運転支援装置
【課題】自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくする。
【解決手段】運転支援装置１は、自車両の車線変更の際に運転を支援する装置であって、車車間通信装置１０または車両センサ１１により車線変更先の車線における交通状況が取得され、制御ＥＣＵ２０は、取得された交通状況に基づき、自車両の車線変更が、車線変更後における自車両の後続車両に与える影響を予測し、自車両の後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測し、車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、自車両の車線変更可否を判定する。これにより、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【解決手段】運転支援装置１は、自車両の車線変更の際に運転を支援する装置であって、車車間通信装置１０または車両センサ１１により車線変更先の車線における交通状況が取得され、制御ＥＣＵ２０は、取得された交通状況に基づき、自車両の車線変更が、車線変更後における自車両の後続車両に与える影響を予測し、自車両の後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測し、車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、自車両の車線変更可否を判定する。これにより、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両が車線変更しようとするときに、車線変更先の前方車及び後方車との距離及び相対速度に基づいて自車両の車線変更可否を判断し、さらに、自車両の走行支援に必要な信号を生成することにより自車両の制御を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、自車両の車線変更に伴う車線変更先の交通流への影響が考慮されていないので、自車両が車線変更することにより、車線変更先の交通流に大きな影響を与える可能性があった。交通流の乱れは、渋滞の発生要因となったり、交通流中の各車両の燃費悪化の原因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能な運転支援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】
【０００６】
本発明の運転支援装置は、自車両の車線変更の際に運転を支援する運転支援装置であって、車線変更先の車線における交通状況を取得する車線変更先交通状況取得手段と、車線変更先交通状況取得手段により取得された交通状況に基づき、自車両の車線変更が、車線変更後における自車両の後続車両に与える影響を予測する後続車両影響予測手段と、自車両の後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する交通流影響予測手段と、車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、自車両の車線変更可否を判定する車線変更可否判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の運転支援装置では、車線変更先の交通状況に基づき、自車両が車線変更した場合における後続車両への影響が予測される。また、後続車両に与えられた影響が車線変更先の交通流に与える影響が予測される。さらに、車線変更先の交通流への影響に基づき自車両の車線変更可否が判断されるので、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の運転支援装置では、車線変更先交通状況取得手段は、車線変更先を走行する複数の車両との通信により取得した当該車両の速度の変動に基づき、車線変更先の交通状況として、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度を推定することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度が車線変更先の交通状況として推定されるので、車線変更前における車線変更先の交通状況が精度よく取得される。これにより、自車両の車線変更による車線変更先の交通流への影響の予測精度が向上する。
【００１０】
また、本発明の運転支援装置では、車線変更先交通状況取得手段は、交通状況に関する情報を集約しているデータベース、又は交通状況に関する情報を予め記憶しているデータベースから、車線変更先の交通状況として、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度を取得することとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、車線変更先を走行する車両と通信できない場合であっても、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度が車線変更先の交通状況として確実に取得される。従って、自車両の車線変更による車線変更先の交通流への影響を確実に予測することができる。
【００１２】
また、本発明の運転支援装置は、車線変更可否判定手段により車線変更可能と判定された場合に、車線変更先の交通流への影響が、運転支援を実施しない場合より小さくなるように、車線変更の運転支援制御を実施する車線変更支援制御手段を更に備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、車線変更を実施する際に、車線変更のための運転支援制御が実施されるので、円滑な車線変更が実現されると共に、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の運転支援装置は、車線変更可否判定手段により車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御を実施する車線変更抑制制御手段を更に備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御が実施されるので、確実に車線変更を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の運転支援装置によれば、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る運転支援装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】車線変更先に複数の通信車両が存在する場合における自車両と車線変更先の車両を示す図、及び車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。
【図４】車線変更した場合における自車両の速度変動を示す図、及び推定された後続車の速度変動の例を示す図である。
【図５】後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播される例を示す図、及び後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されずに、収束されながら伝播される例を示す図である。
【図６】第２実施形態における、制御ＥＣＵにおいて実施される車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】自車両が走行する車線において、自車両の前方に先行車両が走行している場合における、車線変更の可否判定を説明するための図である。
【図８】車線変更のための運転支援処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の運転支援装置の実施形態を示す構成図である。運転支援装置１は、車両に搭載され、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御することにより、運転者による車両運転を支援する装置である。より具体的には、運転支援装置１は、自車両の車線変更に際して、車線変更先の車線における交通流への影響を考慮した上で、車線変更の可否判断、及び車線変更のための運転支援を実施する装置である。
【００２０】
運転支援装置１は、図１に示すように、車車間通信装置１０、車両センサ１１、カーナビゲーション装置１２、方向指示器センサ１３、顔画像センサ１４、ステアリング操作センサ１５、加速度センサ１６、車速センサ１７、及び制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０を備える。また、運転支援装置１の制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御する。
【００２１】
車車間通信装置１０は、車線変更先に車車間通信可能な車両が走行している場合に、当該車両との通信により種々のデータの授受を行う装置である。本実施形態では、車車間通信装置１０は、車線変更先を走行する車両から、当該車両の速度、位置等の情報を受信する。
【００２２】
車両センサ１１は、車線変更先を走行する車両の速度及び自車両との相対位置等の情報を取得するための装置であり、例えば、カメラ等の撮像装置、ミリ波レーダ等により構成される。これにより、車両変更先を走行する車両との車車間通信が可能でなくとも、当該車両の速度、相対位置等の情報を取得することができる。
【００２３】
カーナビゲーション装置１２は、ＧＰＳから得られる自車両の位置情報及び地図データに基づいて、自車の現在位置や走行方向の検出及び目的地までの経路案内などを行う装置である。本実施形態では、カーナビゲーション装置１２は、道路の線形形状情報を取得する。取得された道路の線形形状情報は、車線変更意思の検出に用いられる。また、本実施形態のカーナビゲーション装置１２は、道路交通情報を管理するシステムとの通信が可能である。当該システムは、交通状況に関する情報を集約するデータベースを有すると共に、集約した各種の情報を送信するものであり、例えば、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）といったものが例示される。これにより、カーナビゲーション装置１２は、車線変更先の車線の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度等の情報を取得することができる。
【００２４】
方向指示器センサ１３は、運転者による方向指示器の操作を検出する装置である。方向指示器の操作に関する情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２５】
顔画像センサ１４は、自車両の運転者の顔画像を検出及び取得する装置である。本実施形態では、顔画像センサ１４により取得された顔画像に基づき、運転者の顔の向きや目線の方向といった情報が検出される。検出された情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２６】
ステアリング操作センサ１５は、運転者によるステアリングの操作を検出する装置である。ステアリング操作に関する情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２７】
加速度センサ１６は、自車両の加速度を検出する装置である。加速度センサ１６は、検出された加速度に関する情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００２８】
車速センサ１７は、自車両の速度を検出する装置である。車速センサ１７は、検出された速度に関する情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００２９】
制御ＥＣＵ２０は、各種装置１０〜１７から取得した情報に基づき、自車両の車線変更可否を判定すると共に、車線変更する場合における車線変更の運転支援制御及び車線変更不可能と判定された場合における車線変更抑制制御を実施する装置である。制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御することにより、運転者の車両運転を支援する。なお、各種装置１０〜１７及び制御ＥＣＵ２０は、本発明における車線変更先交通状況取得手段、後続車両影響予測手段、交通流影響予測手段、車線変更可否判定手段、車線変更支援制御手段及び車線変更抑制制御手段を構成する。
【００３０】
各種アクチュエータ３０は、アクセルペダルの制御、ブレーキペダルの制御、アクセル開度の制御、ブレーキの制御、ステアリングの制御等を行うための複数のアクチュエータを含む。各種アクチュエータ３０は、車線変更のための運転支援、及び車線変更を抑制するための運転支援を行うために、制御ＥＣＵ２０により制御される。
【００３１】
視聴覚表示装置４０は、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に各種情報を提供するための装置である。視聴覚表示装置４０は、例えば、ディスプレイ、ランプといった表示装置やスピーカ及びブザーといった報知装置により構成される。
【００３２】
次に、図２を参照して、制御ＥＣＵ２０において実施される処理内容を説明する。図２は、制御ＥＣＵ２０における車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、ステップＳ１において、制御ＥＣＵ２０は、運転者の車線変更意思を検出したか否かを判定する。制御ＥＣＵ２０は、方向指示器センサ１３から送出された、運転者による方向指示器の操作に関する情報に基づき車線変更意思を検出できる。また、制御ＥＣＵ２０は、顔画像センサ１４から送出された、運転者の顔の向きや目線の方向といった情報に基づき車線変更意思を検出できる。さらに、制御ＥＣＵ２０は、カーナビゲーション装置１２により取得された道路の線形形状情報及びステアリング操作センサ１５から送出されたステアリング操作に関する情報に基づき車線変更意思を検出できる。
【００３４】
なお、本実施形態の運転支援装置１では、図１に示すように、車線変更意思の検出のための構成として、方向指示器センサ１３と、顔画像センサ１４と、ステアリング操作センサ１５及びカーナビゲーション装置１２とを備えることとしているが、これらの構成のうち少なくとも１つを備えていればよい。
【００３５】
ステップＳ２において、制御ＥＣＵ２０は、車車間通信装置１０により、車線変更先における車車間通信可能な車両からの情報の取得を試みる。なお、以降の説明及び図面において、車車間通信可能な車両を「通信車両」と記載する。
【００３６】
車線変更先に通信車両が存在する場合には、処理手順はステップＳ４に進められる（Ｓ３）。一方、車線変更先に通信車両が存在しない場合には、処理手順はステップＳ１２に進められる（Ｓ３）。
【００３７】
ステップＳ４において、制御ＥＣＵ２０は、車両変更先に複数の通信車両が存在するか否かを判定する。通信車両が複数存在する場合には、処理手順はステップＳ５に進められる。一方、車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合には、処理手順はステップＳ６に進められる。
【００３８】
ステップＳ５において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先を走行する複数の通信車両から取得した情報に基づき、車線変更先の交通流の情報として、車線変更先の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度を推定する。ステップＳ５における交通流の情報の推定処理を、図３（ａ）を参照して説明する。
【００３９】
図３（ａ）は、車線変更先に複数の通信車両が存在する場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。図３（ａ）には、車線ＬＡを走行する自車両Ｃ、車線変更先ＬＢにおける複数の通信車両ＣＡ１，ＣＡ２が示されている。ある車間距離を有しながら複数の車両が走行している場合において、前方を走行する車両の速度変動の、後方の車両に対する伝播の仕方に基づき、当該車両間の交通量及び当該車両間を走行している車両の平均速度を推定する技術が知られている。本実施形態では、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２の速度及び位置を取得する。そして、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１の速度変動の、通信車両ＣＡ２に対する伝播の仕方に基づき、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間の交通量、及び通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間を走行する車両ＣＢの平均速度を推定することができる。さらに、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間の距離及び交通量に基づき、車線変更先ＬＢを走行する車両ＣＡ１，ＣＢ，ＣＡ２の車間距離を推定することができる。なお、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２の速度及び位置といった情報は、車両センサ１１により取得されることとしてもよい。
【００４０】
一方、ステップＳ６において制御ＥＣＵ２０は、車線変更先の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度といった交通流の情報を、例えばカーナビゲーション装置１２により取得する。カーナビゲーション装置１２は、道路交通情報を管理するシステムから交通流の情報を取得し、取得した情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００４１】
図３（ｂ）は、車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。図３（ｂ）には、車線ＬＡを走行する自車両Ｃ、車線変更先ＬＢにおける通信車両ＣＡが示されている。図３（ｂ）に示すように、通信車両が複数存在しないので、制御ＥＣＵ２０は、図３（ａ）を参照して説明したようなステップＳ５と同様の方法では、車線変更先ＬＢの交通量及び平均速度を推定できない。そこで、制御ＥＣＵ２０は、交通量及び平均速度を推定することに代えて、カーナビゲーション装置１２を介して、車線変更先ＬＢにおける車両ＣＡ、ＣＢを含む交通流の交通量及び平均速度を取得する。さらに、交通量の情報は、例えば単位距離あたりに存在する車両数として表されるので、制御ＥＣＵ２０は、車両ＣＡ，ＣＢを含む交通流の交通量の情報に基づき、車両ＣＡ，ＣＢの車間距離を算出することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、交通流の情報は道路交通情報を管理するシステムに記憶・管理されており、カーナビゲーション装置１２が、当該システムから情報を取得することとしたが、これには限られない。例えば、カーナビゲーション装置１２が、交通状況に関する情報として、交通量及び平均速度といった交通流に関する情報を場所、日付及び時間帯といった情報に対応付けて予め記憶していることとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ７において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更した場合における自車両の後続車となる車両に与える影響を予測する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動を推定する。図４（ａ）は、車線変更した場合における自車両の速度変動を示す図である。また、図４（ｂ）は、推定された後続車の速度変動の例を示す図である。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、車線変更先の交通流の平均速度より遅い速度で車線ＬＡを走行している自車両Ｃは、時刻ｔＣにおいて車線変更先ＬＢに車線変更を実施すると、速度ｖＦに示すように、車線変更先の平均速度まで加速する。一方、図３（ａ）における車両ＣＡ１または図３（ｂ）における車両ＣＡといった車線変更後の後続車は、図４（ｂ）の速度ｖＲに示すように、車線変更が実施された時刻ｔＣにおいて減速し、時間の経過に伴い車線ＬＢにおける平均速度まで加速する。図４（ｂ）に示すような、車線変更実施時における後続車の減速度、減速時間、減速後の加速度及び加速時間は、後続車の速度、後続車の速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離に依存することが知られている。制御ＥＣＵ２０は、車線変更時における後続車の速度変動を、後続車の速度、後続車の速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、車線変更時における後続車の速度変動を推定できる。
【００４５】
ステップＳ８において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更により後続車に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動が、後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播されるか否かを判定する。
【００４６】
図５（ａ）は、後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播される例を示す図である。図５（ａ）では、後続車の速度、当該後続車の後方に続いて走行している車両の速度、及び当該車両の更に後方に続いて走行している車両の速度は、速度ｖ０、速度ｖａ１及び速度ｖａ２に示されている。速度ｖａ１に示されるように、後続車の後方に続いて走行している車両は、後続車よりも遅れて、且つ後続車よりも低い速度まで減速している。また、当該車両の更に後方に続いて走行している車両は、速度ｖａ２に示されるように、更に低い速度まで減速している。このように、複数の車両からなる交通流では、速度変動の影響が増幅されながら伝播される場合がある。
【００４７】
一方、図５（ｂ）は、後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されずに、収束されながら伝播される例を示す図である。図５（ｂ）では、後続車の速度、当該後続車の後方に続いて走行している車両の速度、及び当該車両の更に後方に続いて走行している車両の速度は、速度ｖ０、速度ｖｂ１及び速度ｖｂ２に示されている。速度ｖｂ１に示されるように、後続車の後方に続いて走行している車両は、後続車よりも遅れて減速している。また、速度ｖｂ１の減速幅は、速度ｖ０の減速幅よりも小さい。また、当該車両の更に後方に続いて走行している車両の減速幅は、速度ｖｂ２に示されるように、速度ｖｂ１の減速幅よりも小さい。このように、複数の車両からなる交通流では、速度変動の影響が増幅されずに、速度変動が収束されながら伝播する場合がある。
【００４８】
交通流において速度変動が増幅されながら伝播するか否かは、速度低下伝播率や減速度増幅率といったパラメータにより表すことができる。また、速度低下伝播率や減速度増幅率は、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離に依存することが知られている。制御ＥＣＵ２０は、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、車線変更時における後続者の速度変動の交通流への影響を推定できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、後続者の速度変動が交通流に与える影響を推定しているが、これには限定されない。例えば、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先の交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度等の情報に基づき、交通状況を再現したシミュレーションにより、交通流に与える影響を推定することとしてもよい。また、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先を走行する各車両がそれぞれの前方を走行する車両の速度変動から受ける影響を、車線変更先を走行する一定区間内の全ての車両について繰り返し算出することにより、交通流に与える影響を算出することとしてもよい。
【００５０】
後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播すると判定された場合には（Ｓ９）、処理手順はステップＳ１０に進められる。一方、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播すると判定された場合には（Ｓ９）、処理手順はステップＳ１１に進められる。
【００５１】
ステップＳ１０において、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動の影響が予め設定された所定の閾値より小さいか否かを判定する。後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播する場合であっても、自車両の車線変更時における後続車の後方を走行する車両の減速度が大きい場合や、後続車の速度変動の影響が及ぶ車両の数が多い場合等には、車線変更を許可しないことが好ましい。制御ＥＣＵ２０は、ステップＳ９の処理内容の説明において述べたように、速度低下伝播率や減速度増幅率といった値を後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに基づき取得することができる。制御ＥＣＵ２０は、速度低下伝播率や減速度増幅率といった値が予め設定された閾値より大きいか否かを判定することにより、後続車の速度変動の影響を判断する。速度低下伝播率または減速度増幅率に関する閾値は、例えば、アクセルオフといった程度の操作で実現される減速度であるか否か、後続車の速度変動の影響が及ぶ車両の数が２台程度であるか否か、といった観点により設定することができる。そして、後続車の速度変動の影響が所定の閾値より小さいと判断された場合には、処理手順はステップＳ１２に進められる。一方、後続車の速度変動の影響が所定の閾値より小さいと判断されなかった場合には、処理手順はステップＳ１１に進められる。
【００５２】
ステップＳ１１に処理手順が進められた場合には、車線変更不可能と判定されたこととなるので、制御ＥＣＵ２０は、車線変更抑制制御を実施する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、視聴覚表示装置４０を介して、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に対して車線変更を許可しない旨の通知を実施する。また、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、ステアリングに車線変更の方向と逆の向きにトルクを発生させるように制御したり、瞬間的な減速度が発生するようにブレーキを制御したり、アクセルペダルやシートに振動が発生するように制御することとしてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ１２に処理手順が進められた場合には、車線変更可能と判定されたこととなるので、制御ＥＣＵ２０は、特段の運転支援制御を実施しない。即ち、車線変更が許可されたこととなる。
【００５４】
以上説明した第１実施形態の運転支援装置１では、車線変更先の交通状況に基づき、自車両Ｃが車線変更した場合における後続車両への影響が予測される。また、後続車両に与えられた影響が車線変更先の交通流に与える影響が予測される。さらに、車線変更先の交通流への影響に基づき自車両の車線変更可否が判断されるので、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る運転支援装置１における処理内容を説明する。図６は、第２実施形態において、制御ＥＣＵ２０において実施される車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【００５６】
図６におけるステップＳ２１〜Ｓ２９の処理内容は、図２におけるステップＳ１〜Ｓ９の処理内容と同様である。ステップＳ２９において、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播すると判定された場合には、処理手順はステップＳ３０に進められる。一方、車線変更先の後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播すると判定された場合には、処理手順はステップＳ３１に進められる。
【００５７】
ステップＳ３０において、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播する場合であっても、運転支援を実施することにより、交通流への影響がないような車線変更、または交通流への影響を少なくできるような車線変更が可能であるか否かを判断する。図７を参照して、ステップＳ３０における判断処理を説明する。図７は、自車両が走行する車線において、自車両の前方に先行車両が走行している場合における、車線変更の可否判定を説明するための図である。
【００５８】
図７に示す例では、自車両Ｃ及び先行車両ＣＦを含む、車線ＬＡを走行する車両の平均速度は、車線変更先ＬＢを走行する車両の平均速度より遅い。従って、自車両Ｃの車線変更による車線変更先ＬＢの交通流への影響を減少させるためには、矢印Ｒに示される区間において自車両Ｃを車線変更先ＬＢにおける平均速度まで加速させた後に、車線変更ポイントＰにおいて車線変更を実施する必要がある。車線ＬＡに先行車両ＣＦが存在するので、車線変更のために自車両Ｃを加速させた後に何らかの理由により車線変更を実施できなかった場合に、自車両Ｃを減速させて加速前の速度に戻すために十分であると共に、車両ＣＦに追突しない程度の車間距離が加速開始時において必要である。加速開始時において必要とされる車間距離を距離Ｘとすると、距離Ｘは、下記式（１）〜（３）により表される。
Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２ …（１）
Ｘ１＝（Ｖ１２−Ｖ０２）／２ａ１ …（２）
Ｘ２＝（Ｖ１２−Ｖ０２）／２ａ２ …（３）
【００５９】
式（２）及び（３）におけるＶ１は車線変更先を走行する車両の平均速度、Ｖ０は車線ＬＡを走行する車両の平均速度である。また、ａ１は、矢印Ｒに示される区間における自車両Ｃの加速度である。また、ａ２は、車線変更ポイントＰにおいて車線変更を実施できなかった場合に、自車両Ｃを減速させる際の減速度である。速度Ｖ１は、車車間通信装置１０または車両センサ１１により取得される。また、速度Ｖ０は、車速センサ１７により取得される。加速度ａ１は、車線変更のための運転支援を運転支援装置１が実施する際に、制御ＥＣＵ２０により設定される値である。また、減速度ａ２は、例えば、自車両Ｃの運転者による容易な減速操作により実現し得る程度の値に予め設定される。
【００６０】
制御ＥＣＵ２０は、先行車両ＣＦとの車間距離を例えば車両センサ１１により取得し、取得した車間距離が式（１）〜（３）により算出される車間距離Ｘ以上である場合には、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が少ない車線変更が可能であると判断する（Ｓ３０）。この場合には、処理手順はステップＳ３１に進められる。一方、先行車両ＣＦとの車間距離が車間距離Ｘ以上でない場合には、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が少ない車線変更が不可能であると判断する（Ｓ３０）。この場合には、処理手順はステップＳ３２に進められる。
【００６１】
ステップＳ３１において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更のための運転支援を実施する。図８は、車線変更のための運転支援処理を説明するための図である。第１実施形態において説明したように、車線変更実施時における後続車ＣＡの速度変動は、後続車ＣＡの速度、後続車ＣＡの速度に対する自車両Ｃの相対速度、及び車線変更時の車間距離Ｄに依存する。また、交通流における速度変動の伝播の仕方は、速度低下伝播率や減速度増幅率といったパラメータにより表され、これらのパラメータは、後続車ＣＡの速度変動、後続車ＣＡの後方の交通流の平均速度及び車間距離に依存する。
【００６２】
制御ＥＣＵ２０は、車線変更時における後続車の速度変動を、後続車ＣＡの速度、後続車ＣＡの速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶していると共に、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車ＣＡの速度変動、後続車ＣＡの後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しているので、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が所定の閾値以下となるような、自車両Ｃの車線変更時の速度及び後続車ＣＡとの車間距離Ｄを算出することができる。ここで、交通流への影響に関する所定の閾値は、車線変更先の交通流における車両の減速度及び減速を実施する車両の台数等について設定することができる。
【００６３】
さらに、制御ＥＣＵ２０は、算出した車間距離Ｄ及び自車両Ｃの速度に基づき、自車両Ｃの加速を開始するタイミング、加速度、車線変更ポイントＰを算出することができる。そして、制御ＥＣＵ２０は、自車両Ｃの加速を開始するタイミング、加速度、車線変更ポイントＰといった情報に基づき、例えば各種アクチュエータ３０、視聴覚表示装置４０といった装置を介して、運転支援制御を実施する。
【００６４】
制御ＥＣＵ２０は、例えば視聴覚表示装置４０を介して、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に対して加速開始タイミング、加速により到達すべき速度、車線変更ポイント等を通知する。また、制御ＥＣＵ２０は、視聴覚表示装置４０を介して、加速のためのアクセルペダルの操作量を通知することができる。また、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、アクセルペダル又はアクセル開度を制御することにより、加速操作を支援してもよい。さらに、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、ステアリングを制御することにより、車線変更操作を支援することとしてもよい。
【００６５】
ステップＳ３０において車線変更が不可能であると判断された場合には、処理手順はステップＳ３２に進められる。ステップＳ３２の処理は、図２におけるステップＳ１１の処理と同様である。
【００６６】
以上説明した第２実施形態の運転支援装置１では、車線変更可能と判断された場合に、車線変更のための運転支援制御が実施されるので、円滑な車線変更が実現されると共に、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。また、車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御が実施されるので、確実に車線変更を抑制することが可能となる。
【００６７】
なお、上述した実施形態は、本発明に係る運転支援装置の一例を説明したものであり、本発明に係る運転支援装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る運転支援装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る運転支援装置１を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…運転支援装置、１０…車車間通信装置、１１…車両センサ、１２…カーナビゲーション装置、１３…方向指示器センサ、１４…顔画像センサ、１５…ステアリング操作センサ、１６…加速度センサ、１７…車速センサ、３０…各種アクチュエータ、４０…視聴覚表示装置、２０…制御ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両が車線変更しようとするときに、車線変更先の前方車及び後方車との距離及び相対速度に基づいて自車両の車線変更可否を判断し、さらに、自車両の走行支援に必要な信号を生成することにより自車両の制御を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、自車両の車線変更に伴う車線変更先の交通流への影響が考慮されていないので、自車両が車線変更することにより、車線変更先の交通流に大きな影響を与える可能性があった。交通流の乱れは、渋滞の発生要因となったり、交通流中の各車両の燃費悪化の原因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能な運転支援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】
【０００６】
本発明の運転支援装置は、自車両の車線変更の際に運転を支援する運転支援装置であって、車線変更先の車線における交通状況を取得する車線変更先交通状況取得手段と、車線変更先交通状況取得手段により取得された交通状況に基づき、自車両の車線変更が、車線変更後における自車両の後続車両に与える影響を予測する後続車両影響予測手段と、自車両の後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する交通流影響予測手段と、車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、自車両の車線変更可否を判定する車線変更可否判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の運転支援装置では、車線変更先の交通状況に基づき、自車両が車線変更した場合における後続車両への影響が予測される。また、後続車両に与えられた影響が車線変更先の交通流に与える影響が予測される。さらに、車線変更先の交通流への影響に基づき自車両の車線変更可否が判断されるので、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の運転支援装置では、車線変更先交通状況取得手段は、車線変更先を走行する複数の車両との通信により取得した当該車両の速度の変動に基づき、車線変更先の交通状況として、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度を推定することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度が車線変更先の交通状況として推定されるので、車線変更前における車線変更先の交通状況が精度よく取得される。これにより、自車両の車線変更による車線変更先の交通流への影響の予測精度が向上する。
【００１０】
また、本発明の運転支援装置では、車線変更先交通状況取得手段は、交通状況に関する情報を集約しているデータベース、又は交通状況に関する情報を予め記憶しているデータベースから、車線変更先の交通状況として、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度を取得することとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、車線変更先を走行する車両と通信できない場合であっても、車線変更先の車線における交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度が車線変更先の交通状況として確実に取得される。従って、自車両の車線変更による車線変更先の交通流への影響を確実に予測することができる。
【００１２】
また、本発明の運転支援装置は、車線変更可否判定手段により車線変更可能と判定された場合に、車線変更先の交通流への影響が、運転支援を実施しない場合より小さくなるように、車線変更の運転支援制御を実施する車線変更支援制御手段を更に備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、車線変更を実施する際に、車線変更のための運転支援制御が実施されるので、円滑な車線変更が実現されると共に、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の運転支援装置は、車線変更可否判定手段により車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御を実施する車線変更抑制制御手段を更に備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御が実施されるので、確実に車線変更を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の運転支援装置によれば、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る運転支援装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る運転支援装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】車線変更先に複数の通信車両が存在する場合における自車両と車線変更先の車両を示す図、及び車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。
【図４】車線変更した場合における自車両の速度変動を示す図、及び推定された後続車の速度変動の例を示す図である。
【図５】後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播される例を示す図、及び後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されずに、収束されながら伝播される例を示す図である。
【図６】第２実施形態における、制御ＥＣＵにおいて実施される車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】自車両が走行する車線において、自車両の前方に先行車両が走行している場合における、車線変更の可否判定を説明するための図である。
【図８】車線変更のための運転支援処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の運転支援装置の実施形態を示す構成図である。運転支援装置１は、車両に搭載され、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御することにより、運転者による車両運転を支援する装置である。より具体的には、運転支援装置１は、自車両の車線変更に際して、車線変更先の車線における交通流への影響を考慮した上で、車線変更の可否判断、及び車線変更のための運転支援を実施する装置である。
【００２０】
運転支援装置１は、図１に示すように、車車間通信装置１０、車両センサ１１、カーナビゲーション装置１２、方向指示器センサ１３、顔画像センサ１４、ステアリング操作センサ１５、加速度センサ１６、車速センサ１７、及び制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０を備える。また、運転支援装置１の制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御する。
【００２１】
車車間通信装置１０は、車線変更先に車車間通信可能な車両が走行している場合に、当該車両との通信により種々のデータの授受を行う装置である。本実施形態では、車車間通信装置１０は、車線変更先を走行する車両から、当該車両の速度、位置等の情報を受信する。
【００２２】
車両センサ１１は、車線変更先を走行する車両の速度及び自車両との相対位置等の情報を取得するための装置であり、例えば、カメラ等の撮像装置、ミリ波レーダ等により構成される。これにより、車両変更先を走行する車両との車車間通信が可能でなくとも、当該車両の速度、相対位置等の情報を取得することができる。
【００２３】
カーナビゲーション装置１２は、ＧＰＳから得られる自車両の位置情報及び地図データに基づいて、自車の現在位置や走行方向の検出及び目的地までの経路案内などを行う装置である。本実施形態では、カーナビゲーション装置１２は、道路の線形形状情報を取得する。取得された道路の線形形状情報は、車線変更意思の検出に用いられる。また、本実施形態のカーナビゲーション装置１２は、道路交通情報を管理するシステムとの通信が可能である。当該システムは、交通状況に関する情報を集約するデータベースを有すると共に、集約した各種の情報を送信するものであり、例えば、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）といったものが例示される。これにより、カーナビゲーション装置１２は、車線変更先の車線の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度等の情報を取得することができる。
【００２４】
方向指示器センサ１３は、運転者による方向指示器の操作を検出する装置である。方向指示器の操作に関する情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２５】
顔画像センサ１４は、自車両の運転者の顔画像を検出及び取得する装置である。本実施形態では、顔画像センサ１４により取得された顔画像に基づき、運転者の顔の向きや目線の方向といった情報が検出される。検出された情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２６】
ステアリング操作センサ１５は、運転者によるステアリングの操作を検出する装置である。ステアリング操作に関する情報は、車線変更意思の検出に用いられる。
【００２７】
加速度センサ１６は、自車両の加速度を検出する装置である。加速度センサ１６は、検出された加速度に関する情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００２８】
車速センサ１７は、自車両の速度を検出する装置である。車速センサ１７は、検出された速度に関する情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００２９】
制御ＥＣＵ２０は、各種装置１０〜１７から取得した情報に基づき、自車両の車線変更可否を判定すると共に、車線変更する場合における車線変更の運転支援制御及び車線変更不可能と判定された場合における車線変更抑制制御を実施する装置である。制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０及び視聴覚表示装置４０を制御することにより、運転者の車両運転を支援する。なお、各種装置１０〜１７及び制御ＥＣＵ２０は、本発明における車線変更先交通状況取得手段、後続車両影響予測手段、交通流影響予測手段、車線変更可否判定手段、車線変更支援制御手段及び車線変更抑制制御手段を構成する。
【００３０】
各種アクチュエータ３０は、アクセルペダルの制御、ブレーキペダルの制御、アクセル開度の制御、ブレーキの制御、ステアリングの制御等を行うための複数のアクチュエータを含む。各種アクチュエータ３０は、車線変更のための運転支援、及び車線変更を抑制するための運転支援を行うために、制御ＥＣＵ２０により制御される。
【００３１】
視聴覚表示装置４０は、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に各種情報を提供するための装置である。視聴覚表示装置４０は、例えば、ディスプレイ、ランプといった表示装置やスピーカ及びブザーといった報知装置により構成される。
【００３２】
次に、図２を参照して、制御ＥＣＵ２０において実施される処理内容を説明する。図２は、制御ＥＣＵ２０における車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、ステップＳ１において、制御ＥＣＵ２０は、運転者の車線変更意思を検出したか否かを判定する。制御ＥＣＵ２０は、方向指示器センサ１３から送出された、運転者による方向指示器の操作に関する情報に基づき車線変更意思を検出できる。また、制御ＥＣＵ２０は、顔画像センサ１４から送出された、運転者の顔の向きや目線の方向といった情報に基づき車線変更意思を検出できる。さらに、制御ＥＣＵ２０は、カーナビゲーション装置１２により取得された道路の線形形状情報及びステアリング操作センサ１５から送出されたステアリング操作に関する情報に基づき車線変更意思を検出できる。
【００３４】
なお、本実施形態の運転支援装置１では、図１に示すように、車線変更意思の検出のための構成として、方向指示器センサ１３と、顔画像センサ１４と、ステアリング操作センサ１５及びカーナビゲーション装置１２とを備えることとしているが、これらの構成のうち少なくとも１つを備えていればよい。
【００３５】
ステップＳ２において、制御ＥＣＵ２０は、車車間通信装置１０により、車線変更先における車車間通信可能な車両からの情報の取得を試みる。なお、以降の説明及び図面において、車車間通信可能な車両を「通信車両」と記載する。
【００３６】
車線変更先に通信車両が存在する場合には、処理手順はステップＳ４に進められる（Ｓ３）。一方、車線変更先に通信車両が存在しない場合には、処理手順はステップＳ１２に進められる（Ｓ３）。
【００３７】
ステップＳ４において、制御ＥＣＵ２０は、車両変更先に複数の通信車両が存在するか否かを判定する。通信車両が複数存在する場合には、処理手順はステップＳ５に進められる。一方、車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合には、処理手順はステップＳ６に進められる。
【００３８】
ステップＳ５において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先を走行する複数の通信車両から取得した情報に基づき、車線変更先の交通流の情報として、車線変更先の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度を推定する。ステップＳ５における交通流の情報の推定処理を、図３（ａ）を参照して説明する。
【００３９】
図３（ａ）は、車線変更先に複数の通信車両が存在する場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。図３（ａ）には、車線ＬＡを走行する自車両Ｃ、車線変更先ＬＢにおける複数の通信車両ＣＡ１，ＣＡ２が示されている。ある車間距離を有しながら複数の車両が走行している場合において、前方を走行する車両の速度変動の、後方の車両に対する伝播の仕方に基づき、当該車両間の交通量及び当該車両間を走行している車両の平均速度を推定する技術が知られている。本実施形態では、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２の速度及び位置を取得する。そして、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１の速度変動の、通信車両ＣＡ２に対する伝播の仕方に基づき、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間の交通量、及び通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間を走行する車両ＣＢの平均速度を推定することができる。さらに、制御ＥＣＵ２０は、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２間の距離及び交通量に基づき、車線変更先ＬＢを走行する車両ＣＡ１，ＣＢ，ＣＡ２の車間距離を推定することができる。なお、通信車両ＣＡ１，ＣＡ２の速度及び位置といった情報は、車両センサ１１により取得されることとしてもよい。
【００４０】
一方、ステップＳ６において制御ＥＣＵ２０は、車線変更先の交通量、及び車線変更先を走行する車両の平均速度といった交通流の情報を、例えばカーナビゲーション装置１２により取得する。カーナビゲーション装置１２は、道路交通情報を管理するシステムから交通流の情報を取得し、取得した情報を制御ＥＣＵ２０に送出する。
【００４１】
図３（ｂ）は、車両変更先に存在する通信車両が複数でない場合における自車両と車線変更先の車両を示す図である。図３（ｂ）には、車線ＬＡを走行する自車両Ｃ、車線変更先ＬＢにおける通信車両ＣＡが示されている。図３（ｂ）に示すように、通信車両が複数存在しないので、制御ＥＣＵ２０は、図３（ａ）を参照して説明したようなステップＳ５と同様の方法では、車線変更先ＬＢの交通量及び平均速度を推定できない。そこで、制御ＥＣＵ２０は、交通量及び平均速度を推定することに代えて、カーナビゲーション装置１２を介して、車線変更先ＬＢにおける車両ＣＡ、ＣＢを含む交通流の交通量及び平均速度を取得する。さらに、交通量の情報は、例えば単位距離あたりに存在する車両数として表されるので、制御ＥＣＵ２０は、車両ＣＡ，ＣＢを含む交通流の交通量の情報に基づき、車両ＣＡ，ＣＢの車間距離を算出することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、交通流の情報は道路交通情報を管理するシステムに記憶・管理されており、カーナビゲーション装置１２が、当該システムから情報を取得することとしたが、これには限られない。例えば、カーナビゲーション装置１２が、交通状況に関する情報として、交通量及び平均速度といった交通流に関する情報を場所、日付及び時間帯といった情報に対応付けて予め記憶していることとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ７において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更した場合における自車両の後続車となる車両に与える影響を予測する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動を推定する。図４（ａ）は、車線変更した場合における自車両の速度変動を示す図である。また、図４（ｂ）は、推定された後続車の速度変動の例を示す図である。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、車線変更先の交通流の平均速度より遅い速度で車線ＬＡを走行している自車両Ｃは、時刻ｔＣにおいて車線変更先ＬＢに車線変更を実施すると、速度ｖＦに示すように、車線変更先の平均速度まで加速する。一方、図３（ａ）における車両ＣＡ１または図３（ｂ）における車両ＣＡといった車線変更後の後続車は、図４（ｂ）の速度ｖＲに示すように、車線変更が実施された時刻ｔＣにおいて減速し、時間の経過に伴い車線ＬＢにおける平均速度まで加速する。図４（ｂ）に示すような、車線変更実施時における後続車の減速度、減速時間、減速後の加速度及び加速時間は、後続車の速度、後続車の速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離に依存することが知られている。制御ＥＣＵ２０は、車線変更時における後続車の速度変動を、後続車の速度、後続車の速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、車線変更時における後続車の速度変動を推定できる。
【００４５】
ステップＳ８において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更により後続車に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動が、後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播されるか否かを判定する。
【００４６】
図５（ａ）は、後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されながら伝播される例を示す図である。図５（ａ）では、後続車の速度、当該後続車の後方に続いて走行している車両の速度、及び当該車両の更に後方に続いて走行している車両の速度は、速度ｖ０、速度ｖａ１及び速度ｖａ２に示されている。速度ｖａ１に示されるように、後続車の後方に続いて走行している車両は、後続車よりも遅れて、且つ後続車よりも低い速度まで減速している。また、当該車両の更に後方に続いて走行している車両は、速度ｖａ２に示されるように、更に低い速度まで減速している。このように、複数の車両からなる交通流では、速度変動の影響が増幅されながら伝播される場合がある。
【００４７】
一方、図５（ｂ）は、後続車の速度変動が後続車の後方の交通流に対して増幅されずに、収束されながら伝播される例を示す図である。図５（ｂ）では、後続車の速度、当該後続車の後方に続いて走行している車両の速度、及び当該車両の更に後方に続いて走行している車両の速度は、速度ｖ０、速度ｖｂ１及び速度ｖｂ２に示されている。速度ｖｂ１に示されるように、後続車の後方に続いて走行している車両は、後続車よりも遅れて減速している。また、速度ｖｂ１の減速幅は、速度ｖ０の減速幅よりも小さい。また、当該車両の更に後方に続いて走行している車両の減速幅は、速度ｖｂ２に示されるように、速度ｖｂ１の減速幅よりも小さい。このように、複数の車両からなる交通流では、速度変動の影響が増幅されずに、速度変動が収束されながら伝播する場合がある。
【００４８】
交通流において速度変動が増幅されながら伝播するか否かは、速度低下伝播率や減速度増幅率といったパラメータにより表すことができる。また、速度低下伝播率や減速度増幅率は、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離に依存することが知られている。制御ＥＣＵ２０は、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、車線変更時における後続者の速度変動の交通流への影響を推定できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しておくことにより、後続者の速度変動が交通流に与える影響を推定しているが、これには限定されない。例えば、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先の交通量及び車線変更先を走行する車両の平均速度等の情報に基づき、交通状況を再現したシミュレーションにより、交通流に与える影響を推定することとしてもよい。また、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先を走行する各車両がそれぞれの前方を走行する車両の速度変動から受ける影響を、車線変更先を走行する一定区間内の全ての車両について繰り返し算出することにより、交通流に与える影響を算出することとしてもよい。
【００５０】
後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播すると判定された場合には（Ｓ９）、処理手順はステップＳ１０に進められる。一方、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播すると判定された場合には（Ｓ９）、処理手順はステップＳ１１に進められる。
【００５１】
ステップＳ１０において、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動の影響が予め設定された所定の閾値より小さいか否かを判定する。後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播する場合であっても、自車両の車線変更時における後続車の後方を走行する車両の減速度が大きい場合や、後続車の速度変動の影響が及ぶ車両の数が多い場合等には、車線変更を許可しないことが好ましい。制御ＥＣＵ２０は、ステップＳ９の処理内容の説明において述べたように、速度低下伝播率や減速度増幅率といった値を後続車の速度変動、後続車の後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに基づき取得することができる。制御ＥＣＵ２０は、速度低下伝播率や減速度増幅率といった値が予め設定された閾値より大きいか否かを判定することにより、後続車の速度変動の影響を判断する。速度低下伝播率または減速度増幅率に関する閾値は、例えば、アクセルオフといった程度の操作で実現される減速度であるか否か、後続車の速度変動の影響が及ぶ車両の数が２台程度であるか否か、といった観点により設定することができる。そして、後続車の速度変動の影響が所定の閾値より小さいと判断された場合には、処理手順はステップＳ１２に進められる。一方、後続車の速度変動の影響が所定の閾値より小さいと判断されなかった場合には、処理手順はステップＳ１１に進められる。
【００５２】
ステップＳ１１に処理手順が進められた場合には、車線変更不可能と判定されたこととなるので、制御ＥＣＵ２０は、車線変更抑制制御を実施する。具体的には、制御ＥＣＵ２０は、視聴覚表示装置４０を介して、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に対して車線変更を許可しない旨の通知を実施する。また、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、ステアリングに車線変更の方向と逆の向きにトルクを発生させるように制御したり、瞬間的な減速度が発生するようにブレーキを制御したり、アクセルペダルやシートに振動が発生するように制御することとしてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ１２に処理手順が進められた場合には、車線変更可能と判定されたこととなるので、制御ＥＣＵ２０は、特段の運転支援制御を実施しない。即ち、車線変更が許可されたこととなる。
【００５４】
以上説明した第１実施形態の運転支援装置１では、車線変更先の交通状況に基づき、自車両Ｃが車線変更した場合における後続車両への影響が予測される。また、後続車両に与えられた影響が車線変更先の交通流に与える影響が予測される。さらに、車線変更先の交通流への影響に基づき自車両の車線変更可否が判断されるので、車線変更先の交通流への影響が考慮された上で、自車両の車線変更可否が判断されることとなる。従って、自車両を車線変更させる場合において、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る運転支援装置１における処理内容を説明する。図６は、第２実施形態において、制御ＥＣＵ２０において実施される車線変更の可否を判断する判断処理、及び判断結果に基づく制御処理の内容を示すフローチャートである。
【００５６】
図６におけるステップＳ２１〜Ｓ２９の処理内容は、図２におけるステップＳ１〜Ｓ９の処理内容と同様である。ステップＳ２９において、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播すると判定された場合には、処理手順はステップＳ３０に進められる。一方、車線変更先の後続車の速度変動の影響が増幅されずに収束されながら伝播すると判定された場合には、処理手順はステップＳ３１に進められる。
【００５７】
ステップＳ３０において、制御ＥＣＵ２０は、後続車の速度変動の影響が増幅されながら伝播する場合であっても、運転支援を実施することにより、交通流への影響がないような車線変更、または交通流への影響を少なくできるような車線変更が可能であるか否かを判断する。図７を参照して、ステップＳ３０における判断処理を説明する。図７は、自車両が走行する車線において、自車両の前方に先行車両が走行している場合における、車線変更の可否判定を説明するための図である。
【００５８】
図７に示す例では、自車両Ｃ及び先行車両ＣＦを含む、車線ＬＡを走行する車両の平均速度は、車線変更先ＬＢを走行する車両の平均速度より遅い。従って、自車両Ｃの車線変更による車線変更先ＬＢの交通流への影響を減少させるためには、矢印Ｒに示される区間において自車両Ｃを車線変更先ＬＢにおける平均速度まで加速させた後に、車線変更ポイントＰにおいて車線変更を実施する必要がある。車線ＬＡに先行車両ＣＦが存在するので、車線変更のために自車両Ｃを加速させた後に何らかの理由により車線変更を実施できなかった場合に、自車両Ｃを減速させて加速前の速度に戻すために十分であると共に、車両ＣＦに追突しない程度の車間距離が加速開始時において必要である。加速開始時において必要とされる車間距離を距離Ｘとすると、距離Ｘは、下記式（１）〜（３）により表される。
Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２ …（１）
Ｘ１＝（Ｖ１２−Ｖ０２）／２ａ１ …（２）
Ｘ２＝（Ｖ１２−Ｖ０２）／２ａ２ …（３）
【００５９】
式（２）及び（３）におけるＶ１は車線変更先を走行する車両の平均速度、Ｖ０は車線ＬＡを走行する車両の平均速度である。また、ａ１は、矢印Ｒに示される区間における自車両Ｃの加速度である。また、ａ２は、車線変更ポイントＰにおいて車線変更を実施できなかった場合に、自車両Ｃを減速させる際の減速度である。速度Ｖ１は、車車間通信装置１０または車両センサ１１により取得される。また、速度Ｖ０は、車速センサ１７により取得される。加速度ａ１は、車線変更のための運転支援を運転支援装置１が実施する際に、制御ＥＣＵ２０により設定される値である。また、減速度ａ２は、例えば、自車両Ｃの運転者による容易な減速操作により実現し得る程度の値に予め設定される。
【００６０】
制御ＥＣＵ２０は、先行車両ＣＦとの車間距離を例えば車両センサ１１により取得し、取得した車間距離が式（１）〜（３）により算出される車間距離Ｘ以上である場合には、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が少ない車線変更が可能であると判断する（Ｓ３０）。この場合には、処理手順はステップＳ３１に進められる。一方、先行車両ＣＦとの車間距離が車間距離Ｘ以上でない場合には、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が少ない車線変更が不可能であると判断する（Ｓ３０）。この場合には、処理手順はステップＳ３２に進められる。
【００６１】
ステップＳ３１において、制御ＥＣＵ２０は、車線変更のための運転支援を実施する。図８は、車線変更のための運転支援処理を説明するための図である。第１実施形態において説明したように、車線変更実施時における後続車ＣＡの速度変動は、後続車ＣＡの速度、後続車ＣＡの速度に対する自車両Ｃの相対速度、及び車線変更時の車間距離Ｄに依存する。また、交通流における速度変動の伝播の仕方は、速度低下伝播率や減速度増幅率といったパラメータにより表され、これらのパラメータは、後続車ＣＡの速度変動、後続車ＣＡの後方の交通流の平均速度及び車間距離に依存する。
【００６２】
制御ＥＣＵ２０は、車線変更時における後続車の速度変動を、後続車ＣＡの速度、後続車ＣＡの速度に対する自車両の相対速度、及び車線変更時の車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶していると共に、速度低下伝播率又は減速度増幅率といったパラメータを、後続車ＣＡの速度変動、後続車ＣＡの後方の交通流の平均速度及び車間距離といったパラメータに対応付けて予め記憶しているので、制御ＥＣＵ２０は、車線変更先ＬＢにおける交通流への影響が所定の閾値以下となるような、自車両Ｃの車線変更時の速度及び後続車ＣＡとの車間距離Ｄを算出することができる。ここで、交通流への影響に関する所定の閾値は、車線変更先の交通流における車両の減速度及び減速を実施する車両の台数等について設定することができる。
【００６３】
さらに、制御ＥＣＵ２０は、算出した車間距離Ｄ及び自車両Ｃの速度に基づき、自車両Ｃの加速を開始するタイミング、加速度、車線変更ポイントＰを算出することができる。そして、制御ＥＣＵ２０は、自車両Ｃの加速を開始するタイミング、加速度、車線変更ポイントＰといった情報に基づき、例えば各種アクチュエータ３０、視聴覚表示装置４０といった装置を介して、運転支援制御を実施する。
【００６４】
制御ＥＣＵ２０は、例えば視聴覚表示装置４０を介して、視覚、聴覚、または視覚と聴覚との両方により、運転者に対して加速開始タイミング、加速により到達すべき速度、車線変更ポイント等を通知する。また、制御ＥＣＵ２０は、視聴覚表示装置４０を介して、加速のためのアクセルペダルの操作量を通知することができる。また、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、アクセルペダル又はアクセル開度を制御することにより、加速操作を支援してもよい。さらに、制御ＥＣＵ２０は、各種アクチュエータ３０により、ステアリングを制御することにより、車線変更操作を支援することとしてもよい。
【００６５】
ステップＳ３０において車線変更が不可能であると判断された場合には、処理手順はステップＳ３２に進められる。ステップＳ３２の処理は、図２におけるステップＳ１１の処理と同様である。
【００６６】
以上説明した第２実施形態の運転支援装置１では、車線変更可能と判断された場合に、車線変更のための運転支援制御が実施されるので、円滑な車線変更が実現されると共に、車線変更先の交通流への影響を少なくすることが可能となる。また、車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御が実施されるので、確実に車線変更を抑制することが可能となる。
【００６７】
なお、上述した実施形態は、本発明に係る運転支援装置の一例を説明したものであり、本発明に係る運転支援装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る運転支援装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る運転支援装置１を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…運転支援装置、１０…車車間通信装置、１１…車両センサ、１２…カーナビゲーション装置、１３…方向指示器センサ、１４…顔画像センサ、１５…ステアリング操作センサ、１６…加速度センサ、１７…車速センサ、３０…各種アクチュエータ、４０…視聴覚表示装置、２０…制御ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の車線変更時に運転を支援する運転支援装置であって、
車線変更先の車線における交通状況と車線変更後の後続車両に関する情報を取得する車線変更先交通状況取得手段と、
前記車線変更先交通状況取得手段により取得された前記交通状況に基づき、前記自車両の車線変更が、車線変更後における前記自車両の後続車両に与える影響を予測する後続車両影響予測手段と、
前記自車両の前記後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する交通流影響予測手段と、
前記車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、前記自車両の車線変更可否を判定する車線変更可否判定手段と、
を備える運転支援装置。
【請求項２】
前記車線変更先交通状況取得手段は、前記車線変更先を走行する複数の車両との通信により取得した当該車両の速度の変動に基づき、前記車線変更先の交通状況として、前記車線変更先の車線における交通量及び前記車線変更先を走行する車両の平均速度を推定する、
請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記車線変更先交通状況取得手段は、交通状況に関する情報を集約しているデータベース、又は交通状況に関する情報を予め記憶しているデータベースから、前記車線変更先の交通状況として、前記車線変更先の車線における交通量及び前記車線変更先を走行する車両の平均速度を取得する、
請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記車線変更可否判定手段により車線変更可能と判定された場合に、車線変更先の交通流への影響が、運転支援を実施しない場合より小さくなるように、車線変更の運転支援制御を実施する車線変更支援制御手段を更に備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記車線変更可否判定手段により車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御を実施する車線変更抑制制御手段を更に備える、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項１】
自車両の車線変更時に運転を支援する運転支援装置であって、
車線変更先の車線における交通状況と車線変更後の後続車両に関する情報を取得する車線変更先交通状況取得手段と、
前記車線変更先交通状況取得手段により取得された前記交通状況に基づき、前記自車両の車線変更が、車線変更後における前記自車両の後続車両に与える影響を予測する後続車両影響予測手段と、
前記自車両の前記後続車両に与えられた影響が、車線変更先の交通流に与える影響を予測する交通流影響予測手段と、
前記車線変更先の交通流への影響の予測に基づき、前記自車両の車線変更可否を判定する車線変更可否判定手段と、
を備える運転支援装置。
【請求項２】
前記車線変更先交通状況取得手段は、前記車線変更先を走行する複数の車両との通信により取得した当該車両の速度の変動に基づき、前記車線変更先の交通状況として、前記車線変更先の車線における交通量及び前記車線変更先を走行する車両の平均速度を推定する、
請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記車線変更先交通状況取得手段は、交通状況に関する情報を集約しているデータベース、又は交通状況に関する情報を予め記憶しているデータベースから、前記車線変更先の交通状況として、前記車線変更先の車線における交通量及び前記車線変更先を走行する車両の平均速度を取得する、
請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記車線変更可否判定手段により車線変更可能と判定された場合に、車線変更先の交通流への影響が、運転支援を実施しない場合より小さくなるように、車線変更の運転支援制御を実施する車線変更支援制御手段を更に備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記車線変更可否判定手段により車線変更不可能と判定された場合に、車線変更を実施させないような運転支援制御を実施する車線変更抑制制御手段を更に備える、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８６７３７（Ｐ２０１１−１８６７３７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０７１８（Ｐ２０１０−５０７１８）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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