JP6760179B2 - 運転支援システム - Google Patents

Description

本発明は、自動運転車両の車線移動支援を行う運転支援システムに関する。

特許文献１に開示の車線群形成制御装置は、車両群が隊列走行しながら合流地点を通過する際に、合流道路を走行する合流車が合流地点に到達する時刻に従って車両群を分割し、当該合流車を合流させるための隙間を形成する。

特開平１１−３２８５８４号公報

一般に、車両が合流や車線変更などのために車線移動を行う際には、移動先の車線に、当該車両が車線移動した場合に前後の車両との間に十分な間隔を保つことが可能なスペースが形成されている必要がある。さらに、このようなスペースが形成された場合であっても、車線移動を行うまでの時間、そのスペースが維持される必要がある。

従って、特許文献１のように、車線を移動する車両のためにあらかじめスペースを形成することを考えた場合、スペースを形成できた場合であっても、形成したスペースに他車両が割り込みするなどして車線を移動できない場合がある。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車両が車線を移動するためのスペースへスムーズに移動することを可能とした、自動で車線移動を行う運転支援システムを提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本発明は、加速および減速を自動で行うことにより加減速度を自動で変更する加減速制御と、車線移動前の車線である移動前車線から、車線移動後の車線である移動後車線に自動で車線移動を行う車線移動制御とを含む運転支援を実行する車線移動車両（１０）で用いられる運転支援装置（１００）を含む運転支援システム（１）であって、車線移動制御の実行が要求された場合に、移動後車線を、加減速制御を含む運転支援を実行して走行している車両の中から、当該車両と当該車両の先行車両（４０）との間に車線移動車両が車線移動することが可能な協力スペースを形成することにより、車線移動制御に協力する協力車両（２０）を決定する協力車両決定部（１２１）と、車線移動車両および協力車両の少なくとも一方に対して加減速制御を実行させ、車線移動車両が協力車両の側方に位置する移動準備状態とする移動準備部（１２２）と、移動準備状態となった場合に、協力車両に対して、協力スペースを形成するために加減速制御の実行を要求するスペース形成部（１２３）と、協力スペースが形成されたことに基づいて、車線移動車両に車線移動制御の実行を要求し、協力スペースに車線移動させる移動実行部（１２５）とを備え、移動準備部は、協力車両が車線移動車両の後方に位置する場合、少なくとも協力車両に対して加減速制御を実行させることにより協力車両を移動させ、移動準備状態とする。

以上の構成によれば、協力車両決定部が協力車両を決定すると、移動準備部は、車線移動車両が、協力車両の側方に位置する移動準備状態となるように、車線移動車両および協力車両の少なくとも一方に加減速制御を実行させる。車線移動車両が協力車両の側方に位置する移動準備状態となると、スペース形成部が協力スペースを形成する。これにより、車線移動車両が車線移動することが可能な協力スペースが移動後車線に形成され、車線移動実行部によって自動で車線移動が行われる。

このとき、車線移動車両が協力車両の側方に移動してから協力スペースが形成されることにより、車線移動車両がその協力スペースへ移動を開始するまでの時間を短縮することができる。このため、協力スペースへの他車両の割込みを抑制することができ、車線移動車両はスムーズに車線移動を行うことができる。

運転支援システム１の概略を示す図である。 運転支援装置１００の構成を示す図である。 協力車両装置２００の構成を示す図である。 運転支援装置１００の作動を示すフローチャートである。 加減速度を調停するサブルーチンを示すフローチャートである。 車線移動制御を調停するサブルーチンを示すフローチャートである。 協力車両装置２００の作動を示すフローチャートである。 協力車両２０が車線移動車両１０の前方の場合の作動例を示す図である。 協力車両２０が車線移動車両１０の前方の場合の作動例を示す図である。 協力車両２０が車線移動車両１０の前方の場合の作動例を示す図である。 協力車両２０が車線移動車両１０の後方の場合の作動例を示す図である。 協力車両２０が車線移動車両１０の後方の場合の作動例を示す図である。 協力車両２０が車線移動車両１０の後方の場合の作動例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態としての運転支援システム１を図面に基づいて説明する。運転支援システム１の構成及び詳細な説明に入る前に、運転支援システム１の作動概略を図１に沿って説明する。運転支援システム１は、車両の車線変更や合流を支援する。これ以降、車線変更および合流の際に走行中の車線から別の車線に移動する動作を車線移動と総称する。本実施形態では、運転支援システム１が車線移動を支援する場面として、本線３１に合流車線３２が合流する合流領域３０において、車線移動車両１０の合流を支援する場合を例に説明する。合流車線３２が請求項の移動前車線に相当し、本線３１が請求項の移動後車線に相当する。

運転支援システム１は、合流車線３２を走行する車線移動車両１０で用いられる運転支援装置１００と、本線３１を走行する協力車両２０で用いられ、運転支援装置１００と無線通信する協力車両装置２００とを備える。運転支援装置１００と協力車両装置２００は、無線通信で車線移動車両１０および協力車両２０の位置および速度をやりとりし、協調して車線移動車両１０を本線３１に合流させる。

具体的には、車線移動車両１０は、協力車両２０にスペースの形成を依頼し、依頼を受けた協力車両２０は、協力車両２０の先行車両４０との間に車線移動車両１０が車線移動することが可能な協力スペースを形成する。協力車両２０が協力スペースを形成すると、車線移動車両１０は形成された協力スペースに車線移動する。

なお、車線移動車両１０は、周辺の環境に基づいて加減速および操舵を自動で実行する、いわゆる自動運転を行って走行している車両である。車線移動車両１０が自動で実行する制御は、駆動および制動を実行することにより自動で加減速する加減速制御と、操舵を含む制御を実行することにより自動で車線を移動する車線移動制御とを含む。

協力車両２０は、あらかじめ定められた距離以上の車間距離を維持しつつ、先行車両４０を追従するように加減速する、いわゆるアダプティブクルーズコントロール（以下、ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）を行っている車両である。協力車両２０が自動で実行する制御は、駆動および制動を実行することにより自動で加減速する加減速制御を含む。また、合流領域３０の周辺は、車線移動車両１０、協力車両２０、および先行車両４０以外にも他車両５０が走行している。

［運転支援装置１００の構成］
図２を用いて運転支援装置１００の構成を説明する。運転支援装置１００は、ロケータ１０１と、周辺監視センサ１０２と、通信部１０３と、運転支援ＥＣＵ１０４とを備える。なお、以下の運転支援装置１００の構成の説明と、後述の運転支援装置１００の作動の説明とにおいては、運転支援装置１００を用いる車両、すなわち車線移動車両１０を自車と呼ぶ。また自車以外の車両、すなわち車線移動車両１０以外の車両である協力車両２０、先行車両４０、および他車両５０を区別しない場合他車と総称する。

ロケータ１０１は、自車の位置を決定する装置であり、本実施形態では、慣性センサ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機、地図データを記憶した地図データベースを備えている。慣性センサは、自車の角速度を取得するジャイロセンサと、自車の加速度を取得する加速度センサとを備える。ＧＮＳＳ受信機はＧＮＳＳを構成する測位衛星が送信する測位信号を受信する受信機である。地図データベースは、不揮発性のメモリであって、道路形状等の地図データを記憶している。

本実施形態におけるロケータ１０１は、慣性センサが取得した角速度および加速度を用いて位置を逐次更新する慣性航法と、ＧＮＳＳ受信機が受信した測位信号を用いて位置を測位する電波航法との組み合わせによって自車の位置を逐次決定する。さらに、決定した位置の軌跡を地図データベースが記憶する道路形状に重ね合わせることで位置の補正を行う。

周辺監視センサ１０２は、他車や歩行者等の移動物体、ガードレールや標識等の静止物体、および停止線等の道路標示といった自車の周辺の状況を取得する装置である。具体的には、自車の周辺を撮像範囲とするカメラや、自車の周辺に探査波を送信する、ミリ波レーダ、ソナー、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）等のセンサである。

通信部１０３は、自車が合流領域３０の周辺に位置する場合に、合流領域３０の周辺に位置する協力車両２０が備える協力車両装置２００と、無線通信を行うための通信モジュールである。従って、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の近距離無線通信規格に従って、自車が合流領域３０周辺に位置する場合に、周囲に位置する協力車両２０と直接通信を行えばよい。あるいは、路側機や基地局などを介して間接的に通信するとしてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０４、および後述のＡＣＣＥＣＵ２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成されるコンピュータである。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に記憶されているプログラムを実行することで、あらかじめ定められた機能を発揮する。非遷移的実体的記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体記憶装置や、磁気ディスクなどの磁気記録媒体を用いて実現することができる。なお、運転支援ＥＣＵ１０４およびＡＣＣＥＣＵ２０４が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

運転支援ＥＣＵ１０４は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、走行環境認識部１１０、協調制御部１２０、通常制御部１３０、調停部１４０としての機能を発揮し、自車を自動で走行させる自動運転を行う。

なお、本実施形態における自動運転は、原則として運転支援ＥＣＵ１０４が操舵、制動、加速をすべて自動で実行し、運転支援ＥＣＵ１０４が対応不能な場合のみドライバが運転操作を行う。また、本実施形態における運転支援ＥＣＵ１０４が備えるＲＯＭは、自車の前後の長さを記憶している。

走行環境認識部１１０は、ロケータ１０１および周辺監視センサ１０２が取得する自車の位置および自車の周辺の状況や、自車が備える車速センサ１１が自車の速度に応じて出力する車速信号から、自車が走行している環境を認識する。本実施形態の走行環境認識部１１０は、相対位置取得部１１１と、相対速度取得部１１２と、スペース判断部１１３としての機能を含む。

相対位置取得部１１１は、自車の周囲に存在する他車の、自車に対する相対位置を取得する。相対速度取得部１１２は、それらの他車の自車に対する相対速度を取得する。スペース判断部１１３は、相対位置取得部１１１が取得する相対位置と、相対速度取得部１１２が取得する相対速度とに基づいて、本線３１に自車が車線移動可能なスペースが形成されているか否かを判断する。なお、車線移動可能であるとは、そのスペースに自車が車線移動した場合に、前後の車両との相対位置、換言すれば車間距離が、あらかじめ定めた距離閾値以上となることを示す。この距離閾値は、前後の車両と衝突する可能性が抑制されるように決定すればよい。

協調制御部１２０は、走行環境認識部１１０が認識する自車が走行している環境と、通信部１０３による協力車両装置２００との通信とに従って、協力車両２０が形成する協力スペースに自動で車線移動を行う。本実施形態の協調制御部１２０は、協力車両決定部１２１と、移動準備部１２２と、スペース形成部１２３と、了承判断部１２４と、移動実行部１２５と、完了判断部１２６としての機能を含む。

協力車両決定部１２１は、本線３１を、加速および減速を自動で行う加減速制御を含む運転支援を実行して走行している車両の中から、車線移動制御に協力する協力車両２０を決定する。協力車両２０として決定される車両は、通信部１０３によって通信可能な、加減速制御を含む運転支援を実行して本線３１を走行している車両である。このような車両のうち、移動準備部１２２が、自車をあらかじめ決定した範囲内の加減速度にて加減速制御を実行させたときに、自車を当該車両の側方に位置する移動準備状態にさせることが可能な車両を協力車両２０として決定する。

ただし、移動準備状態における協力車両２０の側方とは、協力車両２０が前方に協力スペースを形成した場合に、その協力スペースに車線移動可能な範囲に位置することを示す。例えば、本線３１が渋滞し、協力車両２０が走行と停止を繰り返す状態では、協力車両２０の先端を基準とし、後方に２ｍまで、前方に自車の前後の長さに２ｍを加算した距離までの範囲に自車の先端が位置する場合を移動準備状態であるとすればよい。移動準備状態であるか否かの判断は、ロケータ１０１が取得する自車の位置と、通信部１０３が受信した協力車両２０の位置とに基づいて行えばよい。なお、自車および協力車両２０の先端の位置に従って判断する場合は、自車の位置および協力車両２０の位置に、自車の前後の長さおよび協力車両２０の前後の長さを加味して先端の位置を決定すればよい。またこれに加えて、自車が備える周辺監視センサ１０２や、協力車両２０が備える後述の周辺監視センサ２０２が取得する、自車および協力車両２０の周辺の状況を用いて判断するとしてもよい。

また、加減速度の範囲は、自車が安全な加減速度を維持するように決定する。すなわち、自車が加減速度を範囲内に維持して走行した場合に、その車両のユーザが不快感や不安感などを覚えることが抑制されるような範囲に定めればよい。

従って、本線３１を、加速および減速を自動で行う加減速制御を含む運転支援を実行して走行している車両であって、車間距離および相対速度から、安全な加減速度を維持して横付け可能であると判断される車両を協力車両２０として決定する。ただし、協力車両２０として決定することが可能な車両が複数存在する場合は、例えば自車の前方もしくは後方のいずれかにおいて、最も自車に近い車両を協力車両２０として決定すればよい。または、自車の前方と後方とを問わず最も近い１台の車両を協力車両２０として決定してもよい。

あるいは、自車の前方と後方からそれぞれ１台を協力車両２０として決定してもよい。この場合、自車の前方に位置する協力車両２０に横付けするように加減速制御しつつ、自車の後方に位置する協力車両２０に、自車に横付けする加減速制御を要求すればよい。これにより、前方に位置する協力車両２０に横付けすることが優先され、これによる合流が失敗した場合であっても、後方に位置する協力車両２０が自車に横付けして合流スペースを形成することとなり、合流をより確実に行うことが可能となる。

移動準備部１２２は、自車および協力車両２０の少なくとも一方に加減速制御を実行させることにより、自車が協力車両２０の側方に位置する移動準備状態にさせる。本実施形態では、自車が、協力車両決定部１２１が決定した協力車両２０の側方とする範囲の前方に位置するか後方に位置するかによって、加減速制御を実行させる車両を変更する。具体的には、自車が協力車両２０より後方に位置する場合には、自車に加減速制御を実行させ、協力車両２０に接近させることによって移動準備状態とする。自車が協力車両２０より前方に位置する場合には、通信部１０３に、協力車両２０に対して準備依頼信号を送信させる。準備依頼信号は、協力車両２０に対して、自車に接近するように加減速制御を実行することを依頼し、自車が移動準備状態となるようにするための信号である。また同時に、協力車両２０の速度未満の速度となるように、自車に加減速制御を実行させる。

スペース形成部１２３は、協力車両２０に対して加減速制御を実行し、協力車両２０の先行車両４０との間に自車が車線移動可能な協力スペースを形成するよう依頼する。具体的には、通信部１０３に、運転支援ＥＣＵ１０４が備えるＲＯＭに記憶された自車の前後の長さを含み、協力スペースを形成するよう依頼する形成依頼信号を、協力車両２０に対して送信させる。形成依頼信号は、後述の完了判断部１２６によって、車線移動が完了したと判断されるまで周期的に送信させ、形成した協力スペースを維持するよう依頼する。車線移動が完了し、形成依頼信号の送信が停止すると、協力車両２０は、準備依頼信号および形成依頼信号を受信していない場合の作動である、ＡＣＣの実行を再開する。このとき、自車が協力スペースに合流したことにより、自車が協力車両２０の新たな先行車両となっているため、形成依頼信号の送信を停止することにより、協力車両２０は自車を追従して走行することとなる。

了承判断部１２４は、協力車両２０が、協力スペースを形成することを了承しているか否かを判断する。本実施形態では、後述の了承送信部２１６が、協力スペースの形成および維持を実行する場合に協力スペースの形成を了承する旨を示す了承信号を送信している。従って、通信部１０３がこの了承信号を受信したか否かに従って了承しているか否かを判断する。これにより、協力車両２０がシステムの異常などによって協力スペースが形成できない場合に、その旨を検知して合流が失敗することを抑制することが可能となる。

移動実行部１２５は、スペース形成部１２３が、協力スペースを形成するように依頼することに基づいて、自車に車線移動制御を実行させ、形成された協力スペースに車線移動させる。本実施形態では、スペース形成部１２３が、協力車両２０に協力スペースの形成を依頼し、了承判断部１２４が、協力車両２０が協力スペースの形成を了承したと判断した場合に、車線移動制御を実行させる。具体的には、自車に加減速制御を実行させ、協力車両２０の先行車両４０を追従する加減速度に変更させ、自車の先端が協力車両２０の先端から２ｍ以上前方に位置する場合に、車線移動制御を実行させればよい。

完了判断部１２６は、移動実行部１２５による車線移動が完了したか否かを判断する。車線移動が完了したと判断すると、スペース形成部１２３に、形成依頼信号の送信を終了させる。

通常制御部１３０は、走行環境認識部１１０が認識する自車が走行している環境に基づいて、自車に対して種々の運転制御の実行を逐次要求することにより、加減速および操舵を自動で実行させる、いわゆる自動運転を行う。本実施形態の通常制御部１３０は、通常加減速部１３１と、通常移動部１３２としての機能を含む。

通常加減速部１３１は、相対位置取得部１１１によって取得された他車との相対位置および相対速度に基づいて、自車に対して加減速制御の実行を要求する。具体的には、あらかじめ定めた距離以上の車間距離を維持しつつ自車の先行車両を追従する加減速度を通常加減速度として算出し、算出した通常加減速度に変更するように加減速制御の実行を要求する。

通常移動部１３２は、スペース判断部１１３が、移動スペースが形成されていると判断した場合に、自車に対して、その移動スペースに車線移動するよう車線移動制御を実行させる。

調停部１４０は、協調制御部１２０が自車に対して制御の実行を要求する場合に、通常制御部１３０が要求する制御との調停を行う。具体的には、協調制御部１２０が要求する制御と、通常制御部１３０が要求する制御とを比較し、車両制御ＥＣＵ１２に入力する要求を決定し、自車の加減速および操舵を車両制御ＥＣＵ１２に自動で行わせる。調停部１４０は、加減速調停部１４１と、移動調停部１４２としての機能を含む。

加減速調停部１４１は、協調制御部１２０が加減速制御を要求する場合に、通常制御部１３０が要求する加減速制御と調停する。具体的には、移動準備部１２２が要求する加減速制御によって、通常加減速部１３１が要求する、先行車両を追従するための加減速制御よりも、自車の速度が大きくなるか否かを判断する。大きくなると判断した場合、移動準備部１２２が加減速制御の実行を要求した場合であっても、移動準備部１２２が要求する加減速制御ではなく、通常加減速部１３１が要求する加減速制御を実行させる要求を車両制御ＥＣＵ１２に入力する。自車の速度が小さくなる場合には、移動準備部１２２が要求する加減速制御を実行させる要求を車両制御ＥＣＵ１２に入力する。

これにより、合流車線３２に、自車の前方を走行する先行車両が存在する場合に、その先行車両に過剰に接近することを抑制しつつ、自車を移動準備状態に近づけることが可能となる。

移動調停部１４２は、移動実行部１２５が要求する車線移動制御の実行と、通常移動部１３２が要求する車線移動制御を調停する。具体的には、移動実行部１２５が車線移動制御の実行を要求している場合には、それに従って車線移動制御を実行させる要求を車両制御ＥＣＵ１２に入力する。移動実行部１２５が車線移動制御の実行を要求していない場合であっても、通常移動部１３２が車線移動制御の実行を要求していれば、通常移動部１３２の要求に従って車線移動制御を実行させる要求を車両制御ＥＣＵ１２に入力する。これにより、スペースが自然に形成されていない場合であっても協力スペースに車線移動可能となることに加え、スペースが自然に形成されている場合には、協力スペースの形成を要求することなく、自然に形成されたスペースに車線移動可能となる。

以上の機能により、運転支援ＥＣＵ１０４は、ロケータ１０１および周辺監視センサ１０２によって取得される自車の周囲の環境と、通信部１０３による他車との通信とに基づいて、車両制御ＥＣＵ１２に対して種々の制御の実行を自動で要求する。

車両制御ＥＣＵ１２は、自車の加減速制御および操舵制御を行う電子制御装置である。車両制御ＥＣＵ１２は、自車に搭載されたアクセルセンサ、ブレーキセンサ、シフトポジションセンサ、ステアリングセンサ等の各センサから出力される、ドライバの運転操作を示す操作信号を取得する。車両制御ＥＣＵ１２は、操作信号が示すドライバの操作、もしくは調停部１４０によって入力される走行計画に応じて、電子制御スロットル、ブレーキアクチュエータ、ＥＰＳ（Electric Power Steering）モータ等の各走行制御デバイスへ制御信号を出力する。操作信号に応じた制御信号を出力することによって、ドライバの運転操作に応じて走行する、いわゆる手動運転が実現される。また、運転支援ＥＣＵ１０４によって入力される走行計画に応じた制御信号を出力することによって、自動運転が実現される。

［協力車両装置２００の構成］
図３を用いて協力車両装置２００の構成を説明する。協力車両装置２００は、ロケータ２０１と、周辺監視センサ２０２と、通信部２０３と、ＡＣＣＥＣＵ２０４とを備える。なお、以下の協力車両装置２００の構成の説明と、後述の協力車両装置２００の作動の説明とにおいては、協力車両装置２００を用いる車両、すなわち協力車両２０を自車と呼ぶ。また自車以外の車両、すなわち協力車両２０以外の車両である車線移動車両１０、先行車両４０、および他車両５０を区別しない場合他車と総称する。

ロケータ２０１は自車の位置を決定する装置であり、例えばロケータ１０１と同様の構成とすればよい。周辺監視センサ２０２は、他車や歩行者等の移動物体、ガードレールや標識等の静止物体、および停止線等の道路標示といった自車の周辺の状況を取得する装置であり、例えば周辺監視センサ１０２と同様の構成とすればよい。

通信部２０３は、通信部１０３と無線通信するための通信モジュールであり、通信部１０３が従う通信規格に従って、通信部１０３と直接、もしくは間接的に通信可能に構成すればよい。

ＡＣＣＥＣＵ２０４は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、走行環境認識部２１１と、追従算出部２１２と、自車情報送信部２１３と、準備依頼受信部２１４と、形成依頼受信部２１５と、了承送信部２１６と、加減速制御部２１７としての機能を発揮する。これにより、自車に先行車両４０を自動で追従させるＡＣＣを行うとともに、車線移動車両１０の依頼に従って協力スペースを形成し、車線移動に協力する。

走行環境認識部２１１は、ロケータ２０１および周辺監視センサ２０２が取得する自車の位置および自車の周辺の状況や、自車が備える車速センサ２１が自車の速度に応じて出力する車速信号を用いて、自車が走行している環境を認識する。一例として、ＡＣＣを実行するために、先行車両４０の自車に対する相対速度および相対位置を認識する。

追従算出部２１２は、走行環境認識部２１１が認識する先行車両４０の相対速度および相対位置に従って、自車が先行車両４０との車間距離を維持しつつ追従する加減速度を算出する。

自車情報送信部２１３は、通信部２０３に、走行環境認識部２１１が取得する自車の位置および速度を含む協力車両情報を、車線移動車両１０に対して送信させる。

準備依頼受信部２１４は、通信部２０３が受信した、準備依頼信号を取得する。準備依頼信号を取得すると、準備依頼信号が含む車線移動車両１０の位置および速度とに基づいて、車線移動車両１０が移動準備状態となるように加減速制御を実行させる。本実施形態では、車線移動車両１０は、当該車線移動車両１０の先端が、協力車両２０の先端から、車線移動車両１０の前後の長さに２ｍを加算した距離以上前方に位置する場合に準備依頼信号を送信する。従って、準備依頼受信部２１４は、自車を車線移動車両１０に接近させ、移動準備状態となる加減速度とする加減速制御を実行するよう加減速制御部２１７に要求する。

形成依頼受信部２１５は、通信部２０３が受信した、形成依頼信号を取得し、協力スペースを形成する加減速制御の実行を要求する。具体的には、形成依頼信号を取得すると、先行車両４０との間に、形成依頼信号が含む車線移動車両１０の前後の長さに基づく長さの協力スペースを形成する加減速度となる加減速制御を、自車に対して要求する。形成する協力スペースの長さは、車線移動車両１０の長さに、先行車両４０と車線移動車両１０との間に維持する距離と、車線移動車両１０と自車と間に維持する距離とを加えた長さとすればよい。なお、本実施形態では形成依頼信号に車線移動車両１０の前後の長さが含まれているとしているが、車線移動車両１０の前後の長さは、例えば周辺監視センサ２０２を用いて取得するとしてもよい。

了承送信部２１６は、形成依頼受信部２１５が協力スペースを形成するように加減速制御を実行している場合に、通信部２０３に、協力スペースの形成を了承し、スペースの形成および維持を行っている旨を示す了承信号を車線移動車両１０に対して送信させる。

加減速制御部２１７は、車両制御ＥＣＵ２２に、追従算出部２１２が算出した加減速度となるように加減速制御を実行させる。ただし、準備依頼受信部２１４もしくは形成依頼受信部２１５が加減速制御の実行を要求している場合には、要求された加減速度となるように加減速制御を実行させる。

［運転支援装置１００の作動］
運転支援装置１００の作動を、図４のフローチャートに沿って説明する。運転支援装置１００は、車線移動車両１０が、自動運転を実行している状態で合流車線３２から本線３１に合流すると予測される場合に、車線移動制御が要求されているとして図４に示す処理をＳ１から周期的に実行する。例えば、車線移動車両１０の位置が、合流車線３２の、合流領域３０から５００ｍ手前の位置となった場合に図４に示す処理を開始し、車線移動制御を実行して合流が完了し、本線３１上の位置となるまで周期的に実行すればよい。

Ｓ１では、自車の位置および速度を取得する。Ｓ２では、他車の自車に対する相対位置および相対速度を取得する。Ｓ１およびＳ２の処理は、走行環境認識部１１０としての処理である。

Ｓ３では、Ｓ２の処理で取得した合流車線３２を走行する先行車両との相対位置および相対速度とに基づいて、先行車両を追従する加減速度を通常加減速度として算出する。なお、合流車線３２を走行する先行車両が存在しない場合は、例えば上限速度を維持する加減速度を通常加減速度とすればよい。Ｓ３は通常加減速部１３１としての処理である。

Ｓ４では、周辺の協力車両装置２００が送信する、それらの協力車両装置２００を用いる車両の位置および速度を受信する。Ｓ５では、Ｓ１で取得した自車の位置および速度と、Ｓ４で取得した協力車両装置２００を用いる車両の位置および速度とに基づいて、それらの車両から協力車両２０を決定できるか否かを判断する。例えば、いずれの車両からも位置及び速度を受診することができず、協力車両２０を決定できない場合Ｓ１３に進み、協力車両２０を決定した場合Ｓ６に進む。Ｓ４およびＳ５は協力車両決定部１２１としての処理である。

Ｓ６では、自車が、Ｓ５で決定した協力車両２０の側方に位置する移動準備状態であるか否かを判断する。移動準備状態である場合はＳ７に進み、移動準備状態でない場合はＳ９に進む。Ｓ７では、Ｓ５で決定した協力車両２０に対して形成依頼信号を送信する。Ｓ７はスペース形成部１２３としての処理である。

Ｓ８では、了承信号を受信したか否かを判断する。受信した場合はＳ１０に進み、受信していない場合はＳ９に進む。Ｓ８は了承判断部１２４としての処理である。

Ｓ９では、自車が、移動準備状態と判断される範囲よりも、協力車両２０の前方側に位置するか否かを判断する。前方に位置すると判断した場合はＳ１０に進み、前方でない、すなわち移動準備状態と判断される範囲か、移動準備状態と判断される範囲より協力車両２０の後方側に位置する場合はＳ１２に進む。

Ｓ１０では、Ｓ５で決定した協力車両２０の先行車両４０を追従する加減速度となる加減速制御の実行を要求し、Ｓ１３に進む。Ｓ１１では、Ｓ５で決定した協力車両２０を追従する加減速度となる加減速制御の実行を要求し、Ｓ１３に進む。Ｓ１２では、Ｓ５で決定した協力車両２０に対して準備依頼信号を送信し、協力車両２０に自車に接近するよう依頼する。Ｓ１３では、自車が、移動準備状態とすることができない、もしくは移動準備状態とするための加減速を実行する必要がないとして、移動準備状態とするための加減速制御の要求を行わない。Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、およびＳ１３の処理は、移動準備部１２２としての処理である。

Ｓ１４では、自車の先行車両に接近しすぎることを抑制しつつ、自車の位置が移動準備状態と判断される範囲となる、もしくは範囲内である状態を維持するように加減速度を調停しつつ加減速制御を行う。Ｓ１４の処理は、加減速調停部１４１としての処理である。

図５を参照して、Ｓ１４の処理に相当するサブルーチンについて説明する。Ｓ１２１では、自車の位置が移動準備状態と判断される範囲となる、もしくは範囲内である状態を維持する加減速度が、Ｓ３で決定した通常加減速度よりも大きいか否かを判断する。すなわち、Ｓ１０もしくはＳ１１の処理で要求された加減速度が、Ｓ３で決定した加減速度よりも大きいか否かを判断する。大きい場合にはＳ１２２に進み、小さい場合はＳ１２３に進む。ただし、直近の処理がＳ１３であり、移動準備状態とする、または維持するための加減速度を要求されていない場合には、通常加減速度となるよう制御するためにＳ１２２に進む。

Ｓ１２２では、Ｓ３で決定した通常加減速度となるよう加減速制御を行い、図５に示すサブルーチンを終了する。Ｓ１２３では、自車の位置が移動準備状態と判断される範囲となる、もしくは範囲内である状態を維持する加減速度となるように加減速制御を行い、図５に示すサブルーチンを終了する。すなわち、直近のＳ１０またはＳ１１で要求された加減速度となるように加減速制御を実行させる。

図５に示すサブルーチンにより、移動準備状態とする、または維持するために、自車の先行車両に接近しすぎる場合には、Ｓ３で決定した加減速度となるよう加減速制御が実行される。説明を図４に戻す。図５に示すサブルーチンが終了すると、Ｓ１５の処理に進む。

Ｓ１５では、移動実行部１２５が要求する車線移動制御と、通常移動部１３２が要求する車線移動制御の調停を行い、図４に示す処理を終了する。Ｓ１５は、移動実行部１２５、通常移動部１３２、および移動調停部１４２としての処理である。

図６を参照して、Ｓ１５の処理に相当するサブルーチンについて説明する。Ｓ１３１では、通信部１０３が了承信号を受信し、かつ自車の先端が協力車両２０の先端から２ｍ以上前方に位置するか否かを判断する。すなわち、協力車両２０が協力スペースの形成を了承し、形成を行っているか否かを判断する。形成を行っている場合はＳ１３２に進み、成立していない場合はＳ１３３に進む。Ｓ１３２では、Ｓ１３１で形成されたと判断した協力スペースに移動するように車線移動制御を実行し、車線移動を開始させる。

Ｓ１３３では、スペース判断部１１３が、自車が車線移動可能なスペースが形成されていると判断する条件が成立しているか否かを判断する。成立している場合はＳ１３４に進み、成立していない場合は図６に示すサブルーチンを終了する。Ｓ１３４では、Ｓ１３３で形成されていると判断したスペースに移動するように車線移動制御を実行し、図６に示すサブルーチンを終了する。

［協力車両装置２００の作動］
協力車両装置２００の作動を、図７のフローチャートに沿って説明する。協力車両装置２００は、協力車両２０がＡＣＣを実行している状態で、本線３１の、合流領域３０の周辺を走行している場合に、図７に示す処理をＳ２１から周期的に実行し、協力する。例えば、協力車両２０の位置が、本線３１の、合流領域３０から５００ｍ手前の位置となった場合に図４に示す処理を開始し、合流領域３０が終了し、合流領域３０外の位置となるまで周期的に実行すればよい。

Ｓ２１では、自車の位置および速度を取得する。Ｓ２２では、先行車両４０の自車に対する相対位置および相対速度を取得する。Ｓ２１およびＳ２２の処理は、走行環境認識部２１１としての処理である。

Ｓ２３では、Ｓ２１で取得した自車の位置及び速度を、合流領域３０の周辺を走行する車線移動車両１０に対して送信する。Ｓ２３は自車情報送信部２１３としての処理である。

Ｓ２４では、Ｓ２２で取得した先行車両４０の相対位置および相対速度に基づいて、先行車両４０を追従する加減速度を算出する。

Ｓ２５では、運転支援装置１００が送信する準備依頼信号を受信したか否かを判断する。受信したと判断した場合はＳ２６に進み、受信していない場合はＳ２７に進む。Ｓ２６では、Ｓ２５で受信した準備依頼信号が含む車線移動車両１０の位置および速度に従って、車線移動車両１０が移動準備状態となるように加減速制御を実行する。Ｓ２５およびＳ２６は準備依頼受信部２１４としての処理である。

Ｓ２７では、運転支援装置１００が送信する形成依頼信号を受信したか否かを判断する。受信した場合はＳ２８に進み、受信していない場合はＳ３０に進む。

Ｓ２８では、Ｓ２７で受信した形成依頼信号が含む車線移動車両１０の前後の長さと、Ｓ２２で取得した先行車両４０の相対位置および相対速度とに従って、先行車両４０との間に協力スペースが形成される加減速度となるよう加減速制御を実行する。Ｓ２８は形成依頼受信部２１５としての処理である。

Ｓ２９では、協力スペースの形成を了承し、協力スペースの形成および維持を行っている旨を示す了承信号を車線移動車両１０に送信する。Ｓ２９は了承送信部２１６としての処理である。

Ｓ３０では、Ｓ２４で決定した、先行車両４０を追従する加減速度となるように加減速制御を実行させる。Ｓ３０は加減速制御部２１７としての処理である。

［運転支援システム１の作動例］
運転支援システム１による、車線移動車両１０の車線移動を支援する作動の例を説明する。まず、決定された協力車両２０が車線移動車両１０よりも前方に位置する場合の作動を、図８から図１０を用いて説明する。

図８では、合流車線３２を走行する車線移動車両１０が、合流領域３０に接近している。またこの時、本線３１は渋滞し、本線３１を走行する車両は停止と低速での走行を繰り返している。車線移動車両１０は、前方に位置する協力車両２０に接近し、協力車両２０の側方の、移動準備状態と判断される範囲となるように走行する。

図９では、図８に示した状態から、車線移動車両１０が協力車両２０に接近し、協力車両２０の側方の、移動準備状態と判断される範囲に位置している。車線移動車両１０は、移動準備状態となったことにより、協力車両２０に対して形成依頼信号を送信するとともに、協力車両２０の先行車両４０を追従するように加減速制御を実行する。形成依頼信号を受信した協力車両２０は、先行車両４０との間に協力スペースを形成するように加減速制御を実行する。具体的には、停止した状態を維持することにより、先行車両４０が走行を開始して前方に移動すると、協力スペースが形成される。

図１０では、協力車両２０が停止した状態を維持し、先行車両４０が前方に移動したことにより、協力スペースが形成されている。車線移動車両１０は、先行車両４０を追従して協力車両２０の前方に移動し、形成された協力スペースの側方に位置している。先行車両４０を追従する車線移動車両１０の先端が、停止している状態を維持している協力車両２０の先端よりも２ｍ以上前方に位置すると判断されると、移動実行部１２５が車線移動制御を実行させ、車線移動車両１０は車線移動を開始する。

次に、決定された協力車両２０が、車線移動車両１０よりも後方に位置する場合の作動を、図１１から図１３を用いて説明する。図１１では、車線移動車両１０は、合流領域３０の、合流車線３２上に停止している。またこの時、本線３１は、協力車両２０が車線移動車両１０の前方に位置する場合の説明と同様に渋滞し、本線３１を走行する車両は停止と低速での走行を繰り返している。車線移動車両１０は、後方に位置する協力車両２０に対して、準備依頼信号を送信する。準備依頼信号を受信した協力車両２０は、前方に位置する車線移動車両１０に接近し、車線移動車両１０が、協力車両２０の側方の移動準備状態と判断される範囲となるように先行車両４０を追従して走行する。

図１２では、図１１に示した状態から、協力車両２０が車線移動車両１０に接近したことにより、車線移動車両１０が移動準備状態と判断される範囲となっている。車線移動車両１０は、移動準備状態となったことにより、図９に示した移動準備状態となった場合と同様に、協力車両２０に対して形成依頼信号を送信するとともに、協力車両２０の先行車両４０を追従するように加減速制御を実行する。この場合、先行車両４０が車線移動車両１０の側方に位置するため、先行車両４０が車線移動車両１０よりも前方に移動するまで停止して待機し、前方に移動してから追従を開始する。形成依頼信号を受信した協力車両２０は、図９に示した場合と同様に、先行車両４０との間に協力スペースを形成するように加減速制御を実行する。すなわち、停止した状態を維持することにより、先行車両４０が走行を開始して前方に移動すると、協力スペースが形成される。

図１３では、図１２に示した状態から、協力車両２０が停止した状態を維持し、先行車両４０が前方に移動したことにより協力スペースが形成されている。車線移動車両１０は、先行車両４０を追従して前方に移動する。これにより、車線移動車両１０の先端が、停止している状態を維持している協力車両２０の先端よりも２ｍ以上前方に位置すると判断されると、移動実行部１２５が車線移動制御を実行させ、車線移動車両１０は車線移動を開始する。

［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態によれば、車線移動車両１０が合流領域３０に接近すると、協力車両決定部１２１が協力車両２０を決定する。協力車両２０が決定されると、移動準備部１２２は、車線移動車両１０が、協力車両２０の側方に位置する移動準備状態となるように、車線移動車両１０および協力車両２０の少なくとも一方に加減速制御を実行させる。車線移動車両１０が協力車両２０の側方に位置する移動準備状態となると、スペース形成部１２３が協力スペースを形成させる。これにより、車線移動車両１０が車線移動することが可能な協力スペースが本線３１に形成され、移動実行部１２５が車線移動制御の実行を要求し、自動で車線移動が行われる。

このとき、車線移動車両１０が協力車両２０の側方に移動してから協力スペースが形成されることにより、協力車両２０が協力スペースを維持する必要がある時間に、車線移動車両１０が協力車両２０の側方に移動する時間が含まれない。従って、車線移動車両１０が車線移動を行うために協力スペースを維持する時間を短縮することが可能となる。このため、割り込みによって車線移動に失敗する可能性が抑制され、車線移動車両１０がスムーズに車線移動することが可能となる。またこれにより、渋滞が発生した状態など、スペースの形成および維持が困難な状況であっても、車線移動までの時間に遅れを生じる可能性を抑制して、自動で車線移動を行うことが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々移動して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
実施形態において、協調制御部１２０としての機能は、車線移動車両１０が備える運転支援装置１００が備えるとしていた。しかし、協調制御部１２０としての機能を備える装置はこれに限られない。例えば、運転支援装置１００と協力車両装置２００との通信を、路側機や基地局、あるいはデータセンタのサーバ装置などを介して行っている場合、その装置が協調制御部１２０としての機能を備えていてもよい。

さらに、協調制御部１２０としての機能を備える装置は単独の装置に限られない。例えば、運転支援装置１００と協力車両装置２００とで協調制御部１２０としての機能を分担していてもよい。

＜変形例２＞
実施形態において、スペース形成部１２３が、協力車両２０に対して車線移動車両１０の前後の長さを送信し、車線移動車両１０の前後の長さに基づいて定まる長さの協力スペースを形成されるように加減速制御を実行させるとしていた。しかし、車線移動車両１０の長さに基づいた長さの協力スペースを形成させる方法はこれに限られない。例えば、協力車両２０が備える周辺監視センサ２０２を用いて車線移動車両１０の前後の長さを取得し、取得した長さに基づいて定まる長さの協力スペースを形成するとしてもよい。

＜変形例３＞
実施形態において、協力車両２０はＡＣＣを実行している車両であるとしていた。しかし、加減速を自動で実行している車両であれば、例えば車線移動車両１０と同様の自動運転車両などの、加減速制御に加えて他の制御も自動で実行している車両であってもよい。

１：運転支援システム １０：車線移動車両 １１：車速センサ １２：車両制御ＥＣＵ ２０：協力車両 ２１：車速センサ ２２：車両制御ＥＣＵ ３０：合流領域 ３１：本線 ３２：合流車線 ４０：先行車両 ５０：他車両 １００：運転支援装置 １０１：ロケータ １０２：周辺監視センサ １０３：通信部 １０４：運転支援ＥＣＵ １１０：走行環境認識部 １１１：相対位置取得部 １１２：相対速度取得部 １１３：スペース判断部 １２０：協調制御部 １２１：協力車両決定部 １２２：移動準備部 １２３：スペース形成部 １２４：了承判断部 １２５：移動実行部 １２６：完了判断部 １３０：通常制御部 １３１：通常加減速部 １３２：通常移動部 １４０：調停部 １４１：加減速調停部 １４２：移動調停部 ２００：協力車両装置 ２０１：ロケータ ２０２：周辺監視センサ ２０３：通信部 ２０４：ＡＣＣＥＣＵ ２１１：走行環境認識部 ２１２：追従算出部 ２１３：自車情報送信部 ２１４：準備依頼受信部 ２１５：形成依頼受信部 ２１６：了承送信部 ２１７：加減速制御部

Claims (11)

1. 加速および減速を自動で行うことにより加減速度を自動で変更する加減速制御と、車線移動前の車線である移動前車線から、車線移動後の車線である移動後車線に自動で車線移動を行う車線移動制御とを含む運転支援を実行する車線移動車両（１０）で用いられる運転支援装置（１００）を含む運転支援システム（１）であって、
   前記車線移動制御の実行が要求された場合に、前記移動後車線を、前記加減速制御を含む運転支援を実行して走行している車両の中から、当該車両と当該車両の先行車両（４０）との間に前記車線移動車両が車線移動することが可能な協力スペースを形成することにより、前記車線移動制御に協力する協力車両（２０）を決定する協力車両決定部（１２１）と、
   前記車線移動車両および前記協力車両の少なくとも一方に対して前記加減速制御を実行させ、前記車線移動車両が前記協力車両の側方に位置する移動準備状態とする移動準備部（１２２）と、
   前記移動準備状態となった場合に、前記協力車両に対して、前記協力スペースを形成するために前記加減速制御の実行を要求するスペース形成部（１２３）と、
   前記協力スペースが形成されたことに基づいて、前記車線移動車両に前記車線移動制御の実行を要求し、前記協力スペースに車線移動させる移動実行部（１２５）とを備え、
   前記移動準備部は、前記協力車両が前記車線移動車両の後方に位置する場合、少なくとも前記協力車両に対して前記加減速制御を実行させることにより前記協力車両を移動させ、前記移動準備状態とする運転支援システム。
2. 請求項１において、
   前記スペース形成部は、前記車線移動車両の前後の長さに基づいて定まる長さの前記協力スペースが形成されるように、前記協力車両に対して前記加減速制御を実行させる運転支援システム。
3. 請求項２において、
   前記移動準備状態となった場合に、前記車線移動車両は、前記協力車両に対して前記車線移動車両の前後の長さを送信し、
   前記スペース形成部は前記協力車両の加減速度を変更させて、前記協力車両に対して前記車線移動車両の前後の長さに基づいて定まる長さの前記協力スペースを形成させる運転支援システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記移動実行部による前記移動後車線への車線移動が完了したか否かを判断する完了判断部（１２６）を備え、
   前記スペース形成部は、前記完了判断部が、車線移動が完了したと判断した場合に、前記協力車両に対して前記加減速制御を実行させ、前記車線移動車両に追従する加速度に変更するよう前記加減速制御を実行させる運転支援システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記協力車両決定部は、前記車線移動車両を、あらかじめ決定した範囲内の加減速度にて前記加減速制御を実行させたときに、前記移動準備状態とすることが可能な前記車両を前記協力車両として決定する運転支援システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記協力車両決定部は、前記協力車両として決定することが可能な車両が複数存在する場合に、前記車線移動車両に最も近い前記車両を前記協力車両として決定する運転支援システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記移動準備部は、前記協力車両が前記車線移動車両の前方に位置する場合、少なくとも前記車線移動車両に対して前記加減速制御を実行させ、前記車線移動車両を前記協力車両の側方に移動させることにより前記移動準備状態とする運転支援システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   前記協力車両が、前記協力スペースを形成することを了承したか否かを判断する了承判断部（１２４）を備え、
   前記移動実行部は、前記スペース形成部が前記協力スペースの形成を要求し、かつ前記了承判断部が前記協力スペースの形成を了承したと判断していることに基づいて、前記車線移動制御を実行させて前記協力スペースに移動させる運転支援システム。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   前記移動実行部は、前記車線移動車両に対して、前記車線移動制御を実行させることに加えて、前記加減速制御を実行させ、前記協力車両の先行車両に追従する加速度に変更させることにより、前記協力スペースに車線移動させる運転支援システム。
10. 請求項１〜９のいずれか１項において、
    前記車線移動車両に対して前記加減速制御を実行させ、前記車線移動車両の先行車両に追従する加減速度に変更するよう要求する通常加減速部（１３１）と、
    前記車線移動車両に対して前記加減速制御を実行させ、前記通常加減速部が変更させる加減速度と、前記移動準備部が変更させる加減速度とのうち、より小さい加減速度に変更させる加減速調停部（１４１）を備える運転支援システム。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項において、
    前記車線移動車両の周辺の環境についての情報を取得する周辺監視センサと、
    前記周辺監視センサが取得する前記情報に基づいて、前記車線移動車両が車線移動可能なスペースが前記移動後車線に形成されているか否かを判断するスペース判断部（１１３）と、
    前記スペース判断部が、前記スペースが形成されていると判断した場合に、前記車線移動車両に対して前記車線移動制御の実行を要求する通常移動部（１３２）と、
    前記移動実行部か、前記通常移動部との少なくとも一方が前記車線移動制御の実行を要求している場合に、前記車線移動車両に前記車線移動制御を実行させる移動調停部（１４２）とを備える運転支援システム。

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