行予定経路を示す経路情報を主制御装置１２に出力する。

測位装置１８は、ＧＮＳＳ４６とＩＭＵ４８と地図ＤＢ５０とを有する。測位装置１８は、ＧＮＳＳ４６とＩＭＵ４８を使用して自車両１００の位置を測定し、自車両１００の位置を示す自車位置情報を主制御装置１２に出力する。また、測位装置１８は、地図ＤＢ５０に格納される地図情報を主制御装置１２に出力する。なお、地図ＤＢ５０に格納される地図情報は、ナビゲーション装置１６に格納される地図情報よりも高精度であり、様々な情報（レーン単位の情報等）を含む。

受信装置２０には、第１～第３受信端末（不図示）が含まれる。第１受信端末は、放送局が放送する広域情報を受信する。第２受信端末は、道路に設置される路側機が送信するローカル情報を受信する。第３受信端末は、他車両１０２（図３等）が送信する他車情報を受信する。第１～第３受信端末は、受信した各種情報を主制御装置１２に出力する。

車体挙動センサ２２には、自車両１００の挙動（走行速度、加減速度、ヨーレート等）を測定するための各センサが含まれる。各センサは、検知した各種情報を主制御装置１２に出力する。

操作センサ２４には、自動化スイッチ５２と、モード選択スイッチ５４と、カテゴリー選択スイッチ５６と、レバーセンサ５８と、が含まれる。自動化スイッチ５２は、運転者が行うスイッチ操作に応じて、走行速度と操舵のいずれかの制御の自動化又は自動化の解除を指示する指示情報を主制御装置１２に出力する。モード選択スイッチ５４は、運転者が行うスイッチ操作に応じて、複数の運転モード（下記［２．１］参照）のうちのいずれが選択されたかを示す選択情報を主制御装置１２に出力する。カテゴリー選択スイッチ５６は、運転者が行うスイッチ操作に応じて、車線変更の複数のカテゴリー（下記［２．２］参照）のうちのいずれが選択されたかを示す選択情報を主制御装置１２に出力する。レバーセンサ５８は、ウインカーレバーＬの操作位置を検知し、ウインカーレバーＬの操作位置を示す操作位置情報を主制御装置１２に出力する。また、操作センサ２４には、操作子（アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールＷ）の操作量を検出する各種センサが含まれる。

乗員センサ２６には、接触センサ６０と、乗員カメラ６２と、が含まれる。接触センサ６０は、ステアリングホイールＷに設けられる静電容量センサ又は圧力センサである。接触センサ６０は、ステアリングホイールＷに対する運転者の把持状態（接触状態）を検知し、検知情報を主制御装置１２に出力する。乗員カメラ６２は、運転者を撮影し、画像情報を主制御装置１２に出力する。

［１．２．主制御装置１２の構成］
主制御装置１２は、ＥＣＵにより構成される。主制御装置１２は、入出力装置６６と、演算装置６８と、記憶装置７０と、タイマ７１と、を有する。入出力装置６６は、Ａ／Ｄ変換回路と通信インターフェース等を有する。演算装置６８は、例えばＣＰＵ等のプロセッサを有する。演算装置６８は、記憶装置７０に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。演算装置６８の各種機能については下記［１．４］で説明する。記憶装置７０は、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有する。記憶装置７０は、各種プログラムと、演算装置６８が行う処理で使用される閾値等の数値情報を記憶する。

［１．３．出力装置群の構成］
駆動装置２８は、駆動力出力ＥＣＵと、駆動力出力ＥＣＵの制御対象（いずれも不図示）と、を有する。駆動装置２８は、主制御装置１２が出力する指示情報（駆動指示）に応じて駆動力を調整する。

制動装置３０は、制動ＥＣＵと、制動ＥＣＵの制御対象（いずれも不図示）と、を有する。制動装置３０は、主制御装置１２が出力する指示情報（制動指示）に応じて制動力を調整する。

操舵装置３２は、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）ＥＣＵと、ＥＰＳＥＣＵの制御対象（いずれも不図示）と、を有する。操舵装置３２は、主制御装置１２が出力する指示情報（操舵指示）に応じて操舵量を調整する。

ＨＭＩ３４には、表示装置７２と、オーディオ装置７４と、が含まれる。表示装置７２は、主制御装置１２が出力する指示情報（報知指示）に応じて映像を出力する。オーディオ装置７４は、主制御装置１２が出力する指示情報（報知指示）に応じて音声を出力する。

［１．４．演算装置６８の各種機能］
図２を用いて演算装置６８が実現する各種機能について説明する。演算装置６８は、制御状態設定部７６と、手動制御部７８と、外界認識部８０と、自車位置認識部８２と、乗員状態判定部８４と、行動計画部８６と、車両制御部８８と、報知制御部９０として機能する。行動計画部８６と車両制御部８８は、まとめて車線変更制御部９２と称される。

制御状態設定部７６は、各種の走行制御（走行速度の制御及び操舵の制御）を、自動化スイッチ５２で行われる操作に応じて、手動制御と自動制御のいずれで実行するかを決める。また、制御状態設定部７６は、自動制御の自動化の程度を決める。例えば、制御状態設定部７６は、モード選択スイッチ５４が出力する選択情報に基づいて実行すべき運転モードを設定する。運転モードに関しては、下記［２．１］で説明する。更に、制御状態設定部７６は、カテゴリー選択スイッチ５６が出力する選択情報に基づいて実行すべき自動車線変更のカテゴリーを設定する。自動車線変更のカテゴリーに関しては、下記［２．２］で説明する。

手動制御部７８は、操作センサ２４が出力する操作子（アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールＷ）の操作量に従い手動制御に関わる走行制御を行う。手動制御部７８は、手動制御に関わる指示情報（駆動指示、制動指示、操舵指示）を駆動装置２８と制動装置３０と操舵装置３２に出力する。

外界認識部８０は、外界センサ１４が出力する画像情報及び検知情報に基づいて自車両１００の周囲の状況を認識する。自車位置認識部８２は、測位装置１８が出力する自車位置情報及び地図情報に基づいて自車両１００の位置を認識する。乗員状態判定部８４は、接触センサ６０が出力する検知情報に基づいてステアリングホイールＷに対する運転者の把持状態（接触しているか否か）を判定する。また、乗員状態判定部８４は、乗員カメラ６２が出力する画像情報に基づいて運転者の周辺監視状態（前方を見ているか否か、眼を開けているか否か）を認識する。

行動計画部８６は、外界認識部８０の認識結果及び自車位置認識部８２の認識結果に基づいて自動制御に関わる行動計画を立てる。例えば、行動計画部８６は、自車両１００の周辺の静的情報と動的情報を含むローカルマップ（ダイナミックマップ）を生成する。そして、行動計画部８６は、ローカルマップと自車両１００の状態（走行速度、舵角、走行位置）とに基づいて最適な行動を判断し、その行動を実現するための走行速度及び走行軌道を求める。つまり、本実施形態において、行動計画部８６は、軌道生成部として機能する。

車両制御部８８は、行動計画に従い自動制御に関わる走行制御を行う。例えば、車両制御部８８は、行動計画部８６により求められた走行速度で自車両１００を走行させるための加減速度を演算する。また、車両制御部８８は、行動計画部８６により求められた走行軌道に沿って自車両１００を走行させるための舵角を演算する。車両制御部８８は、自動制御に関わる指示情報（駆動指示、制動指示、操舵指示）を駆動装置２８と制動装置３０と操舵装置３２に出力する。報知制御部９０は、行動計画において報知が生じる場合に、指示情報（報知指示）をＨＭＩ３４に出力する。

［２．車両制御装置１０が実行する自動制御］
［２．１．運転モード］
運転モードは、所謂自動運転レベルに対応して設定される。例えば、自動運転レベルには、レベル０（Ｌ０）と、レベル１（Ｌ１）と、レベル２Ａ（Ｌ２Ａ）と、レベル２Ｂ（Ｌ２Ｂ）と、レベル３（Ｌ３）が含まれる。各レベルの定義は次の通りである。Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ３の順で自動化の程度は高くなる。
Ｌ０：運転支援が実質的に行われない。
Ｌ１：運転支援のうち、ＡＣＣとＬＫＡＳのいずれか一方が実行される。
Ｌ２Ａ：運転支援のうち、ＡＣＣとＬＫＡＳの双方が実行される。
Ｌ２Ｂ：運転支援のうち、ＡＣＣとＬＫＡＳの双方が実行され、且つ、運転者はステアリングホイールＷを把持する必要がない。
Ｌ３：運転操作に関する運転者の義務がＬ２Ｂよりも緩和される。例えば、運転者が自車両１００の周辺の状況を監視する必要がない。

［２．２．自動車線変更のカテゴリー］
自動車線変更は、３つのカテゴリーに分けられる。カテゴリー１の自動車線変更は、車両制御装置１０が運転者に対して車線変更の提案を行い、運転者がその提案を承認した場合に、車両制御装置１０が自動車線変更を開始する第１車線変更である。第１車線変更の際に車両制御装置１０が実行する制御を第１車線変更制御という。カテゴリー２の自動車線変更は、運転者の承認にかかわらず、車両制御装置１０が自動車線変更を開始する第２車線変更である。第２車線変更の際に車両制御装置１０が実行する制御を第２車線変更制御という。カテゴリー３の自動車線変更は、運転者の意図に応じて、車両制御装置１０が自動車線変更を開始する第３車線変更である。第３車線変更の際に車両制御装置１０が実行する制御を第３車線変更制御という。

車両制御装置１０は、カテゴリー１、２の自動車線変更の際に、単一車線変更（図３）又は複数車線変更（図４）を許可する。一方、車両制御装置１０は、カテゴリー３の自動車線変更の際に、単一車線変更を許可し、複数車線変更を許可しない。

自動車線変更の際に、運転者は、ウインカーレバーＬを操作することにより、承認を行い、また、車線変更の意図を示す。

［３．本実施形態の概要］
図３及び図４を用いて本実施形態の概要を説明する。図３に示されるように、車両制御装置１０は、目的地１２２が設定されていない場合に、自車両１００を自車線１１０から隣の第１他車線１１４に自動車線変更させる単一車線変更を実行可能とする。車両制御装置１０は、単一車線変更を実行する場合に、自車線１１０から第１他車線１１４まで第１軌道１２４を生成し、自車両１００を第１軌道１２４に沿って走行させる。

一方、図４に示されるように、車両制御装置１０は、目的地１２２が設定されている場合に、単一車線変更だけでなく、自車両１００を自車線１１０から第１他車線１１４を越えて第２他車線１１６に自動車線変更させる複数車線変更を実行可能とする。車両制御装置１０は、複数車線変更を実行する場合に、自車線１１０から第２他車線１１６まで第２軌道１２６を生成し、自車両１００を第２軌道１２６に沿って走行させる。

ここでいう目的地１２２は、ナビゲーション装置１６が最終目的地までの走行経路に１以上設定する経由地である。また、ここでいう第２他車線１１６は、目的地１２２に繋がる分岐路１２０、及び、分岐路１２０に直接繋がる第２他車線１１６を含む。

［４．車線変更可能領域１３０］
車両制御装置１０は、車線変更可能領域１３０の内側で自動車線変更を実行する。ここで、図５を用いて車線変更可能領域１３０を説明する。車線変更可能領域１３０というのは、自動車線変更の開始から終了までに要する車線変更時間と、分岐路１２０の位置（目的地１２２の位置）と、自車両１００の走行速度と、に基づいて、自動車線変更を行うことが可能であると判定される領域のことである。車線変更時間には、横移動開始前の待機時間（周辺監視時間）と、自車線１１０から隣接する他車線１１２への移動時間と、他車線１１２における走行位置の調整時間と、が含まれる。この車線変更時間と自車両１００の走行速度とから、自車線１１０から隣接する他車線１１２への自動車線変更には距離Ｄ１が必要となる。

例えば、図５に示されるように、自車両１００の目的地１２２が分岐路１２０にあるとする。道路を走行する自車両１００が分岐路１２０に進行するためには、自車両１００は、分岐路１２０の分岐位置Ｐ１で第４車線１３８を走行する必要がある。また、自車両１００が分岐位置Ｐ１で第４車線１３８を走行するためには、自車両１００は、分岐位置Ｐ１よりも距離Ｄ１だけ後側の位置Ｐ２で第４車線１３８又は第３車線１３６を走行する必要がある。同様に、自車両１００は、位置Ｐ２よりも距離Ｄ１だけ後側の位置Ｐ３で第４車線１３８又は第３車線１３６又は第２車線１３４を走行する必要がある。同様に、自車両１００は、位置Ｐ３よりも距離Ｄ１だけ後側の位置Ｐ４で第４車線１３８又は第３車線１３６又は第２車線１３４又は第１車線１３２を走行する必要がある。行動計画部８６は、目的地１２２に到達するための必要経路を、車線変更可能領域１３０内に生成する。

分岐位置Ｐ１は、自車両１００が目的地１２２に到達するために第４車線１３８から分岐路１２０へ車線変更する位置である。分岐位置Ｐ２は、自車両１００が目的地１２２に到達するために第３車線１３６から第４車線１３８へ車線変更することができる限界位置である。分岐位置Ｐ３は、自車両１００が目的地１２２に到達するために第２車線１３４から第３車線１３６へ車線変更することができる限界位置である。分岐位置Ｐ４は、自車両１００が目的地１２２に到達するために第１車線１３２から第２車線１３４へ車線変更することができる限界位置である。自車両１００が各位置Ｐ１～Ｐ４を超えて走行すると、車両制御装置１０は、自車両１００を自動運転で目的地１２２に到達させることが困難となる。このため、例えば、車両制御装置１０は、自車両１００を自動運転から手動運転に切り換える。

行動計画部８６は、ナビゲーション装置１６に格納される地図情報に基づいて分岐位置Ｐ１を検出する。そして、行動計画部８６は、分岐位置Ｐ１と、車線変更時間と、自車両１００の走行速度と、に基づいて、各車線における自動車線変更の限界位置（位置Ｐ２～Ｐ４）を設定する。このようにして、分岐位置Ｐ１を基準とする車線変更可能領域１３０が設定される。

更に、行動計画部８６は、外界認識部８０の認識結果に基づいて、車線変更可能領域１３０の内側に、走行可能領域１４０と検知不可領域１４２とを設定する。走行可能領域１４０は、既に他車両１０２が走行し、且つ、障害物がない領域である。検知不可領域１４２は、各情報を用いても検知することができない領域である。行動計画部８６は、走行可能領域１４０を利用して第１軌道１２４及び第２軌道１２６を生成する。

［５．車両制御装置１０が行う処理］
［５．１．主処理］
図６を用いて車両制御装置１０が行う主処理を説明する。以下で説明する主処理は、制御状態設定部７６がレベル２Ａ以上の運転モードを設定し、且つ、カテゴリー１又はカテゴリー２の自動車線変更を設定している状態で、所定時間毎に行われる。

ステップＳ１において、行動計画部８６は、自動車線変更を実行することが可能か否かを判定する。行動計画部８６は、外界認識部８０の認識結果に基づいて自車線１１０から移動目標とする他車線１１２までに他車両１０２が認識されない場合に、自動車線変更を実行可能と判定する。更に、行動計画部８６は、カテゴリー１の自動車線変更が設定されている状況で、車線変更の提案に対する運転者の承認が得られた場合に、自動車線変更を実行可能と判定する。又は、行動計画部８６は、カテゴリー２の自動車線変更が設定されている状況で、目的地１２２に到達するために車線変更が必要であると判断する場合に、自動車線変更を実行可能と判定する。自動車線変更が実行可能である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、自動車線変更が実行可能でない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、１サイクル分の主処理は終了する。

ステップＳ２において、行動計画部８６は、実行予定の自動車線変更が単一車線変更と複数車線変更のいずれであるかを判定する。実行予定の自動車線変更が単一車線変更である場合（ステップＳ２：単一車線変更）、処理はステップＳ３に移行する。一方、実行予定の自動車線変更が複数車線変更である場合（ステップＳ２：複数車線変更）、処理はステップＳ５に移行する。

ステップＳ３において、行動計画部８６は、図３に示されるように、自車線１１０から移動目標の第１他車線１１４までの第１軌道１２４を生成する。ステップＳ３が終了すると、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、車両制御部８８は、第１軌道１２４に沿って自車両１００を走行させる。車線変更制御部９２は、外界認識部８０の認識結果に基づいて自車両１００が第１他車線１１４の目標位置、例えば第１他車線１１４の中央位置に到達するか否かを判断する。そして、自車両１００が第１他車線１１４の目標位置に到達すると、車線変更制御部９２は、単一車線変更を終了させる。以上で主処理は終了する。

一方、ステップＳ２からステップＳ５に移行する場合、行動計画部８６は、ナビゲーション装置１６に目的地１２２が設定されているか否かを判定する。目的地１２２が設定されている場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６に移行する。一方、目的地１２２が設定されていない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ３に移行する。つまり、ナビゲーション装置１６に目的地１２２が設定されていない場合は、複数車線変更の代わりに単一車線変更が実行される。

ステップＳ６において、行動計画部８６は、複数車線変更を実行するにあたり、所定の許可条件が満たされているか否かを判定する。例えば、行動計画部８６は、自車両１００の走行位置と、目的地１２２又は目的地１２２に繋がる分岐路１２０の分岐位置Ｐ１までの残距離が所定距離よりも大きい場合に複数車線変更を許可し、残距離が所定距離以下である場合に複数車線変更を許可しない。ここでいう所定距離は、自車両１００が走行する車線によって異なる。例えば、図５に示される道路において、所定距離は、目的地１２２又は分岐位置Ｐ１から、各車線で車線変更することができる限界位置（位置Ｐ２～Ｐ４）までの距離である。位置Ｐ２～Ｐ４は自車両１００の走行速度に応じて変化する。走行速度と所定距離との関係は、記憶装置７０に記憶されている。また、行動計画部８６は、自車両１００の設定速度が所定速度よりも大きい場合に複数車線変更を許可し、設定速度が所定速度以下である場合に複数車線変更を許可しない。設定速度は、自車両１００に許容される走行速度の上限値であり、運転者によって予め設定される。設定速度は、記憶装置７０に記憶されている。また、行動計画部８６は、運転モードがＬ３である場合に複数車線変更を許可し、運転モードがＬ２Ｂ以下である場合に複数車線変更を許可しない。許可条件が満たされている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、許可条件が満たされていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、処理はステップＳ３に移行する。つまり、許可条件が満たされない場合は、複数車線変更の代わりに単一車線変更が実行される。

ステップＳ７において、行動計画部８６は、下記［５．２］で説明する第２軌道生成処理を行う。第２軌道生成処理は、図４に示されるように、自車線１１０から目的地１２２に繋がる第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成する処理である。ステップＳ７が終了すると、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ８において、行動計画部８６は、第２軌道生成処理によって第２軌道１２６が生成されたか否かを判定する。第２軌道１２６が生成された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ９に移行する。一方、第２軌道１２６が生成されなかった場合（ステップＳ８：ＮＯ）、処理はステップＳ３に移行する。つまり、行動計画部８６が第２軌道１２６を生成することができない場合は、複数車線変更の代わりに単一車線変更が実行される。

ステップＳ９において、車両制御部８８は、第２軌道１２６に沿って自車両１００を走行させる。車線変更制御部９２は、外界認識部８０の認識結果に基づいて自車両１００が目的地１２２に繋がる第２他車線１１６の目標位置、例えば第２他車線１１６の中央位置又は分岐路１２０の中央位置に到達するか否かを判断する。そして、自車両１００が第２他車線１１６の目標位置に到達すると、車線変更制御部９２は、複数車線変更を終了させる。以上で主処理は終了する。

車線変更制御部９２は、自車線１１０から第１他車線１１４への車線変更の際に自車両１００を加速させる場合には、第１他車線１１４から第２他車線１１６への車線変更の際にも自車両１００を加速させる。これは、自車両１００が自車線１１０から第１他車線１１４への車線変更で加速するという状況が、自車両１００が低速車線から高速車線に向かって移動していることを意味するためである。

［５．２．第２軌道生成処理］
図７を用いて車両制御装置１０が行う第２軌道生成処理を説明する。

ステップＳ１１において、行動計画部８６は、外界認識部８０の認識結果に基づいて走行可能領域１４０を判定し、目的地１２２に繋がる第２他車線１１６に目標位置を設定する。この目標位置を第２目標位置１５２という。なお、第２他車線１１６に複数の走行可能領域１４０がある場合、又は、走行可能領域１４０が広い場合、行動計画部８６は、複数の候補となる目標位置を設定する。そして、行動計画部８６は、複数の目標位置の中から最適な目標位置を選択して第２目標位置１５２を設定する。例えば、行動計画部８６は、走行速度と舵角の変化量を最も少なくすることができる候補位置を選択して第２目標位置１５２とする。又は、行動計画部８６は、他車両１０２との距離を最も大きくすることができる目標位置を選択して第２目標位置１５２とする。ステップＳ１１が終了すると、処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、行動計画部８６は、タイマ７１を用いて第２軌道１２６の生成時間Ｔの計時を開始する。ステップＳ１２が終了すると、処理はステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、行動計画部８６は、外界認識部８０の認識結果に基づいて第１他車線１１４に目標位置を設定する。この目標位置を第１目標位置１５０という。行動計画部８６は、第１他車線１１４のうち、自車線１１０から移動が可能であり、且つ、第２目標位置１５２への移動が可能な位置を、第１目標位置１５０として設定する。なお、第１他車線１１４に複数の走行可能領域１４０がある場合、又は、走行可能領域１４０が広い場合、行動計画部８６は、複数の候補となる目標位置を設定する。そして、行動計画部８６は、第２目標位置１５２の設定と同様に、複数の目標位置の中から最適な目標位置を選択して第１目標位置１５０を設定する。更に、行動計画部８６は、第１目標位置１５０と第２目標位置１５２を繋いで第２軌道１２６を生成する。

なお、図５に示されるように、目的地１２２に繋がる第２他車線１１６（第４車線１３８）と第１他車線１１４（第２車線１３４）との間に他の第２他車線１１６（第３車線１３６）が存在する場合がある。この場合、行動計画部８６は、目的地１２２に繋がる第２他車線１１６に第２目標位置１５２ｂを設定した後であり且つ第１目標位置１５０を設定する前に、第２他車線１１６（第３車線１３６）に第２目標位置１５２ａを設定する。行動計画部８６は、第２他車線１１６（第３車線１３６）のうち、第２目標位置１５２ｂへの移動が可能な位置を、第２目標位置１５２ａとして設定する。

ステップＳ１３と同時に行われるステップＳ１４において、行動計画部８６は、タイマ７１により計時される生成時間Ｔと、記憶装置７０に記憶される所定時間Ｔｔｈとを比較する。Ｔ＜Ｔｔｈである場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に移行する。一方、Ｔ≧Ｔｔｈである場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、第２軌道生成処理は終了する。これは、生成時間Ｔが所定時間Ｔｔｈに到達する前に第２軌道１２６が生成されないことを意味する。

ステップＳ１５において、行動計画部８６は第２軌道１２６が生成されたか否かを判定する。この時点で第２軌道１２６が生成された場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、第２軌道生成処理は終了する。そして、処理は図６に示されるステップＳ８に移行する。一方、この時点で第２軌道１２６が生成されていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理はステップＳ１３に戻る。

［６．変形例］
行動計画部８６が生成する第２軌道１２６は、一部が第２目標位置１５２から離れる方向に延びていてもよい。例えば、自車線１１０、第１他車線１１４、第２他車線１１６の順に延びる第２軌道１２６を生成できない場合がある。このような場合、自車線１１０、第１他車線１１４、自車線１１０、第１他車線１１４、第２他車線１１６の順に延びる第２軌道１２６を生成できるのであれば、行動計画部８６は、そのような第２軌道１２６を生成してもよい。この場合、車線変更制御部９２は、第２軌道１２６に沿って自車両１００を走行させる際に、一時的に自車両１００を目的地１２２に繋がる第２他車線１１６とは反対方向の車線への車線変更を行うことを許可する。

前述した第２軌道生成処理においては、行動計画部８６は、第２目標位置１５２（１５２ａ、１５２ｂ）を設定した後に、第１目標位置１５０を設定する。これに代わり、行動計画部８６は、第１目標位置１５０を設定した後に、第２目標位置１５２（１５２ａ、１５２ｂ）を設定してもよい。この場合、行動計画部８６は自車線１１０に近い車線から遠い他車線１１２に向かって順に目標位置を設定する。

また、図６のステップＳ８においてＮＯ判定の後に、図８に示される処理が実行されてもよい。

ステップＳ２１において、行動計画部８６は、第２軌道生成処理によって自車線１１０から第１他車線１１４までの第１軌道１２４を含む一部軌道が生成されたか否かを判定する。一部軌道が生成された場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２に移行する。一方、一部軌道が生成されない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、処理は終了する。この場合、自動車線変更は実行されない。

ステップＳ２２において、車線変更制御部９２は、一部軌道に沿って自車両１００を走行させて、到達可能な他車線１１２まで車線変更を実行する。自車両１００が到達可能な他車線１１２に到達すると、車線変更制御部９２は、生成することができなかった残りの第２軌道１２６を再度生成する。そして、車線変更制御部９２は、残りの第２軌道１２６を生成することができた場合に、目的地１２２に繋がる第２他車線１１６までの車線変更を実行する。

なお、車線変更制御部９２は、複数車線変更を実行する際に、運転者の承認を必要としてもよい。この場合、報知制御部９０は、複数車線変更を実行する旨の報知指示をＨＭＩ３４に出力する。行動計画部８６は、運転者の承認をレバーセンサ５８の検知結果に基づいて判定する。行動計画部８６は、運転者の承認が得られた場合に、複数車線変更を実行する。

車線変更制御部９２は、運転者の承認が得られた場合に、承認後に行われる目的地１２２に繋がる第２他車線１１６への車線変更に対する承認を不要としてもよい。前述した実施形態では、行動計画部８６は、第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成することができない場合に、軌道が生成できた他車線１１２までの車線変更を実行させる。その後、行動計画部８６は、再度第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成して、車線変更を実行させる。このように、行動計画部８６は、複数車線変更を２回以上に分けて実行させる場合に、２回目以降の車線変更を承認の有無にかかわらず実行させる。

複数車線変更の実行中に車線変更が中止される場合がある。例えば、行動計画部８６が複数車線変更を実行させる場合に、運転者が車線変更を中止させることが考えられる。このような場合、行動計画部８６は、次に実行される複数車線変更に対して運転者の再度の承認を必要とする。

なお、自動車線変更の際に、運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを操作した場合、車線変更制御部９２は、その操作に応じて自車両１００を加減速させてもよい。

外界認識部８０は、外界センサ１４が出力する画像情報及び検知情報だけでなく、受信装置２０が出力する車車間通信の情報を取得し、自車両１００の周囲の状況を認識することも可能である。

［７．実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

本発明の第１態様は、
自車両１００を前記自車両１００が走行する自車線１１０から他車線１１２に車線変更させる車両制御装置１０であって、
前記自車両１００の目的地１２２が設定されているか否かを判定する判定部（ナビゲーション装置１６）と、
前記目的地１２２が設定されていない場合には、前記自車両１００を前記自車線１１０から第１他車線１１４に車線変更させる単一車線変更を実行可能とし、前記目的地１２２が設定されている場合には、前記単一車線変更を実行可能とすると共に前記自車両１００を前記自車線１１０から前記第１他車線１１４を越えて第２他車線１１６に車線変更させる複数車線変更を実行可能とする車線変更制御部９２と、
を備える。

上記構成によれば、装置側が目的地１２２の有無を判定し、その結果に応じて単一車線変更と複数車線変更のいずれかを選択して実行するため、自動車線変更にかかわる運転者の負担を軽減することができる。

本発明の第１態様において、
前記自車両１００の周囲の環境を認識する外界認識部８０を備え、
前記車線変更制御部９２は、前記外界認識部８０の認識結果に基づいて前記自車線１１０から前記第１他車線１１４までの第１軌道１２４を生成し、前記外界認識部８０の認識結果に基づいて前記自車線１１０から前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成する軌道生成部（行動計画部８６）を備え、
前記車線変更制御部９２は、前記単一車線変更の実行時に、前記自車両１００を前記第１軌道１２４に沿って走行させ、前記複数車線変更の実行時に、前記自車両１００を前記第２軌道１２６に沿って走行させてもよい。

上記構成では、複数車線変更において自車線１１０から第２他車線１１６までの第２軌道１２６が生成される。第２軌道１２６を生成する演算の負荷は、第１軌道１２４を２回演算する負荷と比較して少ない。このため、上記構成によれば、自車線１１０から第２他車線１１６への車線変更を行う際に、単一車線変更を連続して行うよりも、演算負荷を少なくすることができる。

本発明の第１態様において、
前記軌道生成部（行動計画部８６）は、
前記第２軌道１２６を生成する際に、前記第１他車線１１４に目標位置としての第１目標位置１５０を設定すると共に、前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６に目標位置としての第２目標位置１５２を設定し、
前記第２目標位置１５２を設定した後に、前記第２目標位置１５２に基づいて前記第１目標位置１５０を設定してもよい。

本発明の第１態様において、
前記軌道生成部（行動計画部８６）は、
前記第２軌道１２６を生成する際に、前記第１他車線１１４に目標位置としての第１目標位置１５０を設定すると共に、前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６に目標位置としての第２目標位置１５２を設定し、
前記第１目標位置１５０を設定した後に、前記第１目標位置１５０に基づいて前記第２目標位置１５２を設定してもよい。

本発明の第１態様において、
前記軌道生成部（行動計画部８６）は、複数の候補となる目標位置の中から前記第１目標位置１５０又は前記第２目標位置１５２を選択して設定してもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記複数車線変更の実行時に、前記自車両１００を前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６とは反対方向の車線への車線変更を行うことを許可してもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記複数車線変更の実行時に、前記自車線１１０から前記第１他車線１１４への車線変更で前記自車両１００を加速させる場合は、前記第１他車線１１４から前記第２他車線１１６への車線変更でも前記自車両１００を加速させてもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、所定条件により、前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６までの前記複数車線変更を完了できない場合であって、前記軌道生成部（行動計画部８６）が前記第１軌道１２４を含む一部軌道を生成することができる場合に、単一車線変更に切り換えてもよい。

本発明の第１態様において、
前記所定条件は、前記軌道生成部（行動計画部８６）が前記第２軌道１２６を生成することができないことでもよい。

本発明の第１態様において、
前記所定条件は、前記軌道生成部（行動計画部８６）による前記第２軌道１２６の生成時間Ｔが所定時間Ｔｔｈ以上であることでもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記自車両１００を前記自車線１１０から前記一部軌道を生成することができた前記他車線１１２まで前記単一車線変更によって移動させ、
前記軌道生成部は、前記自車両１００が移動した前記他車線１１２から前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６まで再度前記第２軌道１２６を生成してもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記目的地１２２又は前記目的地１２２に繋がる分岐路１２０の分岐位置Ｐ１までの残距離が所定距離以下である場合に、前記複数車線変更を許可しなくてもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記複数車線変更を実行する際に、運転者の承認を必要としてもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、運転者の前記承認が得られた場合に、承認後に行われる前記目的地１２２に繋がる前記第２他車線１１６への車線変更に対する前記承認を不要としてもよい。

本発明の第１態様において、
前記車線変更制御部９２は、前記複数車線変更が途中で中止された場合に、中止後の車線変更で運転者の前記承認を必要としてもよい。

本発明の第１態様において、
前記自車両１００は、複数の自動運転レベルのいずれかを設定して走行可能な車両であり、
前記車線変更制御部９２は、前記自車両に設定される前記自動運転レベルが、運転者が前記自車両１００の周辺の環境を監視することを必要とせず、且つ、運転者がステアリングホイールＷを把持する必要がないレベル（レベル３）である場合に、前記複数車線変更を実行可能としてもよい。

本発明の第１態様の別態様において、
自車両１００を前記自車両１００が走行する自車線１１０から他車線１１２に車線変更させる車両制御方法であって、
前記自車両１００の目的地１２２が設定されているか否かを判定する判定ステップと、
前記目的地１２２が設定されていない場合には、前記自車両１００を前記自車線１１０から隣の第１他車線１１４に車線変更させる単一車線変更を実行可能とし、前記目的地１２２が設定されている場合には、前記単一車線変更を実行可能とすると共に前記自車両１００を前記自車線１１０から前記第１他車線１１４を越えて第２他車線１１６に車線変更させる複数車線変更を実行可能とする、車線変更制御ステップと、
を備える。

本発明の第２態様において、
自車両１００を前記自車両１００が走行する自車線１１０から他車線１１２に車線変更させる車両制御装置１０であって、
前記自車両１００の周囲の環境を認識する外界認識部８０と、
前記外界認識部８０の認識結果に基づいて前記自車線１１０から前記他車線１１２への軌道を生成する軌道生成部（行動計画部８６）と、
前記自車両１００を前記軌道に沿って走行させる車両制御部８８と、を備え、
前記自車両１００を前記自車線１１０から第１他車線１１４に車線変更させる場合に、前記軌道生成部は、前記自車線１１０から前記第１他車線１１４までの第１軌道１２４を生成し、前記車両制御部８８は、前記自車両１００を前記第１軌道１２４に沿って走行させる単一車線変更を実行し、
前記自車両１００を前記自車線１１０から前記第１他車線１１４を越えて目的地１２２に繋がる第２他車線１１６に車線変更させる場合に、前記軌道生成部は、前記自車線１１０から前記第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成し、前記車両制御部８８は、前記自車両１００を前記第２軌道１２６に沿って走行させる複数車線変更を実行する。

上記構成によれば、装置が主体となって単一車線変更と複数車線変更を実行するため、自動車線変更にかかわる運転者の負担を軽減することができる。

また、上記構成では、複数車線変更において自車線１１０から第２他車線１１６までの第２軌道１２６が生成される。第２軌道１２６を生成する演算の負荷は、第１軌道１２４を２回演算する負荷と比較して少ない。このため、上記構成によれば、自車線１１０から第２他車線１１６への車線変更を行う際に、単一車線変更を連続して行うよりも、演算負荷を少なくすることができる。

本発明の第２態様の別態様において、
自車両１００を前記自車両１００が走行する自車線１１０から他車線１１２に車線変更させる車両制御方法であって、
前記自車両１００の周囲の環境を認識する外界認識ステップと、
前記外界認識ステップの認識結果に基づいて前記自車線１１０から前記他車線１１２への軌道を生成する軌道生成ステップと、
前記自車両１００を前記軌道に沿って走行させる車両制御ステップと、を備え、
前記自車両１００を前記自車線１１０から第１他車線１１４に車線変更させる場合に、前記軌道生成ステップでは、前記自車線１１０から前記第１他車線１１４までの第１軌道１２４を生成し、前記車両制御ステップでは、前記自車両１００を前記第１軌道１２４に沿って走行させる単一車線変更を実行し、
前記自車両１００を前記自車線１１０から前記第１他車線１１４を越えて目的地１２２に繋がる第２他車線１１６に車線変更させる場合に、前記軌道生成ステップでは、前記自車線１１０から前記第２他車線１１６までの第２軌道１２６を生成し、前記車両制御ステップでは、前記自車両１００を前記第２軌道１２６に沿って走行させる複数車線変更を実行する。

なお、本発明に係る車両制御装置及び車両制御方法は、前述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両制御装置 １６…ナビゲーション装置（判定部）
８０…外界認識部 ８６…行動計画部（軌道生成部）
８８…車両制御部 ９２…車線変更制御部
１００…自車両 １０２…他車両
１１０…自車線 １１２…他車線
１１４…第１他車線 １１６…第２他車線
１２２…目的地 １２４…第１軌道
１２６…第２軌道 １３０…車線変更可能領域
１５０…第１目標位置 １５２…第２目標位置

Claims (4)

1. 自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御装置であって、
   前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定する判定部と、
   前記目的地が設定され且つ前記自車両の走行位置から前記目的地までの残距離が所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両の前記走行位置から前記目的地に繋がる分岐路の分岐位置までの残距離が前記所定距離よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とする車線変更制御部と、
   を備え、
   前記所定距離は、前記目的地又は前記分岐位置から前記自車両が車線変更することができる限界位置までの距離であり、
   前記限界位置は、車線毎に異なり且つ前記自車両の走行速度に応じて変化する、車両制御装置。
2. 自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御装置であって、
   前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定する判定部と、
   前記目的地が設定され且つ前記自車両に許容される走行速度の上限値である設定速度が所定速度よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とする車線変更制御部と、
   を備え、
   前記設定速度は、前記自車両の運転者によって設定される、車両制御装置。
3. 自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御方法であって、
   前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定するステップと、
   前記目的地が設定され且つ前記自車両の走行位置から前記目的地までの残距離が所定距離よりも大きい場合、又は、前記目的地が設定され且つ前記自車両の前記走行位置から前記目的地に繋がる分岐路の分岐位置までの残距離が前記所定距離よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とするステップと、
   を備え、
   前記所定距離は、前記目的地又は前記分岐位置から前記自車両が車線変更することができる限界位置までの距離であり、
   前記限界位置は、車線毎に異なり且つ前記自車両の走行速度に応じて変化する、車両制御方法。
4. 自車両を前記自車両が走行する自車線から他車線に車線変更させる車両制御方法であって、
   前記自車両の目的地が設定されているか否かを判定するステップと、
   前記目的地が設定され且つ前記自車両に許容される走行速度の上限値である設定速度が所定速度よりも大きい場合に、前記自車両を前記自車線から第１他車線を越えて前記目的地に繋がる第２他車線に車線変更させる複数車線変更を実行可能とするステップと、
   を備え、
   前記設定速度は、前記自車両の運転者によって設定される、車両制御方法。

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