JP6597710B2 - 車両用合流支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、高速道路のインターチェンジ等の合流ポイントへの自車両の合流を支援する車両用合流支援装置に関する。

特許文献１に記載の走行支援装置では、自車両を支線から本線に合流させる際、本線走行中の他車両の車速をそれら各他車両の車間距離が接近し過ぎないように制御すると共に、それら各他車両の走行状態に基づいて、支線走行中の自車両の車速及び操舵を自動制御することで、自車両をそれら各他車両の間に合流させている。

特開２０１０−１７０３８５号公報

特許文献１に記載の走行支援装置では、自車両の車速及び操舵が自動制御されるため、自車両の運転者は、本線合流のための運転操作が上達し難いという欠点がある。運転者の運転操作を上達させるには、車速及び操舵を自動制御するのではなく、運転者の運転操作（車速操作及び操舵操作）で本線に合流させることが望ましい。

しかし、運転者の運転操作で本線に合流させる場合、運転者は、車速操作しつつ操舵操作を行う必要があるため、運転操作スキルの低い運転者にとっては、本線合流時の安全性確保が難しかったり、本線合流時の運転操作の負担が大きかったりするという欠点があった。

そこで、この発明は、運転者の運転操作で自車両を本線合流させる場合において、本線合流時の安全性を向上できると共に運転操作の負担を軽減することができる車両用合流支援装置を提供することを目的とする。

この発明は、自車両の支線から本線への合流を支援する車両用合流支援装置であって、前記自車両の本線合流時の目標車速を設定する目標車速設定部と、前記自車両の支線走行中に、前記自車両の車速が前記目標車速に到達するように前記自車両の運転者の車速操作を支援する車速制御支援部と、前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後に、前記自車両が本線に合流するための前記運転者の操舵操作を支援する操舵支援部と、前記自車両の支線走行中に前記操舵支援部による操舵操作支援の前に前記運転者が操舵操作を行った場合、前記運転者に対して操舵操作を止める旨の警報を行う警報制御部とを備えたものである。

この構成によれば、本線合流のための車速操作と操舵操作とに分けて運転支援が行われるため、それら各操作（車速操作及び操舵操作）に運転者を集中させることができる。この結果、本線合流時の安全性を高めることができると共に本線合流時の運転者の運転操作の負担を軽減することができる。

また、この発明は、前記自車両の支線走行中に前記操舵支援部による操舵操作支援の前に前記運転者が操舵操作を行った場合、前記運転者に対して操舵操作を止める旨の警報を行う警報制御部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、自車両の支線走行中に操舵支援部による操舵操作支援の前に運転者が操舵操作を行うことを抑制でき、この結果、運転者を車速操作に集中させることができ、本線合流時の安全性を高めることができる。

また、この発明は、自車両の支線から本線への合流を支援する車両用合流支援装置であって、前記自車両の本線合流時の目標車速を設定する目標車速設定部と、前記自車両の支線走行中に、前記自車両の車速が前記目標車速に到達するように前記自車両の運転者の車速操作を支援する車速制御支援部と、前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後に、前記自車両が本線に合流するための前記運転者の操舵操作を支援する操舵支援部と、前記車速制御支援部による車速操作支援が行われる車速調整区間と、前記操舵支援部による操舵操作支援が行われる操舵区間とを前記支線に設定する区間設定部とを備え、前記操舵区間は、前記支線の長さに依らない一定時間と前記目標車速とを乗算した長さに設定されたものである。

この構成によれば、支線を車速調整区間と操舵区間とに区分でき、これによっても、運転者を車速操作及び操舵操作の各々に集中させることができる。
さら、この構成によれば、自車両が操舵区間を通過する通過時間（＝操舵区間／目標車速）は、支線の長さに関係なく一定時間になるため、支線の長さが短い場合でも、操舵操作のための時間を十分に確保することができる。

この発明の態様として、前記車速制御支援部は、前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後、前記自車両の車速を前記目標車速に維持してもよい。
この構成によれば、運転者は、操舵操作中に車速を目標車速に維持する車速操作を行う必要が無くなるため、操舵操作に集中することができる。

また、この発明の態様として、前記車速制御支援部は、支線に制限車速が設定されている場合、前記自車両の車速を、前記制限車速を上限とする車速に変化させ、前記制限車速が解除された後に前記目標車速に到達するように、前記運転者の車速操作を支援してもよい。
この構成によれば、支線に制限車速が設定されている場合は、制限車速に応じた車速制御支援を行うことができる。この結果、本線合流時の安全性をより高めることができる。

また、この発明の態様として、前記車速制御支援部は、前記車速調整区間内で前記自車両の車速を前記目標車速に到達させるための基準車速ラインを設定し、前記自車両の車速が前記基準車速ラインに沿って前記目標車速に到達するように前記運転者の車速操作を支援してもよい。

この構成によれば、自車両の車速が基準車速ラインに沿って目標車速に到達するように車速支援が行われるため、自車両の車速が、目標車速に到達する途中で大きく加速又は減速することを抑制できる。この結果、無駄の無い車速操作でスムーズに、自車両の車速を目標車速に到達させることができる。

また、この発明の態様として、前記車速制御支援部は、前記車速調整区間内で、前記運転者の車速操作に対して前記自車両の車速が前記基準車速ラインから超過又は不足している場合、その超過分又は不足分の車速が相殺されるように前記自車両の車速を制御してもよい。
この構成によれば、運転者の車速操作のスキルが低い場合でも、自車両の車速を基準車速ラインに沿って目標車速に到達させることができる。

また、この発明の態様として、前記操舵支援部は、前記操舵区間内で、前記運転者の操舵操作に対して前記自車両の操舵トルクが前記自車両の本線合流に必要な必要操舵トルクから超過又は不足している場合、その超過分又は不足分の操舵トルクが相殺されるように前記自車両の操舵トルクを制御してもよい。
この構成によれば、運転者の操舵操作のスキルが低い場合でも、自車両を支線から本線にスムーズに合流させることができる。

また、この発明の態様として、前記車速制御支援部は、前記自車両の車速メータに前記目標車速に関する情報を表示することで、前記自車両の運転者の車速操作を支援してもよい。
この構成によれば、運転者に対して、視覚的に分かり易く、車速操作を支援することができる。

表示部を備え、前記操舵支援部は、前記自車両の本線合流のための操舵操作を行う旨の指示を前記表示部に表示することで、前記運転者の操舵操作を支援してもよい。
この構成によれば、運転者に対して、視覚的に分かり易く、操舵操作を支援することができる。

この発明によれば、運転者の運転操作で自車両を本線合流させる場合において、本線合流時の安全性を向上できると共に運転操作の負担を軽減することができる車両用合流支援装置を提供する。

本発明の実施形態に係る車両用合流支援装置のブロック図。 自車両の本線合流時の様子を示す平面図。 支線を車速調整区間と操舵区間とに区分した状態を示す平面図。 （ａ）は、支線の長さが４００ｍの場合の車速調整区間と操舵区間の一例を示す平面図、（ｂ）は、支線の長さが４００ｍの場合の基準車速ラインの一例を示す図。 （ａ）は、支線の長さが２５０ｍの場合の車速調整区間と操舵区間の一例を示す平面図、（ｂ）は、支線の長さが２５０ｍの場合の基準車速ラインの一例を示す図。 支線に制限車速区間が設定されている場合の基準車速ラインの一例を示す図。 目標車速の表示方法の一例を示す図。 目標車速を段階的に変化させて表示する様子を示す図。 本発明の実施形態に係る車両用合流支援装置の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る車両用合流支援装置の動作を説明する別のフローチャート。 本発明の実施形態に係る車両用合流支援装置の動作を説明する更に別のフローチャート。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
＜実施形態＞
図１〜図１１を参照して、この発明の実施形態に係る車両用合流支援装置１について説明する。車両用合流支援装置１は、自動車等の車両（自車両）に搭載され、高速道路のインターチェンジ等の合流ポイントへの自車両の合流を支援するものであり、より詳細には、高速道路の支線走行中の自車両の運転者の運転操作を、本線合流のための車速操作（例えばアクセル操作及びブレーキペダル操作）と操舵操作とを分けて支援するものである。

≪構成説明≫
図１に示すように、車両用合流支援装置１は、この装置１の動作を制御するコントローラ４と、コントローラ４の入力側に接続された車速センサ５、カーナビゲーション装置６、送受信部７、合流支援スイッチ８及び操舵トルクセンサ９と、コントローラ４の出力側に接続された車速メータ１０、表示部１１、警報制御部１２、自車両の走行用のエンジン１３及び自車両の操舵用のステアリング機構１４とを備えている。

車速センサ５は、自車両の車速を検出するものである。

カーナビゲーション装置６は、例えば表示部１１に道路地図を表示し、その道路地図上に自車両の現在位置を表示すると共に自車両の現在位置から目的地までの走行経路を案内表示するものである。カーナビゲーション装置６は、少なくとも、自車両の現在位置を検出する自車位置検出部６ａと、道路地図データベース６ｂとを備えている。

自車位置検出部６ａは、例えば、ＧＰＳ衛星から発信された測位情報を受信し、その測位情報に基づいて自車両の現在位置を検出する。道路地図データベース６ｂは、上記の案内表示に使用可能な道路地図データで構成されたデータベースであり、例えば、高速道路の支線の長さに関する支線長さ情報、支線が本線に合流する合流ポイントの位置情報、制限車速が設定された支線のその制限車速及びその制限車速区間に関する支線制限車速情報、並びに、支線と本線の間を仕切る側壁が終わる終端の位置情報などを含んでいる。

送受信部７は、高速道路の本線の合流レーン走行中の他車両との間で無線通信で車車間通信を行う他に、高速道路の周辺に設置された路側通信装置を介して上位の中央処理装置との間で無線通信で路車間通信を行う。送受信部７は、車車間通信では、合流レーン走行中の他車両から、当該他車両の車速及び位置に関する他車両情報を受信する。また、送受信部７は、路車間通信では、路側通信装置から、合流レーン走行中の他車両の車速及び位置に関する他車両情報を受信する。

合流支援スイッチ８は、車両用合流支援装置１を作動又は停止させるためのオンオフ操作を受け付ける操作部である。合流支援スイッチ８がオン操作されると、車両用合流支援装置１の運転支援が作動し、合流支援スイッチ８がオフ操作されると、車両用合流支援装置１の運転支援が停止する。

操舵トルクセンサ９は、ステアリング機構１４に設けられ、自車両の運転者が操舵操作したときの操舵トルクを検出する。

車速メータ１０は、自車両の車速を表示するものであり、自車両の運転席周辺（例えばインストルパネル）に配置されている。車速メータ１０は、自車両の車速を表示する他に、自車両の本線合流時の目標車速Ｖｍに関する情報を表示する。

表示部１１は、例えばセンターディスプレイ（即ち自車両のセンターコンソールに配置されたディスプレイ）であり、自車両の本線合流のための自車両の運転者の操舵操作を支援するための操舵操作支援情報（例えば操舵タイミングや必要操舵トルクなどに関する情報）、及び、カーナビゲーション装置６の上記の案内表示などを表示する。

警報制御部１２は、例えば音声出力装置であり、自車両の運転者が車両用合流支援装置１による操舵操作支援の前に運転者が操舵操作を行った場合、運転者の当該操舵操作を止めさせる旨の警報を出力する。なお、運転者が操舵操作を行ったか否かは、例えば操舵トルクセンサ９の検出結果に基づいて行われる。

コントローラ４は、その入力側に接続された各構成要素（車速センサ５、カーナビゲーション装置６、送受信部７、合流支援スイッチ８及び操舵トルクセンサ９）からの各種情報に基づいて、その出力側に接続された各構成要素（車速メータ１０、表示部１１、警報制御部１２、エンジン１３及びステアリング機構１４）を制御する。

コントローラ４は、合流ポイント設定部４１と、目標到達時間設定部４２と、目標車速設定部４３と、区間設定部４４と、基準車速ライン設定部４５と、車速制御支援部４６と、操舵支援部４７とを備えている。

合流ポイント設定部４１は、自車位置検出部６ａの検出結果と道路地図データベース６ｂとに基づいて、自車両が走行する支線が本線の合流レーンに合流する合流ポイントを設定する。

目標到達時間設定部４２は、自車両が所定位置（例えば高速道路の料金所の地点、自車両の現在位置、又は、車両用合流支援装置１の作動時の自車両の位置）から合流ポイントに到達する目標到達時間ΔＴｍを設定する。目標到達時間ΔＴｍは、本線の合流レーンを走行する各他車両の間の各車間間隔（合流候補用車間間隔）のうち、自車両が合流する所定の車間間隔（合流用車間間隔）が、合流ポイントに到達する到達時間として設定される。即ち、目標到達時間ΔＴｍとは、合流用車間間隔が合流ポイントに到達したときに、自車両が合流ポイントに到達するための時間である。

よって、具体的には、目標到達時間設定部４２は、目標到達時間ΔＴｍとして、上記の合流候補用車間間隔の中から合流用車間間隔を決定し、その合流用車間間隔が合流ポイントに到達する到達時間を算出する。

なお、上記の各合流候補用車間間隔は、送受信部７が上記の各他車両又は路側通信装置から受信した上記の各他車両の位置に関する他車両情報に基づいて、求められる。上記の合流用車間間隔は、各合流候補用車間間隔のうちの適当なもの（例えば、各合流候補用車間間隔の合流ポイントへの到達時間と、自車両の合流ポイントへの到達時間との時間差が一定範囲内（例えば最小）のもの）として決定される。上記の車間間隔（合流用車間間隔及び合流候補用車間間隔）の合流ポイントへの到達時間は、上記の車間間隔の直前又は直後を走行する他車両が合流ポイントに到達する時間であり、例えば、当該他車両から合流ポイントまでの距離を当該他車両の車速で割って求められる。上記の自車両の合流ポイントへの到達時間は、例えば、自車両の現在位置から合流ポイントまでの距離を自車両の車速で割って求められる。

目標車速設定部４３は、自車両の本線合流時の目標車速Ｖｍを設定する。より詳細には、目標車速設定部４３は、送受信部７が上記の各他車両又は路側通信装置から受信した上記の各他車両の車速に基づいて、上記の各他車両の平均車速を求め、その平均車速に基づいて、上記の目標車速Ｖｍを設定する。なお、上記の平均車速自体が上記の目標車速Ｖｍに設定されてもよい。

区間設定部４４は、自車両が走行する支線を車速調整区間Ｌｖと操舵区間Ｌｓとに区分する。操舵区間Ｌｓは、自車両の運転者の本線合流のための操舵操作が支援される区間であり、合流ポイントＰｇから手前に所定の長さに設定される。例えば、操舵区間Ｌｓは、支線の長さに依らない一定時間Δｔ（例えばΔｔ＝５秒）と目標車速Ｖｍとの乗算した長さ（即ちＬｓ＝Δｔ×Ｖｍ）に設定される。また、車速調整区間Ｌｖは、自車両の運転者の本線合流のための車速操作が支援される区間であり、自車両が走行する支線の長さＬoから操舵区間Ｌｓを減算した長さ（即ちＬｖ＝Ｌｏ−Ｌｖ）に設定され、操舵区間Ｌｓの始端から手前に設定される。

なお、支線の長さＬｏ、操舵区間Ｌｓ及び車速調整区間Ｌｖをそれぞれ、自車両がそれらを通過するときの目標通過時間で表すと（即ち時間換算で表すと）、支線の目標通過時間は目標到達時間ΔＴｍとなり、操舵区間Ｌｓの目標通過時間は一定時間Δｔとなり、車速調整区間Ｌｖの目標通過時間は、目標到達時間ΔＴｍから一定時間Δｔを減算した値（＝ΔＴｍ−Δｔ）となる。即ち、この車両用合流支援装置１の運転支援の下では、自車両は、支線を目標到達時間ΔＴｍで通過する必要があり、その際、車速調整区間Ｌｖを（ΔＴｍ−Δｔ）の目標通過時間で通過し、操舵区間Ｌｓを一定時間Δｔの目標通過時間で通過する必要がある。

基準車速ライン設定部４５は、基準車速ラインＳを設定する。基準車速ラインＳは、自車両の車速調整区間Ｌｖの走行中の模範（即ち基準）となる車速変化を規定したものであり、自車両の車速が、大きく加減速することなく（即ち僅かな車速変化で）、車速調整区間Ｌｖの終端で最終的な目標車速Ｖｍに到達する車速ラインに形成されている。

車速制御支援部４６は、自車両の運転者の本線合流のための車速操作（例えばアクセル操作）を支援する。車速制御支援部４６は、自車両が車速調整区間Ｌｖに進入すると、車速メータ１０を制御して車速メータ１０に目標車速Ｖｍを表示する。その際、車速制御支援部４６は、車速メータ１０に表示する目標車速を、例えば自車両の現在車速から変化させて車速調整区間Ｌｖの終端で目標車速Ｖｍ（即ち最終的な目標車速）に到達するように、基準車速ラインＳに沿って段階的に変化させて表示してもよい。これにより、自車両の操舵区間Ｌｓへの進入時に、自車両の車速が丁度、目標車速Ｖｍに到達するように、運転者の車速操作が支援される。

また、車速制御支援部４６は、車速調整区間Ｌｖ内で、自車両の車速が目標車速Ｖｍに到達すると、例えば自車両の本線合流が終了するまで、自車両の車速を目標車速Ｖｍに維持するように制御する（自動車速制御）。具体的には、車速制御支援部４６は、自車両がオートクルーズ機能（即ち、アクセルペダルを踏み続けることなく設定した一定の車速を維持する機能）を有する場合、自車両の車速が目標車速Ｖｍに到達した時に、オートクルーズ機能を自動でオン制御にして設定車速を現在の車速（即ち目標車速Ｖｍ）に設定する。

操舵支援部４７は、自車両の運転者の本線合流のための操舵操作を支援する。より詳細には、操舵支援部４７は、自車両の操舵区間Ｌｓの走行中に、表示部１１に、本線合流のための操舵操作を行う適宜タイミングで、本線合流のための操舵操作のタイミングを知らせる操舵支援情報（例えば「ハンドルを操作して合流してください」又は「ハンドルを右に１５度回してください」などの表示情報）を表示する。

なお、この実施形態では、上述の通り、車速制御支援部４６は目標車速Ｖｍを表示することで車速操作の支援を行い、操舵支援部４７は操舵支援情報を表示することで操舵操作の支援を行うが、それら車速操作支援及び操舵操作支援は、表示で行われる代わりに音声案内で行われてもよい。

≪動作説明≫
まず図２〜図８を参照して、車両用合流支援装置１の動作概要を説明する。
図２に示すように、車両用合流支援装置１は、自車両Ｋｇが高速道路の支線Ｄｓに進入すると（例えば料金所Ｒを通過すると）、車車間通信又は路車間通信を利用して、目標到達時間ΔＴｍ及び合流ポイントＰｇを決定する。そして、車両用合流支援装置１は、支線Ｄｓを走行する自車両Ｋｇに対して、本線Ｄｈの合流レーンＤｈ１に合流するための車速操作及び操舵操作の支援を行う。なお、図２中、符号Ｄｈ２は、本線Ｄｈの追越レーンであり、符号Ｋｔは、他車両であり、符号Ｗｇは、合流用車間間隔である。

そして、図３に示すように、車両用合流支援装置１は、自車両Ｋｇの運転者の車速操作及び操舵操作の支援を行う際に、まず、支線Ｄｓを車速調整区間Ｌｖと操舵区間Ｌｓとに区分する。そして、車両用合流支援装置１は、自車両Ｋｇが車速調整区間Ｌｖを走行しているときに、自車両Ｋｇの車速が基準車速ラインＳに沿って変化するように自車両Ｋｇの運転者の車速操作の支援を行い、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓを走行しているときに、適切な操舵タイミングで操舵操作が行われるように自車両Ｋｇの運転者の操舵支援を行う。なお、車速調整区間Ｌｖ、操舵区間Ｌｓ及び基準車速ラインＳの設定の考え方は、下記の通りである。

即ち、図４（ａ）に示すように、支線Ｄｓの長さＬoが比較的長い場合（例えばＬo＝４００ｍの場合）は、目標到達時間ΔＴｍが２０ｓであり、且つ目標車速Ｖｍが８０ｋｍ／ｈ（＝２２ｍ／ｓ）であるならば、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓを通過するときの目標通過時間は、一定時間Δｔ（例えば５ｓ）に設定され、操舵区間Ｌｓは、１１０ｍ（＝Ｖｍ×Δｔ＝２２ｍ／ｓ×５ｓ）に設定される。即ち、操舵区間Ｌｓは、合流ポイントＰｇの１１０ｍ手前から始まるように設定される。そして、自車両Ｋｇが車速調整区間Ｌｖを通過するときの目標通過時間は、１５ｓ（＝ΔＴｍ−Δｔ＝２０ｓ−５ｓ）に設定され、車速調整区間Ｌｖは、２９０ｍ（＝Ｌo−Ｌｓ＝４００ｍ−１１０ｍ）に設定され、操舵区間Ｌｓの２９０ｍ手前から始まるように設定される。

そして、この場合、図４（ｂ）に示すように、運転者の車速操作の支援で使用するための基準車速ラインＳが設定される。即ち、車速調整区間Ｌｖの始端（例えば高速道路の料金所Ｒの地点）で自車両Ｋｇの車速がＶo（例えばＶo＝２０ｋｍ／ｈ）となり、車速調整区間Ｌｖの始端から１５ｓの目標通過時間で２９０ｍ走行して車速調整区間Ｌｖの終端に到達した時に、自車両Ｋｇの車速が滑らかに（例えば直線的に）変化して目標車速Ｖｍ（＝８０ｋｍ／ｈ）に到達するように、基準車速ラインＳが設定される。この場合の基準車速ラインＳは、支線Ｄｓに制限車速が設定されていないため、以下、制限車速無しの基準車速ラインＳとも記載する。

他方、図５（ａ）に示すように、支線Ｄｓの長さＬoが比較的短い場合（例えばＬo＝２５０ｍの場合）は、目標到達時間ΔＴｍが１５ｓであり、且つ目標車速Ｖｍが８０ｋｍ／ｈ（＝２２ｍ／ｓ）であるならば、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓを通過するときの目標通過時間は、一定時間Δｔ（例えば５ｓ）に設定され、操舵区間Ｌｓは、１１０ｍ（＝Ｖｍ×Δｔ＝２２ｍ／ｓ×５ｓ）に設定される。即ち、操舵区間Ｌｓは、合流ポイントＰｇの１１０ｍ手前から始まるように設定される。そして、自車両Ｋｇが車速調整区間Ｌｖを通過するときの目標通過時間は、１０ｓ（＝ΔＴｍ−Δｔ＝１５ｓ−５ｓ）に設定され、車速調整区間Ｌｖは、１４０ｍ（＝Ｌo−Ｌｓ＝２５０ｍ−１１０ｍ）に設定され、操舵区間Ｌｓの１４０ｍ手前から始まるように設定される。このように、図４の場合と比べて支線Ｄｓの長さＬoが短くても（即ち支線Ｄｓの長さＬoに関係無く）、操舵区間Ｌｓの目標通過時間は、一定の時間に設定される。

そして、この場合、図５（ｂ）に示すように、基準車速ライン（即ち制限車速無しの基準車速ライン）Ｓが設定される。即ち、車速調整区間Ｌｖの始端（例えば高速道路の料金所Ｒの地点）で自車両Ｋｇの車速がＶo（例えばＶo＝２０ｋｍ／ｈ）となり、車速調整区間Ｌｖの始端から１０ｓの目標通過時間で１４０ｍ走行して車速調整区間Ｌｖの終端に到達した時に、自車両Ｋｇの車速が滑らかに（例えば直線的に）変化して目標車速Ｖｍ（＝８０ｋｍ／ｈ）に到達するように、基準車速ラインＳが設定される。

なお、支線Ｄｓの長さＬoが比較的長い場合やカーブしている場合は、支線Ｄｓに、支線Ｄｓの始端（例えば料金所Ｒ）から所定区間（制限車速区間Ｌａ）の間、制限車速Ｖａ（例えばＶａ＝４０ｋｍ／ｈ）が設定されている場合がある。この場合は、図６に示すように、基準車速ライン（即ち制限車速有りの基準車速ライン）Ｓが設定される。

即ち、車速調整区間Ｌｖの始端で自車両Ｋｇの車速がＶo（例えばＶo＝２０ｋｍ／ｈ）となり、車速調整区間Ｌｖの始端から、自車両Ｋｇの車速が支線Ｄｓの制限車速Ｖａを上限として滑らかに変化（例えば上昇）し、自車両Ｋｇが制限車速区間Ｌａを通過するまで自車両Ｋｇの車速が制限車速Ｖａ以下に維持され、その後、自車両Ｋｇが制限車速区間Ｌａを通過して制限車速Ｖａが解除された時ｔａから自車両Ｋｇの車速が再び滑らかに変化して、自車両Ｋｇが車速調整区間Ｌｖの終端に到達した時に、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達するように、基準車速ラインＳが設定される。

また、車速調整区間Ｌｖでは、図７に示すように、車速メータ１０に目標車速Ｖｍが表示されることで、自車両Ｋｇの運転者に対して車速操作の支援が行われる。

具体的には、車速メータ１０は、例えば指針式の車速メータで構成されており、文字板１０ａと、主指針１０ｂと、副指針１０ｃとを備えている。文字板１０ａは、車速を示す数字が円弧状に並んで表示されたものである。主指針１０ｂは、文字板１０ａ上に回動可能に設けられ、文字板１０ａに表示された車速のうちから自車両Ｋｇの現在の車速を差し示すものである。副指針１０ｃは、文字板１０ａ上に回動可能に設けられ、文字板１０ａに表示された車速のうちから目標車速Ｖｍを差し示すものである。この場合は、副指針１０ｃで目標車速Ｖｍが差し示されることで、車速メータ１０に目標車速Ｖｍが表示される。

なお、この場合、図８に示すように、副指針１０ｃで差し示される目標車速Ｖｍは、基準車速ラインＳに基づいて、車速調整区間Ｌｖの終端で最終的な目標車速に到達するように、自車両Ｋｇの車速の上昇（又は自車両Ｋｇが車速調整区間Ｌｖの始端を通過した時からの経過時間、又は車速調整区間Ｌｖ内での自車両Ｋｇの現在の走行位置）に応じて段階的に変化される。図８では、副指針１０ｃで差し示される目標車速Ｖｍは、例えば４０ｋｍ／ｈ→６５ｋｍ／ｈ→８０ｋｍ／ｈのように段階的に変化されている。運転者は、自車両Ｋｇの車速が副指針１０ｃで差し示される目標車速Ｖｍに一致するように車速操作を行うことで、自車両Ｋｇの車速を本線合流に必要な車速にスムーズに操作することができる。

また、操舵区間Ｌｓでは、図７の表示部１１に適宜タイミングで操舵支援情報が表示されることで、自車両Ｋｇの運転者に対して操舵操作の支援が行われる。運転者は、操舵支援情報が表示部１１に表示されたときに、本線合流のための操舵操作を行うことで、自車両Ｋｇを本線Ｄｈにスムーズに合流させることができる。

次に図９〜図１１を参照して、車両用合流支援装置１の動作の時系列的な流れを説明する。
図９に示すように、ステップＳ１で、合流ポイント設定部４１が、道路地図データベース６ｂから道路地図データを読み込む。そして、ステップＳ２で、合流ポイント設定部４１は、読み込んだ道路地図データに基づいて、自車両Ｋｇが高速道路の支線Ｄｓに進入したか（具体的には例えば料金所Ｒを通過したか）否かを判定する。その判定の結果、自車両Ｋｇが支線Ｄｓに進入していない場合（Ｓ２でＮＯの場合）は、処理がステップＳ１に戻り、他方、自車両Ｋｇが支線Ｄｓに進入した場合（Ｓ２でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ３に進む。そして、ステップＳ３で、合流ポイント設定部４１は、合流支援スイッチ８がオン操作されているか否かを判定する。この判定の結果、合流支援スイッチ８がオン操作されていない場合（Ｓ３でＮＯの場合）は、処理がステップＳ１に戻り、他方、合流支援スイッチ８がオン操作されている場合（Ｓ３でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ４に進み、車両用合流支援装置１の運転支援が作動する。

ステップＳ４では、合流ポイント設定部４１は、道路地図データベース６ｂから読み込んだ道路地図データに基づいて、自車両Ｋｇが走行する支線Ｄｓが本線Ｄｈの合流レーンＤｈ１に合流する合流ポイントＰｇを設定する。

そして、ステップＳ５では、目標到達時間設定部４２が、送受信部７を介して上記の合流レーンＤｈ１を走行する他車両Ｋｔとの間で車車間通信を行って、又は、送受信部７を介して上記の高速道路の周辺に設置された路側通信装置との間で路車間通信を行って、上記の合流レーンＤｈ１を走行する各他車両Ｋｔのうち、自車両Ｋｇの一定範囲内を走行する各他車両Ｋｔの車速及び位置に関する他車両情報を取得する。

そして、ステップＳ６で、目標到達時間設定部４２は、ステップＳ４で設定されて合流ポイントＰｇと、ステップＳ５で取得された他車両情報とに基づいて、合流レーンＤｈ１を走行する各他車両Ｋｔの間の車間間隔のうちの所定の車間間隔である合流用車間間隔Ｗｇが合流ポイントＰｇに到達する時間を算出し、その時間を、自車両Ｋｇが合流ポイントＰｇに到達する目標到達時間ΔＴｍとして設定する。

そして、ステップＳ７で、目標車速設定部４３が、ステップＳ５で取得された他車両情報に基づいて、合流レーンＤｈ１を走行する各他車両Ｋｔの平均車速を求め、その平均車速から、自車両Ｋｇの本線合流時の目標車速Ｖｍを設定する。

そして、ステップＳ８で、区間設定部４４が、予め設定された一定時間Δｔ（例えばΔｔ＝５ｓ）と目標車速Ｖｍとに基づいて、支線Ｄｓに操舵区間Ｌｓ（＝Ｖｍ×Δｔ）を設定する。そして、ステップＳ９で、区間設定部４４は、道路地図データベース６ｂから取得された支線Ｄｓの長さＬoと、ステップＳ８で設定された操舵区間Ｌｓとに基づいて、支線Ｄｓに車速調整区間Ｌｖ（＝Ｌo−Ｌｓ）を設定する。なお、車速調整区間Ｌｖの始端は、支線Ｄｓの始端（例えば料金所Ｒの地点）と一致しているため、ステップＳ２での自車両Ｋｇの支線Ｄｓへの進入によって、自車両Ｋｇは車速調整区間Ｌｖに進入している。

そして、ステップＳ１０で、基準車速ライン設定部４５が、道路地図データベース６ｂに基づいて、自車両Ｋｇが走行する支線Ｄｓの一部に制限車速Ｖａが設定されているか否かを判定する。この判定の結果、支線Ｄｓの一部に制限車速Ｖａが設定されていない場合（Ｓ１０でＮＯの場合）は、処理がステップＳ１１に進み、基準車速ライン設定部４５は、制限車速無しの基準車速ラインＳを設定する。そして、処理が図１０のステップＳ１４に進む。他方、ステップＳ１０の判定の結果、支線Ｄｓの一部に制限車速Ｖａが設定されている場合（Ｓ１０でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ１２に進み、基準車速ライン設定部４５は、制限車速有りの基準車速ラインＳを設定する。そして、処理が図１１のステップＳ２３に進む。

そして、図１０に示すように、ステップＳ１４では、車速制御支援部４６が、ステップＳ１１で設定された制限車速無しの基準車速ラインＳに従って、目標車速Ｖｍを車速メータ１０に表示する。そして、ステップＳ１５で、操舵支援部４７が、操舵トルクセンサ９の検出結果に基づいて、自車両Ｋｇの車速調整区間Ｌｖの走行中に、自車両Ｋｇの運転者が操舵操作を行ったか否かを判定する。この判定の結果、自車両Ｋｇの運転者が操舵操作を行った場合（Ｓ１５でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ１６に進み、操舵支援部４７は、警報制御部１２から当該操舵操作を止めさせる旨の警報を出力させる。そして、処理がステップＳ１７に進む。他方、ステップＳ１５の判定の結果、運転者が操舵操作を行っていない場合（Ｓ１５でＮＯの場合）は、処理がステップＳ１６を省略してステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、車速制御支援部４６が、車速センサ５の検出結果に基づいて、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達したか否かを判定する。この判定の結果、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達していない場合（Ｓ１７でＮＯの場合）は、処理がステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理が繰り返される。これにより、自車両Ｋｇの運転者は、本線合流のための車速操作と操舵操作のうち車速操作だけに集中して運転操作でき、自車両Ｋｇの車速を大きく加減速させることなく目標車速Ｖｍまで到達させることができる。

他方、ステップＳ１７の判定の結果、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達している場合（Ｓ１７でＹＥＳの場合）は、ステップＳ１８で、車速制御支援部４６が、自車両Ｋｇの本線合流が終了するまで、自車両Ｋｇの車速を自動で目標車速Ｖｍに維持するように制御する（自動車速制御）。これにより、運転者は、この後の本線合流のための操舵操作に集中することができる。そして、ステップＳ１９で、車速制御支援部４６が、車速メータ１０への目標車速Ｖｍの表示を止める。

そして、ステップＳ２０で、操舵支援部４７が、道路地図データベース６ｂから読み出された道路地図データに基づいて、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓに進入したか否かを判定する。この判定の結果、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓに進入していない場合（Ｓ２０でＮＯの場合）は、ステップＳ２０の処理が繰り返される。他方、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓに進入した場合（Ｓ２０でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ２１に進み、操舵支援部４７は、操舵支援情報を適宜タイミングで表示部１１に表示する。自車両Ｋｇの運転者は、この操舵支援情報が表示部１１に表示されたタイミングで、本線合流のための操舵操作を行うことで、スムーズに自車両Ｋｇを本線Ｄｈに合流させることができる。また、運転者は、車速操作の後に操舵操作を行うため、操舵操作に集中することができる。

そして、ステップＳ２２で、操舵支援部４７が、道路地図データベース６ｂから読み出された道路地図データに基づいて、自車両Ｋｇが本線Ｄｈに合流したか否かを判定する。その判定の結果、この判定の結果、自車両Ｋｇが本線Ｄｈに合流していない場合（Ｓ２２でＮＯの場合）は、ステップＳ２２の処理が繰り返される。他方、自車両Ｋｇが本線Ｄｈに合流した場合（Ｓ２２でＹＥＳの場合）は、処理が終了する。

他方、図１１に示すように、ステップＳ２３では、車速制御支援部４６は、ステップＳ１２で設定された制限車速有りの基準車速ラインＳに従って、自車両Ｋｇが支線Ｄｓの制限車速区間Ｌａ（制限車速Ｖａ）を通過するまで、目標車速Ｖｍとして制限車速Ｖａを上限とする車速を車速メータ１０に表示する。

そして、ステップＳ２４で、車速制御支援部４６が、道路地図データベース６ｂから読み出された道路地図データに基づいて、自車両Ｋｇが制限車速区間Ｌａを通過したか否かを判定する。この判定の結果、自車両Ｋｇが制限車速区間Ｌａを通過していない場合（Ｓ２４でＮＯの場合）は、処理がステップＳ２３も戻り、ステップＳ２３及びＳ２４の処理が繰り返される。これにより、運転者は、制限車速区間Ｌａでは、制限車速Ｖａを上限とする車速に車速操作するように誘導される。

他方、ステップＳ２４の判定の結果、自車両Ｋｇが制限車速区間Ｌａを通過した場合（Ｓ２４でＹＥＳの場合）は、処理がステップＳ２５に進み、車速制御支援部４６は、ステップＳ１２で設定された制限車速有りの基準車速ラインＳに従って、制限車速Ｖａを超えた目標車速Ｖｍを車速メータ１０に表示する。これにより、運転者は、制限車速Ｖａを超えた車速操作を促される。

そして、ステップＳ２６〜Ｓ３３の処理が順に行われるが、ステップＳ２６〜Ｓ３３の処理はそれぞれ、ステップＳ１５〜Ｓ２２の処理と同じ処理であるため、説明は省略する。

≪主要な効果≫
以上、この実施形態に係る車両用合流支援装置１によれば、自車両Ｋｇの本線合流時の目標車速Ｖｍを設定する目標車速設定部４３と、自車両Ｋｇの支線Ｄｓ走行中に、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達するように自車両Ｋｇの運転者の車速操作を支援する車速制御支援部４６と、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達した後に、自車両Ｋｇが本線Ｄｈに合流するための運転者の操舵操作を支援する操舵支援部４７とを備えている。

この構成によれば、本線合流のための車速操作と操舵操作とに分けて運転支援が行われるため、それら各操作（車速操作及び操舵操作）に運転者を集中させることができる。この結果、本線合流時の安全性を高めることができると共に本線合流時の運転者の運転操作の負担を軽減することができる。

また、車速制御支援部４６は、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに到達した後、自車両Ｋｇの車速を目標車速Ｖｍに維持するため、運転者は、操舵操作中に、車速を目標車速Ｖｍに維持する車速操作を行う必要が無くなり、操舵操作に集中することができる。

また、車速制御支援部４６は、支線Ｄｓに制限車速Ｖａが設定されている場合、自車両Ｋｇの車速を、制限車速Ｖａを上限とする車速に変化させ、制限車速Ｖａが解除された後に目標車速Ｖｍに到達するように、運転者の車速操作を支援するため。支線Ｄｓに制限車速Ｖａが設定されている場合は、制限車速Ｖａに応じた車速制御支援を行うことができる。この結果、本線合流時の安全性をより高めることができる。

また、自車両Ｋｇの支線走行中に操舵支援部４７による操舵操作支援の前に運転者が操舵操作を行った場合、運転者に対して操舵操作を止める旨の警報を行う警報制御部１２を備えているため、自車両Ｋｇの支線走行中に操舵支援部４７による操舵操作支援の前に運転者が操舵操作を行うことを抑制でき、この結果、運転者を車速操作に集中させることができ、本線合流時の安全性を高めることができる。

また、車速制御支援部４６による車速操作支援が行われる車速調整区間Ｌｖと、操舵支援部４７による操舵操作支援が行われる操舵区間Ｌｓとを支線Ｄｓに設定する区間設定部４４を備えているため、支線Ｄｓを車速調整区間Ｌｖと操舵区間Ｌｓとに区分でき、これによっても、運転者を車速操作及び操舵操作の各々に集中させることができる。

また、操舵区間Ｌｓは、支線Ｄｓの長さに依らない一定時間Δｔと目標車速Ｖｍとを乗算した長さに設定されるため、自車両Ｋｇが操舵区間Ｌｓを通過する通過時間（＝操舵区間Ｌｓ／目標車速Ｖｍ）は、支線Ｄｓの長さに関係なく一定時間Δｔになる。このため、支線Ｄｓの長さが短い場合でも、操舵操作のための時間を十分に確保することができる。

また、車速制御支援部４６は、車速調整区間Ｌｖ内で自車両Ｋｇの車速を目標車速Ｖｍに到達させるための基準車速ラインＳを設定し、自車両Ｋｇの車速が基準車速ラインＳに沿って目標車速Ｖｍに到達するように運転者の車速操作を支援するため、自車両Ｋｇの車速が、目標車速Ｖｍに到達する途中で大きく加速又は減速することを抑制できる。この結果、無駄の無い車速操作でスムーズに、自車両Ｋｇの車速を目標車速Ｖｍに到達させることができる。

また、車速制御支援部４６は、自車両Ｋｇの車速メータ１０に目標車速Ｖｍに関する情報を表示することで、自車両Ｋｇの運転者の車速操作を支援するため、運転者に対して、視覚的に分かり易く、車速操作を支援することができる。

また、操舵支援部４７は、自車両Ｋｇの本線合流のための操舵操作を行う旨の指示を表示部１１に表示することで、運転者の操舵操作を支援するため、運転者に対して、視覚的に分かり易く、操舵操作を支援することができる。

＜変形例＞
上記の実施形態では、車速制御支援部４６は、車速支援として、車速調整区間Ｌｖで車速メータ１０に目標車速Ｖｍを表示するだけであったが、車速制御支援部４６は、車速調整区間Ｌｖで、運転者の車速操作に対して、自車両Ｋｇの車速が基準車速ラインＳから超過又は不足している場合、その超過分又は不足分が相殺されるように、エンジン出力（例えばスロットル弁の開度）を制御して自車両Ｋｇの車速を制御してもよい（車速アシスト制御）。即ち、運転者の車速操作による超過分又は不足分の車速が車速制御支援部４６のエンジン制御で相殺されて、自車両Ｋｇの車速が目標車速Ｖｍに制御されてもよい。これにより、運転者の車速操作のスキルが低い場合でも、自車両Ｋｇの車速を基準車速ラインＳに沿って目標車速Ｖｍに到達させることができる。

同様に、上記の実施形態では、操舵支援部４７は、操舵支援として、操舵区間Ｌｓで表示部１１に操舵支援情報を表示するだけであったが、操舵支援部４７は、操舵区間Ｌｓで、運転者の操舵操作に対して、操舵トルクが本線合流のために必要な必要操舵トルクから超過又は不足している場合は、その超過分又は不足分が相殺されるように、ステアリング機構１４を制御して自車両Ｋｇの操舵トルクを制御してもよい（操舵アシスト制御）。即ち、運転者の操舵操作による超過分又は不足分の操舵トルクが操舵支援部４７の操舵トルク制御で相殺されて、操舵トルクが必要操舵トルクに制御されてもよい。これにより、運転者の操舵操作のスキルが低い場合でも、自車両Ｋｇを支線Ｄｓから本線Ｄｈにスムーズに合流させることができる。

この発明は、上述の実施形態及び変形例の構成のみに限定されるものではなく、上述の実施形態及び変形例の組み合わせも含み、多くの実施の形態を得ることができる。

この発明は、自車両の支線から本線への合流を支援する車両用合流支援装置への適用に好適である。

１…車両用合流支援装置
１０…車速メータ
１１…表示部
１２…警報制御部
４３…目標車速設定部
４４…区間設定部
４６…車速制御支援部
４７…操舵支援部
Ｌo…支線
Ｌｖ…車速調整区間
Ｌｓ…操舵区間
Ｓ…基準車速ライン
Ｖａ…制限車速
Ｖｍ…目標車速

Claims (9)

1. 自車両の支線から本線への合流を支援する車両用合流支援装置であって、
   前記自車両の本線合流時の目標車速を設定する目標車速設定部と、
   前記自車両の支線走行中に、前記自車両の車速が前記目標車速に到達するように前記自車両の運転者の車速操作を支援する車速制御支援部と、
   前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後に、前記自車両が本線に合流するための前記運転者の操舵操作を支援する操舵支援部と、
   前記自車両の支線走行中に前記操舵支援部による操舵操作支援の前に前記運転者が操舵操作を行った場合、前記運転者に対して操舵操作を止める旨の警報を行う警報制御部とを備えた
   車両用合流支援装置。
2. 自車両の支線から本線への合流を支援する車両用合流支援装置であって、
   前記自車両の本線合流時の目標車速を設定する目標車速設定部と、
   前記自車両の支線走行中に、前記自車両の車速が前記目標車速に到達するように前記自車両の運転者の車速操作を支援する車速制御支援部と、
   前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後に、前記自車両が本線に合流するための前記運転者の操舵操作を支援する操舵支援部と、
   前記車速制御支援部による車速操作支援が行われる車速調整区間と、前記操舵支援部による操舵操作支援が行われる操舵区間とを前記支線に設定する区間設定部とを備え、
   前記操舵区間は、前記支線の長さに依らない一定時間と前記目標車速とを乗算した長さに設定された
   車両用合流支援装置。
3. 前記車速制御支援部は、前記自車両の車速が前記目標車速に到達した後、前記自車両の車速を前記目標車速に維持する
   請求項１または請求項２に記載の車両用合流支援装置。
4. 前記車速制御支援部は、支線に制限車速が設定されている場合、前記自車両の車速を、前記制限車速を上限とする車速に変化させ、前記制限車速が解除された後に前記目標車速に到達するように、前記運転者の車速操作を支援する
   請求項１から請求項３のうちの一項に記載の車両用合流支援装置。
5. 前記車速制御支援部は、前記車速調整区間内で前記自車両の車速を前記目標車速に到達させるための基準車速ラインを設定し、前記自車両の車速が前記基準車速ラインに沿って前記目標車速に到達するように前記運転者の車速操作を支援する
   請求項２に記載の車両用合流支援装置。
6. 前記車速制御支援部は、前記車速調整区間内で、前記運転者の車速操作に対して前記自車両の車速が前記基準車速ラインから超過又は不足している場合、その超過分又は不足分の車速が相殺されるように前記自車両の車速を制御する
   請求項５に記載の車両用合流支援装置。
7. 前記操舵支援部は、前記操舵区間内で、前記運転者の操舵操作に対して前記自車両の操舵トルクが前記自車両の本線合流に必要な必要操舵トルクから超過又は不足している場合、その超過分又は不足分の操舵トルクが相殺されるように前記自車両の操舵トルクを制御する
   請求項２、請求項５、請求項６のうちの一項に記載の車両用合流支援装置。
8. 前記車速制御支援部は、前記自車両の車速メータに前記目標車速に関する情報を表示することで、前記自車両の運転者の車速操作を支援する
   請求項１から請求項７のうちの一項に記載の車両用合流支援装置。
9. 表示部を備え、
   前記操舵支援部は、前記自車両の本線合流のための操舵操作を行う旨の指示を前記表示部に表示することで、前記運転者の操舵操作を支援する
   請求項１から請求項８のうちの一項に記載の車両用合流支援装置。

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