JP6933638B2 - 車両制御装置、車両および車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転車の制御のための車両制御装置、車両及び車両制御方法に関するものであり、具体的には、先行車両への追従制御技術に関する。

車両の自動運転は、車両の周囲の環境を検知し、その検知結果に基づいて車両の進む軌道を決定する走行計画と、その軌道へ車両を実際に進行させる運転制御によって実現される。例えば、自動運転により、当該車両を、先行車両に追従し、その先行車両が走行している軌道に沿って走行するよう制御することができる。

先行車両に追従する制御では、先行車両が横方向（車両の車幅方向）に移動する場合に、その移動に伴って追従車両を横方向に移動させることとなる。すなわち、例えば先行車両が対向車線側へ移動する場合、車両が、その先行車両に追従して対向車線側へ移動してしまいうる。これに対して、特許文献１には、先行車両が車線境界線を超えて移動する場合には、追従制御を終了する手法が記載されている。

特開２０１６−１６２１９６号公報

自動運転には幾段階かの自動化レベルがあり、追従走行を行う場合にもその最中に自動化レベルの切り替えが行われることがある。先行車両の横方向への移動を検知した場合には、追従制御を唐突に終了させると運転者がそれに即応することが困難な場合があるため、自動化レベルに応じて運転者の注意を喚起し、自動運転レベルを下げていく。逆に、先行車両が安定した走行をしている場合には、先行車両の追従走行ができる程度に自動化レベルをあげていく。

車両の横方向への移動はその走行環境に応じて行われることもあり、走行環境によっては横移動が発生し易いこともある。そのような場合には先行車両の横移動に伴う自動化レベルの変化が生じやすい。自動化レベルの変化は運転者への注意喚起を伴い、運転者の煩雑さや、運転者をはじめとする乗員の違和感を生じさせる。

本発明は、上記従来例に鑑みてなされたもので、先行車両に追従する制御を行う自動運転車両において、運転者への適切な注意喚起を行うことを目的とする。そしてそれにより、車両の使用者が受ける煩雑さや違和感を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、
車両制御装置であって、
先行車両の横移動と、道路形状および当該道路に隣接する状況およびレーンマークの少なくともいずれかとを含む周辺の情報を取得する取得手段と、
前記情報に基づいて先行車両を追従する追従制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、運転者による運転の準備が必要な第１運転状態と、運転の準備を必要としない第２運転状態のいずれかで車両の走行を制御し、
前記先行車両の挙動の量が所定の閾値を超えれば前記第１運転状態で制御し、越えなければ前記第２に運転状態で制御し、
前記閾値を、走行している道路形状及び当該道路に隣接する状況及びレーンマークの種別、および道路の車線減少または幅員減少を示す情報、またはそれらの少なくともいずれかに基づいて変更する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。

本発明によれば、先行車両に追従する制御を行う自動運転車両において、運転者への適切な注意喚起を行うことができる。そしてそれにより、車両の使用者が受ける煩雑さや違和感を軽減することができる。

実施形態に係る車両用制御装置のブロック図。 追従走行の例を示す説明図。 走行制御処理を示すフローチャート。 横移動の閾値設定処理の第1の実施形態を示すフローチャート。 横移動の閾値設定処理の第２、第３の実施形態を示すフローチャート。 横移動の閾値設定処理の第４、第５の実施形態を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでするものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

また以下の実施形態は車両が左側通行であることを前提としている。すなわち、右側とは対向車線側、左側とは路肩側と言い換えることができる。そのため、車両が右側通行となる交通環境の下では、左側が対向車線側、右側が路肩側となるので、以下の実施形態は右と左とを入れ替えて読まれるべきである。

［第一実施形態］
●自動運転車両の構成
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、車両１を制御するための、本実施形態に係る車両制御装置のブロック図を示す。なお、車両制御装置が車両１の内部に備えられているものとして説明を行うが、車両制御装置は、車両１の外部に存在してもよく、車両１との間で通信を行うことによって車両１を制御するようにしてもよい。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。なお、車両１は、二輪車等の四輪以外の車両であってもよい。

図１の車両制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部でフロントウィンドウの車室内側に取り付けられる。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

検知ユニット４２は、Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ（ＬＩＤＡＲ：ライダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。

入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

このほか、図示しないものの、車両１には、運転者がステアリングホイール３１を把持していることを検知するハンドル把持センサや、運転者の顔画像を撮影するなどして視線の向きを特定し、車両の前方又は周囲を監視していること検知する運転者モニタが備わる。例えばＥＣＵ２０は、それらセンサやモニタの検知結果から、運転者が自動運転レベルに応じて課せられたタスク（周辺監視タスクあるいはハンドル把持タスクなど）を遂行しているか否かを判断することができる。

●追従走行の制御の概要
本実施形態の車両制御装置は、ＥＣＵ２０において、カメラ４１とライダ４２とレーダ４３との少なくともいずれかによって得られた周囲の環境の情報に基づいて、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。本実施形態では、車両１は、同じ車線を走行する先行車両に追従して走行する。すなわち、車両１は、先行車両が走行した軌跡に沿って走行するように、加減速及び操舵制御を実行する。そして、車両１は、このような追従制御が行われている間に、先行車両が所定の閾値を越えて横方向（車両の進行方向に対して交差する左右方向や車幅方向）に移動した場合またはそれが予測される場合に、運転者に対して、例えば周辺監視タスクやハンドル把持タスク等の所定のタスクを実行することを要求する。なお、車両１は、このような所定のタスクの実行要求に代えて、あるいは実行要求と併せて、自動運転のレベルを下げてもよい。本例では、自動運転のレベル下げに際してタスクを要求するものとする。この場合、先行車両への追従制御を終了することを決定するまでは、少なくとも横方向での追従制御を継続する。これは、先行車両が所定の閾値を越える横方向への移動が検出または予測される場合は、追従制御が終了する状態へと移行することが想定されるため、事前に運転者に対して一定の行動をとらせるために行われる。これによれば、仮に先行車両がそのまま横移動を継続して車線変更等を行ったとしても、運転者が周辺監視タスクやハンドル把持タスクを実行している状態になっているため、追従制御を終了して運転者にスムーズに制御を移管することができる。

一方で、先行車両が例えば障害物を回避するために横移動をしていた場合などでは、先行車両は最終的に走行車線に戻ってくることが想定される。この場合、先行車両への追従制御を継続しているため、車両１において、先行車両に追従した横方向制御が実行される。これによれば、運転者が所定のタスクを実行し又は自動運転のレベルは下がっているものの、車両１は自動で運転されるため、運転者には、十分に小さい運転負担のみが課されることとなり、全体としての運転者の運転負担を抑えることが可能となる。また、例えば、追従制御によっては避けられない障害物等が存在する場合であっても、運転者が周辺監視やハンドル把持を行っているため、その障害物を運転者が認識して回避することが可能となる。なお、所定の閾値としては、本実施形態においては、道路幅方向に定めた基準位置からの先行車の横移動の量を定めて、その値を用いる。基準となる位置は、例えば車線を定める車線境界線（レーンマークとも呼ぶ）の中央や、または追従車両の幅方向の中央の位置などであってよい。このほかにも、一方の車線境界線を基準としてそこから所定距離の位置としてもよい。また車線境界線に代えて、植栽やガードレールなどによって定まる走路境界を利用してもよい。さらに本実施形態では、閾値を固定せず、走行中の道路などの周辺環境に応じて変化させることで、運転者に対して早めに注意喚起したり、逆に頻繁な注意喚起を抑制したりといった、適切な自動運転レベルの変更を実現する。

図２に追従制御を行っている際の様子を示す。図２（Ａ）は、基準位置として車線中央を採用した場合の例である。走行車線は、左側の車線境界線２１１と右側の車線境界線２１２とにより区分されている。車線境界線２１１の左側は路肩２１３であり、車線境界線２１２の右側は隣接する同方向への走行車線である。ただし路肩２１３に代えて隣接する車線の場合もあるし、車線境界線２１２の右側が対向車線であることや、或いは路肩であることもあり得る。車両２０１（以下、追従車両２０１とも呼ぶ）は、図１の構成を有する自動運転車両であり、先行する車両２０２（先行車両２０２とも呼ぶ）に対して追従制御を実行している。図２（Ａ）では、先行車両２０２の横移動の基準位置２２１は、道路幅の中央位置、すなわち車線境界線２１１と車線境界線２１２との中央である。この位置は例えば、カメラ４１で撮影した画像から左右の車線境界線（以下、境界線とも呼ぶ）を特定し、その中央を決めればよい。なおカメラ４１で撮影した画像内の２点間の距離は、当該点までの距離がわかれば特定できる。そこで、先行車両２０２の後端までの距離をレーダ４３等で計測し、先行車両２０２の車幅の中央部を画像中で特定しておけば、基準位置に対する先行車両２０２の横移動の量を画像から特定することができる。なお道路幅の中央位置２２１を決めるために、たとえば地図情報から走行している位置における車線幅を取得し、左右いずれかの境界線から車線幅の半分の距離を車線の中央方向へずらした位置を基準位置としてもよい。このようにして基準位置と先行車両の幅方向の中央位置２２２（これを先行車両の位置と呼ぶこともある）との差を、先行車両の横移動の量２２３として特定する。この量を閾値と比較して自動運転のレベルを変更するなど、追従走行の制御を行う。

図２（Ｂ）は、横移動の基準位置として、追従車両２０１の幅方向の中央位置を採用する例を示す。追従車両２０１の幅方向の中央位置は、例えばカメラ４１で撮影した画像中においては、カメラの設置位置と、中央位置を決めたい先行車２０２の後端までの距離とに応じて特定できる。例えばカメラ４１が車体の幅方向の中央に正面（直進方向）を向けて設置されていれば、撮影した画像の横方向の中央線が、追従車両２０１の幅方向の中央に相当する。またカメラ４１の取り付け位置が車両の幅方向の中央から左右にオフセットしている場合には、先行車両２０２までの距離と、カメラ４１のオフセット量とから、追従車両２０１の中央をその前方に向けて延長した位置を画面上で特定できる。この位置が図２（Ｂ）における基準位置２３１であり、これを基準として先行車両２０２の横移動の量２３３を決定できる。

●車両追従制御
図３に、例えばＥＣＵ２０によって実行される車両追従制御の手順の一例を示す。図３の前提として、本実施形態では、追従走行は、二つの自動運転レベルで行われる。一つは運転者がステアリングホイールから手を離すハンズオフが許されるレベル（これを高レベル或いは第二運転状態と呼ぶ）であり、もう一つはステアリングホイールを保持するハンズオンが課せられたレベル（これを低レベル或いは第一運転状態と呼ぶ）である。自動運転のレベルにはさらに下位のレベルもあるが、当該レベルでは追従運転は行われない。なおハンズオンしていることの判定は、前述したステアリング把持センサの検知信号に基づいて行える。第１運転状態では、ハンズオンを要求し、運転者に直ちに運転を引き継ぐことができるよう運転の準備が必要とされる。一方第２運転状態ではハンズオフが許され、運転者が直ちに運転を引き継げなくともよい。

まず、先行車両及び走行路に関する情報を取得する（Ｓ３０１）。取得する情報には、たとえば、カメラ４１で撮影した画像データや、サーバから取得した地図情報、レーダ４３で取得した先行車両までの距離情報などがある。特に画像データにおいては先行車と車線境界線とが重要であり、画像からそれらのオブジェクトが認識される。そして取得した情報に基づいて先行車両の挙動が特定される（Ｓ３０３）。ここでは、挙動のうちの特に道路幅方向の移動、すなわち横移動に着目する。そのために、取得した情報に基づいて、基準位置２２１（走行している車線の中央）または基準位置２３１（車両２０１の中央）を画像中で特定し、先行車両の中央位置２２２との距離を特定する。この距離のことを横移動量あるいは単に移動量と呼ぶ。

次に現在の自動運転のレベルを判定する（Ｓ３０５）。自動運転レベルが高レベルすなわちハンズオフが許されているならステップＳ３０７に分岐する。一方、自動運転レベルが低レベルすなわちハンズオフが許されていないならステップＳ３１７に分岐する。高レベルと判定された場合には、移動量が閾値を超え、かつそれが一定時間継続しているか判定する（Ｓ３０７）。この判定のためには、たとえば継続時間を示すカウンタ等を設けておき、移動量が閾値を超えたならそのカウンタに、例えば後述するステップＳ３１５における待機時間を加算する。そして、このカウンタは、移動量が閾値内であれば０にリセットされる。ステップＳ３０７では、移動量が閾値を超えており、かつこのカウンタ値が所定の時間を超えたと判定すれば、ステップＳ３０９に分岐する。所定の時間は例えば１秒あるいは数秒でもよい。また移動量と比較される閾値は、例えば９０センチメートルなどの標準値を基として、後述する図４乃至図６の手順で与えられる。なお図３は処理ループを形成しているが、マルチタスク環境で実行されることで、ＥＣＵ２０は、ステップＳ３１５やその他のクリチカルでないタイミングで他のタスクを並列に実行することができる。

移動の閾値超えが一定時間継続した場合には、自動運転のレベルを下げるために、まず運転者に対して所定のタスクの実行を車両から要求する（Ｓ３０９）。このタスクは、例えばハンズオンであり、ステアリングホイールの把持である。またこの要求は、例えば音声出力や表示出力、シートの振動などで実現されてよい。その後運転者がタスクを実行したか判定する（Ｓ３１１）。タスクの実行のためには一定時間必要なので、ステップＳ３１１を一定時間繰り返し、その時間内にタスクが実行されたか判定することが望ましい。タスクが実行された場合には、自動運転レベルを低レベルに下げ、ハンズオンが必要なレベルに遷移させる。ハンズオンが必要なレベルでは、ステアリング把持センサにより、運転者がステアリングを把持しているか継続的にチェックしてよい。この場合、追従走行は係属される。一方、一定時間内にタスクが実行されないと、危険回避動作を実行する（Ｓ３２５）。危険回避動作は例えば走行中の車線内での車両の停止や、路肩を検知できた場合には、路肩へ寄せての停車であってよい。その後、所定時間待機し、ステップＳ３０１から繰り返す（Ｓ３１５）。所定時間は例えば０．１秒などであってよい。なお、ハンズオンの自動運転ベルで走行中に運転者がステアリングホイールを把持していないと判定した場合には、運転者への警告を経て、応じない場合には危険回避動作を行ってよい。

一方ステップＳ３０５で自動運転レベルが低レベルと判定され、ハンズオフが許されていない場合には、先行車両の移動量が閾値内で一定時間継続しているか判定する（Ｓ３１７）。この判定は、移動量が閾値内である点で相違するものの、「閾値超え」を「閾値内」と読み替えて、ステップＳ３０７と同じ要領で実現できる。先行車両の移動量が閾値内で一定時間継続していると判定した場合には、自動運転レベルを上げてハンズオフが許された高レベルへと移行する（Ｓ３１９）。高レベルではステアリング把持センサが、ステアリングの不把持を検知してもそのまま追従走行を継続する。その後ステップＳ３０７に遷移して、新たな自動運転レベルにおける追従走行の制御を実行する。一方ステップＳ３１７で、先行車両の移動量が閾値内で一定時間継続していないと判定した場合には、現在の走行レベルを維持する（Ｓ３２１）。その後、ステップＳ３１５へと分岐する。

なお図３は追従制御を既に行っていることを前提とした制御である。追従制御を行っていない状態から追従制御を開始する際には、ステップＳ３１９において、自動運転レベルを、ハンズオンが必要であり、かつ追従制御を行うレベルに設定して、追従制御を開始すればよい。以上のようにして追従制御を行う自動運転レベルの上げ下げを制御する。

●横移動の閾値の設定
図４は本実施形態に係る、図３のステップＳ３０７、Ｓ３１７で参照される閾値の設定手順である。図４の手順は例えばＥＣＵ２０により図４の手順と並列に実行されてよい。まず周囲に関する状況を取得する（Ｓ４０１）。このステップでは、取得する情報は図３のステップＳ３０１と同様でよいが、着目する情報が相違する。このステップでは、たとえば地図情報から得た、まさに走行中のカーブの曲率や、カーブが右曲がりか左曲がりかの別、左側に路肩であるか否か、などに着目する。さらに、画像データから得られる、先行車の横への移動が右か左か、車線境界線（レーンマークとも呼ぶ）の種類などに着目する。

次にまず現在の走行路がカーブであるか判定する（Ｓ４０３）。たとえば道路の曲率が一定値以上である場合にカーブであると判定される。道路の曲率は地図情報から取得してよい。あるいは、ＬｉＤＡＲで取得した点列データから道路の輪郭（例えばガードレールからガードレールまでの間の走路）を検出し、その輪郭に基づいて道路の曲率を決定してもよい。或いは、カメラで得た画像とレーダ４３で特定した路面の距離の分布から、車線境界線を平面に投影した場合の曲率を計算してもよい。また判定の閾値となる一定値は、たとえば走行中にカーブ内側によりがちとなる程度の曲率を実験的に求めてその値を用いてもよい。さらに曲率のみならず、その曲率が続く距離を判定の基準に加えてもよい。例えば走行中の道路の曲率が一定の曲率を超えていても、その距離が小さければカーブに伴う横移動も小さくなると考えられる。そこで地図情報からカーブの続く距離を取得し、曲率が一定の曲率を超え、かつそれが一定の距離を超えたならカーブと判定してもよい。なお曲率が大きいほどカーブの半径は小さい。

ステップＳ４０３で、走行中の道路がカーブと判定した場合には、横移動量の閾値を、閾値（小）に設定する（Ｓ４１７）。その後ステップＳ４０１に戻る。閾値（小）とは、標準の閾値よりも小さい閾値である。たとえば標準の閾値値（閾値（標準）と示す）を０．９メートルとすれば、閾値（小）は例えばその半分程度の０．５メートルであってよい。もちろんこれらの数値は一例であって、走行する道路幅や或いは車幅等に応じて標準値を変えてもよい。閾値を小さくするということは、横移動に対する感受性が高くなり、先行車両の横移動に応じて自動運転のレベルを下げやすい、ということを意味する。カーブの走行中は中心側に横移動しやすく、曲率が大きいほどその傾向は顕著になると考えられる。そこで曲率が大きい（すなわち半径が小さい）カーブでは、直線よりも小さな横移動で、自動運転レベルを下げることになる。これにより、先行車両の車線の逸脱の可能性をより早く検知し、意図から外れた追従を防止できる。

一方ステップＳ４０３で走行中の道路がカーブではないと判定した場合には、走行中の車線の左側が路肩であるか判定する（Ｓ４０５）。この判定はたとえが地図情報に基づいて行ってよい。路肩であると判定した場合には、先行車両が左側へ移動しているか判定する（Ｓ４０７）。ここでは、例えば先行車両の中心位置２２２が基準位置２２１または２３１から左側へずれていることを検知した場合に左側への移動があると判定してよい。あるいは時間的な遷移を測定してもよい。たとえば、一定時間にわたる横移動量が、左側へ向けて漸増していれば左側へ移動していると判定してもよい。ステップＳ４０７で先行車両が左側へと移動していると判定した場合には、先行車両が、所定の値を超えた減速度で減速しているか判定する（Ｓ４１９）。この判定は例えばレーダ４３で測定した先行車両の速度に基づいてよい。減速していると判定した場合には、横移動量の閾値を閾値（小）に設定する（Ｓ４１７）。これにより路肩への停車が予測される状況では、早めに運転者に注意喚起して、追従走行の停止に備えることができる。ステップＳ４１９で、先行車は所定の値を超えた減速度で減速してはいないと判定した場合には、ステップＳ４０１へ戻る。

ステップＳ４０７で、先行車両が左側へ移動しているとは判定されない場合、現在の車線の右側は、現在の進行方向への走行車線であるか判定する（Ｓ４０９）。現在の進行方向への走行車線であると判定した場合には、先行車両は右側へ移動しているか判定する（Ｓ４１１）。この判定はステップＳ４０７と左右を入れ替えて同じ要領で行ってよい。右側へ移動していると判定した場合には、横移動量の閾値を閾値（小）に設定する（Ｓ４１７）。これにより、先行車両の車線変更を早めに予測し、運転者へ注意喚起して対応させることができる。

ステップＳ４１１で右移動でないと判定した場合には、画像から左右のレーンマークの種類を判定する（Ｓ４１３）。左右いずれかが白破線であれば、ステップＳ４１７へ分岐して横移動量の閾値を閾値（小）に設定する。これにより、車線変更を早めに予測し、運転者へ注意喚起して対応させることができる。なお、この場合には、横移動量の閾値を左右別々に持ち、白破線の側のみ、横移動量の閾値を閾値（小）に設定してもよい。

ステップＳ４１３でレーンマークが左右とも白線以外であると判定した場合には、横移動量の閾値を、走路幅すなわち左右のレーンマークで挟まれた車線幅に応じた値に設定する（Ｓ４１５）。例えば、車線幅が標準（例えば３．５メートル）であれば、標準の横移動量の閾値（例えば０，９メートル）とする。そしてそれを基準として、車線幅に比例した横移動量の閾値を設定すればよい。これにより、幅の広い車線を走行している場合には、横移動の許容量を大きくし、狭い車線を走行している場合には、許容量を小さくできる。

以上の構成及び手順により、本実施形態では、先行車両が同一車線を走行する意志があるにも関わらず横移動してしまう場合には、自動運転のレベルを下げにくい閾値を設定する。逆に、先行車両が車線移動や停車の意図を持つ可能性がある場合には、できるだけ早くそのことを検知して、運転者に対して注意喚起を行える。注意喚起を受けた運転者はステアリングホイールを持ち、手動による自動運転のオーバーライドや手動運転への切り替えに備えることができる。

［第二実施形態］
第二の実施形態は、第一の実施形態と横移動の閾値の設定の仕方が異なる。本実施形態では、第一実施形態において図４の手順で行われた各基準の判定のうち、カーブの曲率を基準として採用し、横移動量の閾値を決定する。図５（Ａ）はカーブ曲率を基準とした閾値決定の手順を示す。図４では、走行するカーブの曲率を、所定の曲率と比較して横移動量の閾値を大または小のいずれかに決定していたが、図５（Ａ）では、周囲の状況に関する情報を取得すると（Ｓ５０１）、走行するカーブの曲率に応じて横移動量の閾値を決定する（Ｓ５０３）。たとえば、曲率と閾値との対応づけを予め決めておき、走行するカーブの曲率と、決めておいた対応づけとに基づいて横以上の閾値を決定すればよい。対応づけは、たとえば曲率が大きいほど閾値を小さくし、先行車両の横移動に対して自動運転レベルが下がりやすくしてよい。このようにして、カーブ走行時の車線からの逸脱をより早く検知し、マニュアル運転による走行ラインの修正や追従走行の終了に備えることができる。なお図１乃至図３については第一実施形態と共通であるので説明を省略する。

［第三実施形態］
第三の実施形態は、第一の実施形態と横移動の閾値の設定の仕方が異なる。本実施形態では、第一実施形態において図４の手順で行われた各基準の判定のうち、カーブの内外を基準として採用し、横移動量の閾値を決定する。図５（Ｂ）はカーブの内外を基準とした閾値決定の手順を示す。図５（Ｂ）は、図４のステップＳ４０１に対応するステップＳ５１１を実行し、その後、現在走行している車線がカーブの外周側か内周側か、いずれであるか判定する（Ｓ５１３）。この判定は地図情報と現在の進行方向とに基づいて行えばよい。外周側すなわちカーブの弧の外側の車線を走行中であれば、横移動量の閾値を、標準の閾値よりも大きな閾値（大）に設定する（Ｓ５１５）。これにより自動運転レベルの変化は、横移動に対する感受性が低くなる。一方、走行するカーブが内周側であれば、横移動の閾値として閾値（標準）を設定する（Ｓ５１７）。このようにして、カーブ走行時の車線からの逸脱をより早く検知し、マニュアル運転による走行ラインの修正や追従走行の終了に備えることができる。なお図１乃至図３については第一実施形態と共通であるので説明を省略する。これによりカーブの外周側を走行中には、自動運転レベルの変更は、横移動に対する感受性が低くなる。カーブでは内側に切れ込みやすいので、特にカーブの外周側を走行中には、直進時に比べて大きな先行車両の横移動量を許容し、自動運転レベルを下げ難くする。こうして車線変更等の意図が無くても横移動しやすいカーブでは、運転者への注意喚起を生じにくくして自動運転の安定を図ることができる。なお内周側では閾値の値を変更しない理由は、外周側よりも半径が小さくなり、より運転者の注意を要すると考えられるためである。また本実施形態のバリエーションとして、外周側ならステップＳ５１５において標準の閾値を設定し、内周側ならステップＳ５１７において小さな閾値を設定してもよい。あるいは、外周側ならステップＳ５１５において大きな閾値を設定し、内周側ならステップＳ５１７において小さな閾値を設定してもよい。

［第四実施形態］
第四の実施形態は、第一の実施形態と横移動の閾値の設定の仕方が異なる。本実施形態では、第一実施形態において図４の手順で行われた各基準の判定のうち、走行中の車線が、路肩や走行車線に隣接していることを基準として採用し、横移動量の閾値を決定する。図６（Ａ）では、図４のステップＳ４１３〜Ｓ４１９、Ｓ４２３、Ｓ４２５，Ｓ４１１に相当する処理が実行されている。ただし、ステップＳ６１７（ステップＳ４１９に相当）で、右に移動していないと判定された場合には、横移動量の閾値として標準的な閾値を設定する（Ｓ６１９）。これにより路肩への停車が予測される状況では、早めに運転者に注意喚起して、追従走行の停止に備えることができる。さらに、先行車両の車線変更を早めに予測し、運転者へ注意喚起して対応させることができる。

［第五実施形態］
第五の実施形態は、第一の実施形態と横移動の閾値の設定の仕方が異なる。本実施形態では、図６（Ｂ）の手順で横移動の閾値が設定される。図６（Ｂ）において、まず周囲の状況に関する情報を取得すると、レーンマークが二重破線であるか判定する（Ｓ６３１）。二重破線であれば横移動量の閾値としてより小さな閾値を設定する（Ｓ６３３）。これにより、先行車が車線変更する可能性を早期に推定し。運転者にハンズオンを促して追従走行が終了しても迅速に対応させることができる。このほか、図４のＳ４２７に相当する処理を実行して、車線幅に応じた横移動の閾値を設定するようにしてもよい。なお横移動の閾値設定のための基準は上記の説明には限られず、車線変更や停車を予期させる動きを検知して早期に自動運転レベルをハンズオンに変更したり、逆に車線変更や停車をしにくい状況を検知してハンズオフの自動運転ベルを維持したりすることができる。

［そのほかの実施形態］
上記実施形態では、閾値を固定せず、走行中の道路などの周辺環境に応じて変化させることで、運転者に対して早めに注意喚起したり、逆に頻繁な注意喚起を抑制したりといった、適切な自動運転レベルの変更を実現する例を説明した。その変形例として、以下の情報があった場合には、その情報を優先して、先行車の横移動量の判定しきい値を小さくしてもよい。しきい値の小さく仕方は、たとえばしきい値が段階的に設定されるのであれば、段階を追って順次小さくしてよい。
１）自車線＋隣接車線の工事等による車線減少情報＋その標識：
この情報は、たとえばカメラ４１により撮影した画像から得たり、あるいは通信で取得することができる。またライダ４２によりガードレールが認識され、それによって車線が減少していることを認識するなどによってもこの情報を取得できる。幅が狭くなれば特に横移動に関して運転者による注意が必要なことが閾値を下げる理由である
２）道路形状が所定以下の（狭い）幅員となる場合：
この情報は、たとえばカメラ、ライダや地図に基づいて言取得される情報である。この場合にも、幅員が所定幅以下になったなら、閾値を一段階小さくする。この場合（１）と同じ理由で閾値を下げる。
３）法定速度情報に基づくしきい値：
この情報は、たとえばカメラにより撮影した標識や、地図情報から得られる。この場合、低車速であれば低いしきい値で感度良く先行車逸脱を検出する。なおこの「低車速」についても所定の速度を設定し、それを下回ると閾値を1段階下げるものとしてよい。これは、たとえばカーブなどがあり、幅員が狭い環境では、より注意を要するため、法定速度が下がる傾向があるため、特に横移動に関して運転者による注意が必要なことが理由である。
４）車線減少の標識：
この情報は、たとえばカメラの撮影画像や地図から得ることができる。例えば、片側２車線の左側車線を走行中に、右側の車線がなくなる標識が検出されたら、右への横移動をより検知しやすくするため、小さいしきい値へ変更する。これは左側についても同様である。

このように、道路の車線減少や幅員減少を示す情報あるいはそれを予告する情報が得られた場合にも、それに基づいて、先行車両の横移動に対して自車両の自動運転レベルを下げる閾値を小さくすることで、運転者が注意喚起をより早いタイミングで行うことができる。

●実施形態のまとめ
以上のように、道路形状及び当該道路に隣接する状況及びレーンマークの種別またはそれらの少なくともいずれかに基づいて、先行車両の共同の量すなわち横移動量の閾値を変更することができる。それにより、道路環境に基づき、過剰な運転状態の遷移を抑制することができ、安定的に自動運転を提供することが可能となる。

（１）本発明の第１の側面によれば、
車両制御装置であって、
先行車両の横移動と、道路形状および当該道路に隣接する状況およびレーンマークの少なくともいずれかとを含む周辺の情報を取得する取得手段と、
前記情報に基づいて先行車両を追従する追従制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、運転者による運転の準備が必要な第１運転状態と、運転の準備を必要としない第２運転状態のいずれかで車両の走行を制御し、
前記先行車両の挙動の量が所定の閾値を超えれば前記第１運転状態で制御し、越えなければ前記第２に運転状態で制御し、
前記閾値を、走行している道路形状及び当該道路に隣接する状況及びレーンマークの種別、および道路の車線減少または幅員減少を示す情報、またはそれらの少なくともいずれかに基づいて変更する
ことを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、道路環境に基づき、過剰な遷移を抑制することができ、安定的に自動運転を提供することが可能となる。

（２）本発明の第２の側面によれば、
（１）に記載の車両制御装置であって、
前記道路形状とはカーブの曲率であり、
前記制御手段は、前記曲率がより大きい場合には、小さい場合に比べて前記閾値をより小さくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、カーブ走行時の逸脱をより早く検出し、状態遷移をさせることが出来る。

（３）本発明の第３の側面によれば、
（１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記道路形状とはカーブの内周側か外周側かの別であり、
前記制御手段は、外周側に比べて内周側では前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、カーブ内周側への逸脱を許容し、安定的な自動運転を提供することが可能となる。

（４）本発明の第４の側面によれば、
（１）乃至（３）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記道路に隣接する状況とは、走行している車線の一方の側が他の走行車線であり、他方の側が路肩である状況であり、
前記制御手段は、前記先行車両が前記一方の側へ移動する場合には前記閾値を小さくし、
前記先行車両が前記他方の側へ移動する場合には前記閾値を大きくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、路肩への移動よりも隣接車線への移動を速めに検出することが可能となる。

（５）本発明の第５の側面によれば、
（４）に記載の車両制御装置であって、
前記制御手段は、前記先行車両が前記他方の側へ移動する場合に、前記先行車両が減速していた場合には前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、路肩への移動が意図的であるか否かを減速状態から推定することが可能となる。

（６）本発明の第６の側面によれば、
（１）乃至（５）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記制御手段は、走行している車線のレーンマークが二重破線である場合には、そうでない場合に比べて、前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、車線変更などの意図的な横移動の可能性が高ければ、早いタイミングで車線変更を検知できる。

（７）本発明の第７の側面によれば、
（１）乃至（５）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記制御手段は、走行している車線のレーンマークが白破線でない場合には、白破線である場合に比べて、前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、車線変更などの意図的な横移動の可能性が高ければ、早いタイミングで車線変更を検知できる。

（８）本発明の第８の側面によれば、
（１）乃至（７）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
走行している車線をはさむレーンマークの間の距離が大きい場合には、小さい場合に比べて、前記閾値を大きくすることを特徴とする車両制御装置が提供される。
これにより、車線幅が広ければ大きな横移動を許容して安定した運転状態を維持できる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１ 車両、２ 制御ユニット、２０ ＥＣＵ、２０１ 追従車両、２０２ 先行車両、２１１ 車線境界線、２１２ 車線境界線、２１１ 車線境界線、２２１ 車線中央位置、２２２ 先行車両中央位置、２２３ 横移動量

Claims (10)

1. 車両制御装置であって、
   先行車両の横移動と、道路形状および当該道路に隣接する状況およびレーンマークの少なくともいずれかとを含む周辺の情報を取得する取得手段と、
   前記情報に基づいて先行車両を追従する追従制御を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、運転者による運転タスクが必要となる第１運転状態と、運転タスクが緩和される第２運転状態のいずれかで車両の走行を制御し、
   前記先行車両の挙動の量が所定の閾値を超えれば前記第１運転状態で制御し、越えなければ前記第２運転状態で制御し、
   前記閾値を、走行している道路形状及び当該道路に隣接する状況及びレーンマークの種別、および道路の車線減少または幅員減少を示す情報、またはそれらの少なくともいずれかに基づいて変更する
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記運転タスクは、ステアリングホイールの操作を含み、
   前記制御手段は、前記第２運転状態から前記第１運転状態に遷移すると、
   一定時間内にステアリングホイールの操作の有無を検出し、
   前記一定時間内にステアリングホイールの操作が検出されない場合は、回避動作を実施する
   ことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記道路形状とはカーブの曲率であり、
   前記制御手段は、前記曲率がより大きい場合には、小さい場合に比べて前記閾値をより小さくすることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記道路形状とはカーブの内周側か外周側かの別であり、
   前記制御手段は、外周側に比べて内周側では前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記道路に隣接する状況とは、走行している車線の一方の側が他の走行車線であり、他方の側が路肩である状況であり、
   前記制御手段は、前記先行車両が前記一方の側へ移動する場合には前記閾値を小さくし、
   前記先行車両が前記他方の側へ移動する場合には前記閾値を大きくすることを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項５に記載の車両制御装置であって、
   前記制御手段は、前記先行車両が前記他方の側へ移動する場合に、前記先行車両が減速していた場合には前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記制御手段は、走行している車線のレーンマークが二重破線である場合には、そうでない場合に比べて、前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記制御手段は、走行している車線のレーンマークが白破線でない場合には、白破線である場合に比べて、前記閾値を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   走行している車線をはさむレーンマークの間の距離が大きい場合には、小さい場合に比べて、前記閾値を大きくすることを特徴とする車両制御装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    前記制御手段は、前記第１運転状態と前記第２運転状態とのいずれにおいても、同一の車線を走行している先行車両を追従する追従制御を行うことを特徴とする車両制御装置。

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