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技術 運転支援制御装置

出願人 株式会社SUBARU
発明者 保科雅俊丸山匡関淳也
出願日 2014年9月29日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2014-198563
公開日 2016年5月9日 (4年7ヶ月経過) 公開番号 2016-071514
状態 特許登録済
技術分野 交通制御システム 駆動装置の関連制御、車両の運動制御 航行(Navigation)
主要キーワード 自動運転動作 周囲センサ 点滅操作 加減速指示 エンジン関連 運転者意志 注意喚起メッセージ 自動制御システム
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

自動車線変更の際に、運転者直感的に意志自動制御システムに伝達できるようにするとともに、安全な自動車線変更を維持することができるようにする。

解決手段

車両の加減速及び操舵自動制御可能な自動運転動作状態において、所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行うとともに、車線変更可能と判定された際に車線変更提案を運転者に提示する制御を行う。そして運転者が車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて自動車線変更を実行する。この場合に、運転者がウインカーレバー操作により、車線変更の非同意の意志を入力できるようにする。

概要

背景

近年、自動車等の車両の自動運転について各種の技術が提案されている。
自動運転の1つの要素として自動車線変更がある。例えば目的地までの経路に応じた右折左折のための車線変更や、極端に速度が遅い先行車追い越し、或いは障害物を避けるための車線変更などが想定される。
上記特許文献1には、自動車線変更の実行の際に、運転者による運転介入によって自動制御解除されることが記載されている。

概要

自動車線変更の際に、運転者が直感的に意志自動制御システムに伝達できるようにするとともに、安全な自動車線変更を維持することができるようにする。車両の加減速及び操舵を自動制御可能な自動運転動作状態において、所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行うとともに、車線変更可能と判定された際に車線変更提案を運転者に提示する制御を行う。そして運転者が車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて自動車線変更を実行する。この場合に、運転者がウインカーレバー操作により、車線変更の非同意の意志を入力できるようにする。

目的

本発明では、自動運転システムが自動車線変更を行おうとする場合に運転者の意思を反映させることを可能とすると共に、車線変更に運転者が同意しない場合に、直感的に非同意を入力できる操作手法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

車両の加減速及び操舵自動制御可能な自動運転動作状態において、所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行うとともに、車線変更可能と判定された際に車線変更提案を運転者提示する制御を行う車線変更機会判定部と、前記車線変更提案に対する運転者の意志の判定を行う運転者意志判定部と、前記運転者意志判定部により運転者が前記車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて、車両の加減速及び操舵を制御して自動車線変更を実行させる車線変更制御部と、を備え、前記運転者意志判定部は、運転者によるウインカーレバー操作を、前記車線変更提案に対する非同意の操作として受け付け運転支援制御装置

請求項2

前記運転者意志判定部は、前記車線変更提案による車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を、前記車線変更提案に対する非同意の操作として受け付ける請求項1に記載の運転支援制御装置。

請求項3

前記車線変更制御部は、前記車線変更提案に対して運転者が同意したと判定されたことに応じて自動車線変更を実行させる際に、車両のウインカーランプの点滅を実行させる制御を行い、前記車線変更提案に対する非同意の前記ウインカーレバー操作が行われた場合は、該ウインカーレバー操作に応じたウインカーランプの点滅を実行させない制御を行う請求項1又は請求項2に記載の運転支援制御装置。

請求項4

前記車線変更制御部による自動車線変更が開始された後において、前記運転者意志判定部が車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を検知した場合、前記車線変更制御部は、車線変更動作進捗状態を判断し、進捗状態が第1状態に達しており、第2状態に達していなければ、車線戻り方向へのウインカーランプの点滅を実行させたうえで、車両を元の車線に戻す車線戻り制御を実行する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の運転支援制御装置。

請求項5

前記車線変更制御部は、車線変更動作の進捗状態が前記第2状態に達していれば、車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作の検知に関わらず、車線変更制御を継続する請求項4に記載の運転支援制御装置。

技術分野

0001

本発明は運転支援制御装置に関し、特に自動車線変更についての技術分野に関する。

先行技術

0002

特開2000−20898号公報

背景技術

0003

近年、自動車等の車両の自動運転について各種の技術が提案されている。
自動運転の1つの要素として自動車線変更がある。例えば目的地までの経路に応じた右折左折のための車線変更や、極端に速度が遅い先行車追い越し、或いは障害物を避けるための車線変更などが想定される。
上記特許文献1には、自動車線変更の実行の際に、運転者による運転介入によって自動制御解除されることが記載されている。

発明が解決しようとする課題

0004

ところで自動車線変更のためには、車両内のシステム(運転支援制御装置)が、道路情報や周囲センシング情報を検知して、所定の条件で車線変更が可能な機会であるか否かを監視することが必要である。そして車線変更が可能と判定した場合に実際の自動車線変更を実行する。
しかし、車線変更可能と判定した場合であっても、運転者が車線変更を望まない場合もある。また、走行中でもあるため、運転者が車線変更を望まないことを示す操作も咄嗟に可能なわかりやすいものであることが望まれる。また運転者に対して、車両走行中に通常の運転時の挙動とは異なる操作を要求することは適切ではない。
そこで本発明では、自動運転システムが自動車線変更を行おうとする場合に運転者の意思を反映させることを可能とすると共に、車線変更に運転者が同意しない場合に、直感的に非同意を入力できる操作手法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

0005

本発明に係る運転支援制御装置は、車両の加減速及び操舵を自動制御可能な自動運転動作状態において、所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行うとともに、車線変更可能と判定された際に車線変更提案を運転者に提示する制御を行う車線変更機会判定部と、前記車線変更提案に対する運転者の意志の判定を行う運転者意志判定部と、前記運転者意志判定部により運転者が前記車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて、車両の加減速及び操舵を制御して自動車線変更を実行させる車線変更制御部とを備える。そして前記運転者意志判定部は、運転者によるウインカーレバー操作を、前記車線変更提案に対する非同意の操作として受け付けるものである。
自動運転における自動車線変更制御では、車線変更が可能であると判定して車線変更提案を運転者に対して行った場合において、運転者が非同意の場合は、自動車線変更を行わないようにする。これにより運転者の意志を尊重した自動運転が可能となる。ここで、非同意の意思表示のための入力をウインカーレバー操作で行うようにすることで、運転者にとって、操作を迷うこともなく、容易かつ咄嗟に車線変更キャンセルの指示を行うことが可能になる。

0006

上記した運転支援制御装置においては、前記運転者意志判定部は、前記車線変更提案による車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を、前記車線変更提案に対する非同意の操作として受け付けることが望ましい。
例えば右側車線への自動車線変更が提案された場合に、運転者がこれを望まないときは、逆方向である左折時のウインカー操作を行うことで右車線への車線変更をキャンセルする指示ができる。ウインカーレバー操作は、運転者にとっては車線変更時の操作として通常身についているものであるため、自動車線変更の方向とは逆方向へのウインカーレバー操作は、運転者にとって直感的な車線変更キャンセルの操作となる。

0007

上記した運転支援制御装置においては、前記車線変更制御部は、前記車線変更提案に対して運転者が同意したと判定されたことに応じて自動車線変更を実行させる際に、車両のウインカーランプの点滅を実行させる制御を行い、前記車線変更提案に対する非同意の前記ウインカーレバー操作が行われた場合は、該ウインカーレバー操作に応じたウインカーランプの点滅を実行させない制御を行うことが望ましい。
自動車線変更の場合は、運転者の操作に関わらずウインカーランプの点滅を実行させることが適切であるが、運転者がウインカーレバー操作を、自動車線変更に対する非同意の操作として行った場合は、ウインカーランプの点滅を意図するものではないので、点滅を実行させないようにすることが好適となる。

0008

上記した運転支援制御装置においては、前記車線変更制御部による自動車線変更が開始された後において、前記運転者意志判定部が車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を検知した場合、前記車線変更制御部は、車線変更動作進捗状態を判断し、進捗状態が第1状態に達しており、第2状態に達していなければ、車線戻り方向のウインカーランプの点滅を実行させたうえで、車両を元の車線に戻す車線戻り制御を実行することが望ましい。
自動車線変更動作が開始された後でも、運転者がキャンセル操作(自動車線変更の非同意)を行うことができることが好ましい。この場合に、車線変更の進捗の程度によって所定の制御動作を実行するようにし、運転者意志の尊重と安全性の維持を図る。
このため車線変更動作の進捗が、単に車線変更制御を中止すればいい状態(第1状態)を越えているが、まだ元の車線に安全に戻れる状態であれば(第2状態に達していない)、車線戻り方向のウインカーランプの点滅を実行させたうえで、車両を元の車線に戻す車線戻り制御を実行する。

0009

上記した運転支援制御装置においては、前記車線変更制御部は、車線変更動作の進捗状態が前記第2状態に達していれば、車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作の検知に関わらず、車線変更制御を継続することが望ましい。
上記第2状態を越えた場合は、一旦車線変更を完了させた方が安全性の面で好適であるため、そのような段階の場合はキャンセルのためのウインカーレバー操作は無効とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、車線変更が可能な状況では車線変更提案が行われることで運転者の意思を反映する機会が設けられる。そして運転者が車線変更を求めない場合は、ウインカーレバー操作により、容易かつ直感的に非同意(キャンセル)操作を行うことができる。これにより運転者が容易に意思を反映させることができる自動車線変更制御が実現できる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施の形態の車両制御システムブロック図である。
実施の形態の運転支援制御部の機能構成の説明図である。
第1の実施の形態の車線変更制御処理のフローチャートである。
第2の実施の形態の車線変更制御処理のフローチャートである。

実施例

0012

以下、車両に搭載される運転支援制御装置の実施の形態を説明する。
なお説明上、「車線」とは車両の走行路レーン)を表す用語とし、車線を規定するために道路上に引かれた線は「白線」と呼ぶこととして区別する。

0013

<1.システム全体構成>
図1は、本発明に係る実施の形態としての運転支援制御部5を備えた車両制御システム1の構成を示している。なお図1では、車両制御システム1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
車両制御システム1は、自車両に設けられた撮像部2、画像処理部3、メモリ4、運転支援制御部5、センサ類10、ナビゲーションシステム11、操作部12、発音制御部21、表示制御部22、エンジン制御部23、トランスミッション制御部24、ブレーキ制御部25、ステアリング制御部26、ランプ制御部27、発音部31、表示部32、エンジン関連アクチュエータ33、トランスミッション関連アクチュエータ34、ブレーキ関連アクチュエータ35、ステアリングモータ36、ランプ部37及びバス15を備えている。

0014

画像処理部3は、撮像部2が自車両の進行方向(本例では前方)を撮像して得られた撮像画像データに基づき、車外環境の認識に係る所定の画像処理を実行する。画像処理部3による画像処理は、例えば不揮発性メモリ等とされたメモリ4を用いて行われる。

0015

運転支援制御部5は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えたマイクロコンピュータで構成され、画像処理部3による画像処理の結果、センサ類10で得られる検出情報、操作部12からの操作入力情報等に基づき、運転支援のための各種の制御処理(以下「運転支援制御処理」と表記)を実行する。
運転支援制御部5は、同じくマイクロコンピュータで構成された発音制御部21、表示制御部22、エンジン制御部23、トランスミッション制御部24、ブレーキ制御部25、ステアリング制御部26、ランプ制御部27とバス15を介して接続されており、これら各制御部との間で相互にデータ通信を行うことが可能とされる。運転支援制御部5は、上記の各制御部のうち必要な制御部に対して指示を行って運転支援に係る動作を実行させる。

0016

センサ類10は、自車両に設けられた各種のセンサ操作子包括的に表している。センサ類10が有するセンサとしては、自車両の速度を検出する速度センサ10A、ブレーキペダルの操作/非操作に応じてON/OFFされるブレーキスイッチ10B、アクセルペダル踏込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ10C、操舵角を検出する舵角センサ10D、ヨーレート(Yaw Rate)を検出するヨーレートセンサ10E、加速度を検出するGセンサ10Fがある。また自車両の周囲状況を検出するための周囲センサ10Gも設けられている。周囲センサ10Gとしては、例えば自車両の後方側方物体(他の車両や障害物等)を検出するためのレーダーカメラ等が用いられる。
また、図示は省略したが、他のセンサとして、例えばエンジン回転数センサ吸入空気量を検出する吸入空気量センサ吸気通路介装されてエンジンの各気筒に供給する吸入空気量を調整するスロットル弁開度を検出するスロットル開度センサエンジン温度を示す冷却水温を検出する水温センサ車外気温を検出する外気温センサ等も有する。

0017

操作部12は、運転者が操作する各種操作子を包括的に示している。
例えば操作子としては、エンジンの始動/停止を指示するためのイグニッションスイッチや、AT(オートマティックトランスミッション)車における自動変速モード手動変速モードの選択や手動変速モード時におけるシフトアップダウンの指示を行うためのセレクトレバーや、後述する表示部32に設けられたMFD(Multi Function Display)における表示情報切り換えを行うための表示切換スイッチ、ウインカー点滅を指示するウインカーレバーなどがある。
なお本実施の形態の運転支援制御部5による車線変更制御に関しては、運転支援制御部5はウインカーレバー操作を監視することになる。

0018

ナビゲーションシステム11は、ナビゲーション処理のための構成を包括的に示しており、経路案内や現在地表示の処理を行うマイクロプロセッサー地図データベース表示装置入力装置音声出力装置などを有する。ナビゲーションシステム11の構成及び処理については公知のものであるとして詳細説明を省くが、特に本実施の形態の車線変更制御に関しては、運転支援制御部5はナビゲーションシステム11から道路情報、車線情報を取得することができる。

0019

発音部31は、車両の乗員に対してガイド音声メッセージ音声等を出力する。このため発音部には音源部、音声増幅回路部、スピーカ等が設けられている。発音部31は発音制御部21の制御により、必要なガイド音声等をスピーカ出力する。例えば発音部31による音声出力として、自動運転中の車線変更提案、右左折走行経路、状況などを運転者に伝達することが行われる。
なお発音部31や発音制御部21は、ナビゲーションシステム11の機能による音声出力や、カーオーディオシステムの音声出力と兼用されるものでも良い。

0020

表示部32は、運転者の前方に設置されたメータパネル内に設けられるスピードメータタコメータ等の各種メータやMFD、及びその他運転者に情報提示を行うための表示デバイスを包括的に表している。MFDには、自車両の総走行距離外気温瞬間燃費等といった各種の情報を同時又は切り換えて表示可能とされる。
本実施の形態の自動車線変更制御に関しては、車線変更提案の表示なども行われる。
表示制御部22は、センサ類10における所定のセンサからの検出信号や操作子による操作入力情報等に基づき、表示部32による表示動作を制御する。例えば、運転支援制御部5からの指示に基づき、運転支援の一環として表示部32(例えばMFDの所定領域)に所定の注意喚起メッセージ、自動運転状況、車線変更提案等を表示させることが可能とされている。

0021

エンジン制御部23は、センサ類10における所定のセンサからの検出信号や操作部12の操作子による操作入力情報等に基づき、エンジン関連アクチュエータ33として設けられた各種アクチュエータを制御する。エンジン関連アクチュエータ33としては、例えばスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ燃料噴射を行うインジェクタ等のエンジン駆動に係る各種のアクチュエータが設けられる。
例えばエンジン制御部23は、前述したイグニッションスイッチの操作に応じてエンジンの始動/停止制御を行う。また、エンジン制御部23は、エンジン回転数センサやアクセル開度センサ10C等の所定のセンサからの検出信号に基づき、燃料噴射タイミング燃料噴射パルス幅スロットル開度等の制御も行う。
さらに自動運転制御の際には、エンジン制御部23は運転支援制御部5からの加速減速指示に基づいて必要なエンジン関連アクチュエータ33の制御を行う。

0022

トランスミッション制御部24は、センサ類10における所定のセンサからの検出信号や操作部12の操作子による操作入力情報等に基づき、トランスミッション関連アクチュエータ34として設けられた各種のアクチュエータを制御する。トランスミッション関連アクチュエータ34としては、例えば自動変速機変速制御を行うコントロールバルブや、ロックアップクラッチロックアップ動作させるロックアップアクチュエータ等のトランスミッション関連の各種アクチュエータが設けられる。
例えばトランスミッション制御部24は、前述したセレクトレバーによって自動変速モードが選択されている際には、所定の変速パターンに従い変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。
また、トランスミッション制御部24は、手動変速モードの設定時には、セレクトレバーによるシフトアップ/ダウン指示に従った変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。
さらに自動運転制御の際には、トランスミッション制御部24は運転支援制御部5からのシフトアップ/ダウン指示に基づいて変速信号をコントロールバルブに出力して変速制御を行う。

0023

ブレーキ制御部25は、センサ類10における所定のセンサからの検出信号や操作部12の操作子による操作入力情報等に基づき、ブレーキ関連アクチュエータ35として設けられた各種のアクチュエータを制御する。ブレーキ関連アクチュエータ35としては、例えばブレーキブースターからマスターシリンダへの出力液圧ブレーキ液配管内の液圧コントロールするための液圧制御アクチュエータ等、ブレーキ関連の各種のアクチュエータが設けられる。例えばブレーキ制御部25は、運転支援制御部5よりブレーキをONする指示が為された場合に上記の液圧制御アクチュエータを制御して自車両を制動させる。またブレーキ制御部25は、所定のセンサ(例えば車軸回転速度センサ車速センサ10A)の検出情報から車輪スリップ率を計算し、スリップ率に応じて上記の液圧制御アクチュエータにより液圧を加減圧させることで、所謂ABS(Antilock Brake System)制御を実現する。

0024

ステアリングモータ36は、ステアリング機構に取り付けられて運転者のステアリング操作とは別に操舵を実現するモータである。
ステアリング制御部26は、運転支援制御部5からの指示に基づいてステアリングモータ36を駆動し、自動操舵や運転者の操舵補助を実行する。例えば自動運転制御の際の自動操舵や、いわゆるレーンキープ走行のための自動操舵の実行制御を行う。

0025

ランプ部37は、車両に搭載された各種灯具、例えばヘッドライトバックライト、ウインカーランプ、ブレーキランプ等を包括的に示している。
ランプ制御部27は、センサ類10における所定のセンサからの検出信号や操作部12の操作子による操作入力情報等に基づき、ランプ部37における必要な灯具の点灯(点滅)制御を行う。また運転支援制御部5からの指示によりランプ制御部27がランプ部37の点灯点滅制御を行う場合もある。

0026

<2.運転支援制御部の機能>
以上の図1の構成において、運転支援制御部5が各部に所要の指示を行うことで自動運転を実現することができる。例えば運転支援制御部5は、経路情報、道路情報、周囲状況等に応じて、エンジン制御部23への加減速指示、トランスミッション制御部24へのシフトチェンジ指示、ブレーキ制御部25へのブレーキ指示、ステアリング制御部26への操舵指示を複合的に行うことで、適切な自動運転を実現させる。
この自動運転制御中では、車線変更が必要(又は推奨)される場合がある。その場合に運転支援制御部5は、自動車線変更を実行することになるが、その自動車線変更のための機能構成を図2で説明する。

0027

図2は車線変更のための機能構成及び必要な情報取得の経路について示している。
運転支援制御部5は、自動運転制御や各種運転支援制御のための各種の機能を備えるが、ここでは車線変更制御に関する機能のみを示している。
車線変更制御のための機能として、運転支援制御部5には、車線変更機会判定部5a、運転者意思判定部5b、車線変更制御部5cを備える。これらの各機能は例えば運転支援制御部5としてのマイクロコンピュータにおいて起動されるソフトウエアにより実現される。

0028

車線変更機会判定部は、車両の加減速及び操舵を自動制御可能な自動運転動作状態において、所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行う。また、車線変更可能と判定された際に表示制御部22や発音制御部21に指示して車線変更提案を運転者に提示する制御を行う。
車線変更提案とは、自動車線変更を実行しようとする際に、運転者にその旨を表示又は音声の両方又は一方で通知し、運転者に車線変更に同意するか否かの意思を示す(入力する)機会を与える処理である。
運転者意思判定部5bは、車線変更提案に対する運転者の意志判定の処理を行う。
車線変更制御部5cは、運転者意志判定部5bにより運転者が車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて、車両の加減速及び操舵を制御して自動車線変更を実行させる制御処理を行う。

0029

詳しい処理例は後述するが、本実施の形態の場合、自動運転制御中に、車線変更機会判定部5aは、各種の情報から車線変更条件を判断する。そして条件が整ったら車線変更提案として、右車線又は左車線への変更を運転者に提案する。
この際に運転者意思判定部5bが、運転者の意思、つまり車線変更提案に対する同意/非同意(車線変更キャンセル)を判定する。
例えば運転者意思判定部5bは、運転者が車線変更提案に対して特に何も操作を行わずに所定時間経過したら、車線変更に同意したものと判定する。もちろん運転者に積極的な同意の操作を求めるようにし、運転者意思判定部5bはその操作により運転者が同意したと判定してもよい。
そして同意と判定した場合に、車線変更制御部5cは、実際の車線変更制御を開始する。即ちステアリング制御部26、エンジン制御部23、ブレーキ制御部25、トランスミッション制御部24等へ必要な指示を出して、車線変更を実行させる。

0030

一方、車線変更提案の際に運転者が非同意(車線変更制御のキャンセル)を行うこともできる。運転者は、車線変更提案があったときに、車線変更はしたくないと考えた場合は、非同意の操作を行う。この非同意の操作は、操作部12におけるウインカーレバー操作として実行する。
例えば右車線への車線変更提案が提示された際、運転者は左方向へのウインカーレバー操作を行うことで、車線変更をキャンセルできる。
また左車線への車線変更提案が提示された際、運転者は右方向へのウインカーレバー操作を行うことで、車線変更をキャンセルできる。
即ち運転者意思判定部5bは、車線変更提案における車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作が検知された場合、それを運転者の非同意の意思の入力として処理する。このような非同意の意思の操作が行われた場合、車線変更制御部5cによる車線変更制御は開始されない。
なお、車線変更制御部5cによる車線変更制御が開始された後においても、ウインカーレバー操作による非同意(車線変更の中止)を受け付け、車線変更動作をキャンセルさせる場合もある。

0031

車線変更の実行、或いはキャンセルに関わらず、車線変更機会判定部5aは、引き続き車線変更条件の判定を行い、条件が整った際に車線変更提案を実行させる。
車線変更機会の判定条件は多様であるが、例えば以下のような条件がある。
例えば走行経路や道路状態による条件として、右左折が近く適切な車線(右折車線など)に移動すべき場合、現車線の前方に障害物が存在する場合、現在の道路が前方で車線数が変わっている場合、先行車が著しく低速で追い越しを行うことが適切と判断される場合などがある。
また現在走行中の場所が車線変更禁止区間であるか否か等の交通法規遵守のための条件もある。
また安全確保のための条件として、直線がしばらく続くか否か、道幅が所定以上であるか否か、前後が見渡せる状態であるか否か、周囲の車両の走行状況が車線変更に適しているか、などがある。
車線変更機会判定の条件は上掲以外にも各種考えられる。条件の組み合わせも多様である。

0032

これらの各種の条件判断のために、車線変更機会判定部5aは、各部からの情報を取得する。
例えば車線変更機会判定部5aは、撮像部2で撮像された画像を画像処理部3で解析して得た情報を得る。撮像部2には、第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2、A/D変換器21−1、A/D変換器21−2、及び画像補正部22が設けられている。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、それぞれカメラ光学系とCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子とを備えて構成され、前記カメラ光学系により前記撮像素子の撮像面に被写体像結像され、該撮像素子にて受光光量に応じた電気信号画素単位で得られる。
第1カメラ部20−1、第2カメラ部20−2は、いわゆるステレオ撮像法による測距が可能となるように設置される。そして第1、第2カメラ部20−1、20−2で得られた電気信号はA/D変換器21−1、21−2に供給され、それぞれA/D変換が行われる。これにより、画素単位で所定階調による輝度値を表すデジタル画像信号(撮像画像データ)が得られる。
画像補正部22には、A/D変換器21−1、21−2を介して得られる各撮像画像データが入力される。画像補正部22は、各撮像画像データのそれぞれに対し、第1、第2カメラ部20−1、20−2の取り付け位置の誤差に起因するずれの補正を例えばアフィン変換等を用いて行ったり、ノイズの除去等を含む輝度値の補正等を行う。

0033

このように撮像部2で得られた各撮像画像データは、画像処理部3によってメモリ4に記録・保持される。
そして画像処理部3は、ステレオ撮像により得られた各撮像画像データに基づく各種の画像処理を実行する。これにより、車線検出先行車両検出障害物検出交通信号機等を行うことができる。
車線変更機会判定部5aは、このような画像処理部3で得られる検出情報を、自車両の前方に関しての道路状態、車線状態、障害物、他の車両の走行状態などの判定に用いることができる。

0034

また車線変更機会判定部5aは、センサ類10としての各種センサ情報も条件判定に用いる。例えば周囲センサ10Gによる車両の側方、後方の状態(他の車両等の存在)を確認に用いることができる。また車速センサ10Aによる現在の車速、舵角センサ10Dやヨーレートセンサ10Eによるカーブ状況等も、車線変更機会の判断に用いることができる。
また車線変更機会判定部5aは、ナビゲーションシステム11からの情報、例えば進行する経路情報、各道路の車線数の情報、右左折箇所への接近、現在位置の交通法規情報なども、車線変更機会判定に用いることができる。

0035

操作部12の情報も運転支援制御部5に入力される。例えば自動運転モードオンオフ等、運転支援に関する操作入力が行われる。車線変更制御に関しては、上述のようにウインカーレバー操作が車線変更提案に対する非同意となるため、運転者意思判定部5bは操作部12におけるウインカーレバー操作を監視することになる。

0036

<3.第1の実施の形態の車線変更制御>
以下、運転支援制御部5による車線変更制御について第1の実施の形態の処理例を図3で説明する。なお、図3及び後述する第2の実施の形態の図4の処理は、車線変更機会判定部5a、運転者意思判定部5b、車線変更制御部5cとしての各機能が連携して運転支援制御部5で実行される車線変更制御処理である。
運転支援制御部5は、自動運転制御として実行する各種の処理の1つとして、図3の車線変更制御を行う。この図3の車線変更制御は、自動運転制御中に、例えば所定タイミング毎に繰り返し実行される。

0037

運転支援制御部5はステップS101で車線変更機会判定のための情報取得を行う。上述のように画像処理部3による前方車両や道路状態等の検出情報、センサ類10からの検出情報、ナビゲーションシステム11からの経路や車線情報などを取得する。
ステップS102で運転支援制御部5は、取得した情報を用いて車線変更可否判定を行う。これは上述した各種条件を満たしているか否かを判定し、車線変更機会であるか否か、つまり車線変更が推奨されるタイミングであって、かつ安全に車線変更が実行できる機会であるか否かを判断する処理である。そして現在が、車線変更機会ではないと判断した場合、ステップS103から処理を終える。

0038

一方、現在、車線変更機会であると判定した場合は、運転支援制御部5は、車線変更提案を行うものとしてステップS103からステップS104に進み、車線変更提案処理を行う。例えば運転支援制御部5は、表示制御部22や発音制御部21に指示して、右車線又は左車線への車線変更提案を表示や音声で実行するように指示する。運転者は、この車線変更提案により、自動運転中に車線変更が行われようとしていることを認識できる。

0039

運転支援制御部5はステップS105で運転者意思判定を行う。例えば車線変更提案を開始してから所定時間(例えば数秒間)を待機し、その間に運転者が非同意操作、即ち上述のウインカーレバー操作を行うか否かを監視する。

0040

運転支援制御部5は特にウインカーレバー操作を検知しないまま所定時間経過した場合は、運転者が車線変更提案に同意した(キャンセルしない)と判定する。この場合、運転支援制御部5はステップS106からS109に進んでランプ制御部27に車線変更方向へのウインカーランプの点滅を指示する。そしてステップS110で運転支援制御部5は車線変更制御を開始する。即ちステアリング制御部26、エンジン制御部23、ブレーキ制御部25、トランスミッション制御部24等へ必要な指示を出して、実際の車線変更を開始させる。
その後、運転支援制御部5は車線変更制御を実行しながら、例えば画像処理部3からの情報等を監視して車線変更が完了したか否かをステップS111で判断する。車線変更が完了したら運転支援制御部5はステップS112で車線変更制御を終了し、またステップS113でランプ制御部27にウインカーランプの点滅の停止を指示する。以上で1回の車線変更制御を終える。

0041

ステップS104で車線変更提案が行われた際に、運転者が車線変更に非同意であるとして例えば提案された車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を行った場合は、運転支援制御部5はステップS105で非同意の意思と判定し、ステップS106からS107に進む。この場合、運転者のウインカーレバー操作は車線変更をキャンセルする操作であって、通常のウインカー点滅操作ではないため、ランプ制御部27にウインカーランプの非点灯を指示する。これにより、ランプ制御部27がウインカーレバー操作を検知してウインカーランプの点滅を行う構成の場合でも、キャンセル操作によってウインカーランプの点滅が実行されないようにすることができる。
そして運転支援制御部5はステップS108で、車線変更提案をキャンセルし、特に車線変更制御を実行させないで1回の車線変更制御処理を終える。

0042

以上の図3の処理により、運転者が車線変更提案に非同意である場合は、単にウインカーレバー操作を行えばよく、同意であれば特に操作を行う必要はないということになる。

0043

<4.第2の実施の形態の車線変更制御>
運転支援制御部5の車線変更制御処理としての第2の実施の形態を図4で説明する。なおステップS101〜S110は図3と同一であるため説明を省略する。従ってこの場合も、運転者が車線変更提案に非同意である場合はウインカーレバー操作を行えばよい。
この図4の処理例は、運転支援制御部5は、車線変更制御を開始した後もウインカーレバー操作による運転者のキャンセルを受け付ける場合を設けたものである。

0044

運転支援制御部5はステップS110で車線変更制御を開始した後は、ステップS121で車線変更の完了を監視(図3のS111と同様)するとともに、ステップS122で運転者のキャンセル操作を監視する。このキャンセル操作とは現在実行中の車線変更の方向とは逆方向へのウインカーレバー操作である。
特にキャンセル操作が行われずに車線変更を完了した場合は、運転支援制御部5はステップS121からS129に進んで車線変更制御を終了し、またステップS130でランプ制御部27にウインカーランプの点滅の停止を指示して1回の車線変更制御を終える。

0045

車線変更の完了前に運転者の逆方向へのウインカーレバー操作を検知した場合は、運転支援制御部5はステップS122からS123に進み、その時点での車線変更の進捗状態を判定する。
例えば車線変更の進捗状態を3段階に分ける。第1状態到達前、第1状態到達後で第2状態到達前、第2状態到達後のいずれであるかを判断する。第1状態、第2状態の設定例は多様であり、あくまで一例としては、
・第1状態:自車両の車体側面変更先の車線との間の白線上に至った状態
・第2状態:自車両の車幅方向の中央が上記白線を越えた状態
とすることが考えられる。
運転支援制御部5は例えばこの第1状態と第2状態を基準として車線変更動作の進捗状態を判断する。この場合、画像処理部3からの自車体の位置状態白線位置の情報に基づいて判断することができる。

0046

例えば第1状態に至っていなければ、そのまま車線変更制御を中止しても、特に危険もないと考えることができる。そこで、進捗状態判定の結果、第1状態にまで至っていなければ、ステップS124からS129に進み、車線変更制御を終了させ、ステップS130でウインカーランプの点滅も停止させる。つまりこの場合は、車線変更制御の開始直後に運転者のウインカーレバー操作によって制御がキャンセルされたことになる。車両の走行状態としては、車両が自車線内で隣の車線に多少近づいた状態で、車線変更は行われないことになる。またウインカーランプの点滅も中止されることで、後続車両の運転者からみれば、車線変更をしようとした後に車線変更をやめた状態に見える。

0047

キャンセル操作が行われた時点で、既に第2状態まで進捗していた場合は、ステップS125からS131に進んでキャンセル操作を無効として処理し、ステップS121に戻る。即ち、車体の半分以上が隣の車線に入っている段階であるため、この場合はキャンセル操作を受け付けず、車線変更制御を完了するまで継続する。車線変更を完了させることで、白線上を大きく蛇行するような運転を実行させないことになる。

0048

キャンセル操作が行われた時点が、第1状態到達後で第2状態到達前である場合は、車線戻りの制御を行う。
即ち運転支援制御部5はステップS125からS126に進み、まずランプ制御部27にウインカーランプの点滅を逆方向に変更するように指示する。これにより例えば右車線への車線変更で右のウインカーランプを点滅させていた場合は、左のウインカーランプの点滅に変更される。
そして運転支援制御部5はステップS126で車線戻り制御を開始する。即ち運転支援制御部5はステアリング制御部26、エンジン制御部23、ブレーキ制御部25、トランスミッション制御部24等へ必要な指示を出して、元の車線へ復帰させるようにする処理を開始する。
そしてステップS128で画像処理部3からの情報等に基づいて元の車線への復帰完了を確認したら、ステップS129で車線変更制御(この場合は車線戻り制御)を終了させ、またステップS130でウインカーランプの点滅を停止させて処理を終える。

0049

この場合は、一旦車線変更を開始して車体が多少白線を越えたが、その時点でのキャンセル操作に応じて元の車線に戻る動作となる。運転者にとっては感覚的な操作で自動車線変更のキャンセル及び元車線への復帰を指示できる。またこの場合、車体が白線を若干越えたこととなるためウインカーランプの逆方向の点滅を実行させて、後続車に元車線に復帰すること伝える。これにより安全性にも適している。

0050

<5.まとめ及び変形例>
以上の実施の形態によれば以下の効果が得られる。
実施の形態の運転支援制御部5では、車線変更機会判定部5aの機能として、自動運転動作状態において所定条件判断を行って走行車線の変更が可能な機会であるか否かの判定を行うとともに、車線変更可能と判定された際に車線変更提案を運転者に提示する制御を行う。また運転者意思判定部5bの機能として、車線変更提案に対する運転者の意志(同意/非同意)の判定を行う。そして車線変更制御部5cの機能として、運転者意志判定部5bにより運転者が車線変更提案に同意したと判定されたことに応じて、車両の加減速及び操舵を制御して自動車線変更を実行させる。そして運転者意志判定部5bは、運転者によるウインカーレバー操作を、車線変更提案に対する非同意の操作として受け付ける(S105)。
車線変更が可能であると判定した場合に車線変更提案(車線変更実施の提示)が行われることで運転者の意思を反映させる機会が得られ、運転者が非同意の場合は、自動車線変更を行わないようにする。これにより運転者の意志を尊重した自動運転が可能となる。そして非同意の意思表示のための入力をウインカーレバー操作で行うようにすることで、運転者にとって、操作を迷うこともなく、容易かつ咄嗟に車線変更キャンセルの指示を行うことが可能になる。従って運転者が容易に意思を反映させることができる自動車線変更制御が実現できる。
なお車線変更提案は、例えば表示部32での表示のみで行っても良いし、発音部31での音声出力のみで行っても良い。

0051

また運転支援制御部5(運転者意志判定部5b)は、車線変更提案による車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を、車線変更提案に対する非同意の操作として受け付ける。例えば右側車線への自動車線変更が提案された場合に、運転者がこれを望まないときは、逆方向である左折時のウインカー操作を行うことで右車線への車線変更をキャンセルする指示ができる。ウインカーレバー操作は、運転者にとっては車線変更時の操作として通常身についているものであるため、自動車線変更の方向とは逆方向へのウインカーレバー操作は、運転者にとって直感的な車線変更キャンセルの操作となる。
なお、特に反対方向へのウインカーレバー操作とは規定せずに、いずれの方向であってもウインカーレバー操作が行われたら非同意の操作であると認識するようにしてもよい。例えば車線変更提案が、特に車線変更方向を示さない態様の場合は、左右どちらのウインカーレバー操作の場合も車線変更をキャンセルするようにしてもよい。
また、ウインカーレバー機構が、左右それぞれ浅い操作、深い操作を可能とする機構とされてもよい。その場合に、深い操作は通常のウインカー操作とし、浅い操作を非同意の操作として扱うことも考えられる。

0052

また運転支援制御部5(車線変更制御部5c)は、車線変更提案に対して運転者が同意したと判定されことに応じて自動車線変更を実行させる際に、車両のウインカーランプの点滅を実行させる制御を行う。一方で、車線変更提案に対する非同意のウインカーレバー操作が行われた場合は、該ウインカーレバー操作に応じたウインカーランプの点滅を実行させない制御を行う(S107)。
自動車線変更の場合は、運転者の操作に関わらずウインカーランプの点滅を実行させることが適切であるが、運転者がウインカーレバー操作を、自動車線変更に対する非同意の操作として行った場合は、ウインカーランプの点滅を意図するものではないので、点滅を実行させない。これにより周囲に対して適切なウインカー発光を実現できる。

0053

また自動車線変更が開始された後において、車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作を検知した場合(S122)、車線変更動作の進捗状態を判断し(S123)、進捗状態が第1状態に達しており、第2状態に達していなければ、車線戻り方向のウインカーランプの点滅を実行させたうえで、車両を元の車線に戻す車線戻り制御を実行する(S126,S127,S128)。
自動車線変更動作が開始された後でも、運転者がキャンセル操作(自動車線変更の非同意)を行うことができることで、運転者意思の十分な反映に望ましい。特に開始前の車線変更提案に対する運転者の非同意操作が遅れることも想定されるためである。
但し車線変更が開始された後は、車線変更の進捗の程度によって所定の制御動作を実行するようにし、運転者意志の尊重と安全性の維持を両立する。
もし、キャンセル操作のタイミングが、まだ車線変更が開始されたばかりで動作中止に特に問題無い場合は、そのまま中止(S124→S129→S130)とすればよい。
ところが単に車線変更制御を中止すればいい状態(第1状態)を越えているが、まだ元の車線に安全に戻れる状態であれば(第2状態に達していない)、車線戻り方向のウインカーランプの点滅を実行させたうえで、車両を元の車線に戻す車線戻り制御を実行することで、後続車等にも元車線復帰を表明し、安全な車線変更中止が実現できる。
一方、車線変更動作の進捗状態が第2状態に達していれば、車線変更方向とは逆方向へのウインカーレバー操作の検知に関わらず、車線変更制御を継続する(S125→S121)。第2状態を越えた場合は、一旦車線変更を完了させた方が安全性の面で好適であるためである。

0054

なお第1状態、第2状態を基準にして進捗状態を3段階に分けて制御を異ならせる例を述べたが、例えば上記の第2状態のみを基準にして2段階でキャンセル操作時の制御を選択する例も考えられる。また進捗状況を4段階以上で判定して、キャンセル操作時の制御を選択するようにしてもよい。
また第1状態、第2状態の具体的な定義は各種考えられる。

0055

実施の形態のドライバ意思判定処理(S105)では、車線変更提案に対して運転者が何も操作せずに所定時間を経過したら、車線変更に同意と判定することとした。このように同意操作を必要としないことで運転者の操作を簡略化でき、自動運転中の快適性を増すことができる。
但し、同意操作を求めるようにしてもよい。同意操作は所定のスイッチ操作等でもよいが、ウインカーレバーの車線変更方向への操作とすれば、これも運転者にとってわかりやすいものとできる。つまり、ウインカーレバーの車線変更方向への操作は「同意」、逆方向への操作は「非同意」としてもよい。

0056

なお本発明は以上の実施の形態の構成や処理、変形例に限定されず、さらに各種の変形例が考えられる。

0057

1…車両制御システム、2…撮像部、3…画像処理部、4…メモリ、5…運転支援制御部、5a…車線変更機会判定部、5b…運転者意思判定部、5c…車線変更制御部、10…センサ類、11…ナビゲーションシステム、12…操作部、21…発音制御部、22…表示制御部、23…エンジン制御部、24…トランスミッション制御部、25…ブレーキ制御部、26…ステアリング制御部、27…ランプ制御部

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