JP7155975B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

特許文献１は、合流車線を走行する車両を本線へ合流させるための車両制御装置を開示する。この装置は、側方センサ情報に基づいて合流車線を走行する車両の位置及び全長を取得し、取得された車両の情報に基づいて車両を本線へ合流させるための制御を行う。

特開２００８－２２２０６２号公報

ところで、側方センサの検出機能を妨げる遮蔽物が合流車線と本線との間に存在する場合がある。この場合、側方センサにより情報を取得することができるのは、遮蔽物が途切れた合流直前の区間のみになる。よって、側方センサの情報を取得し始めてから合流制御を開始することになるので、合流のために大きな速度変化が必要になったり、合流できなかったりするおそれがある。

本開示は、合流のための事前準備を適切に行うことができる車両制御装置を提供する。

本開示の一側面は、本線へ合流する合流車線を走行する車両の走行を制御する車両制御装置である。車両制御装置は、状況判定部、決定部、事前準備部、及び、合流制御部を備える。状況判定部は、本線を走行する本線車両を側方センサの検出結果に基づいて認識可能な状況であるか否かを判定する。決定部は、状況判定部により本線車両を側方センサの検出結果に基づいて認識可能な状況でないと判定された場合には、前方センサにより検出された、本線を走行する第１本線車両と車両との相対速度に基づいて、合流車線における車両の事前速度を決定する。事前準備部は、車両の速度が事前速度となるように車両の速度を調整する。合流制御部は、事前準備部による車両の速度調整開始後であって、状況判定部により側方センサの検出結果に基づいて本線車両を認識可能な状況であると判定された場合には、少なくとも側方センサの検出結果と車両の速度とに基づいて、車両を合流車線から本線へ合流させる。

この装置によれば、側方センサの検出結果に基づいて本線車両を認識可能な状況でない場合には、前方センサにより検出された、本線を走行する第１本線車両と車両との相対速度に基づいて、合流車線における車両の事前速度が決定される。そして、合流車線を走行する車両の速度が事前速度となるように調整される。速度調整開始後、側方センサの検出結果に基づいて本線車両を認識可能な状況である場合には、少なくとも側方センサの検出結果及び車両の速度に基づいて車両が本線へ合流する。このように、この装置は、例えば側方センサの検出機能を妨げる遮蔽物が合流車線と本線との間に存在する場合のように、側方センサの検出結果に基づく認識が行えないときにおいて、側方センサの検出機能が発揮可能となる状況になる前から、車両の速度を第１本線車両との相対速度に基づいて調整をすることができる。このため、この装置は、合流のための事前準備を適切に行うことができる。

一実施形態においては、合流制御部は、少なくとも側方センサにより検出された本線を走行する第２本線車両と車両との相対速度及び相対位置と、車両の速度とに基づいて、車両を合流車線から前記本線へ合流させてもよい。この装置は、第２本線車両と車両との相対速度及び相対位置と車両の速度とに基づいて車両を合流車線から前記本線へ合流させることができる。

一実施形態においては、合流制御部は、本線における合流位置を決定し、車両の縦位置が合流位置と隣り合う位置となるように車両の速度を調整し、車両の速度の調整が完了した後に車両の操舵を調整して車両を合流車線から本線へ合流させてもよい。速度を調整した後に操舵を行うという段階的な合流制御において、合流制御前に車両の速度を事前速度へ調整しておくことにより、車両の縦位置が合流位置と隣り合う位置となるような車両の速度の調整を短時間で行うことができる。

一実施形態においては、決定部は、第１本線車両と車両との相対速度、及び、第１本線車両と第１本線車両の周囲の本線車両との間の車間距離に基づいて、事前速度が決定されてもよい。この構成によれば、車両制御装置は、本線における車間距離に応じて事前速度を決定することができる。

一実施形態においては、決定部は、第１本線車両と車両との相対速度、及び、本線車両の密度に基づいて、事前速度を決定してもよい。この構成によれば、車両制御装置は、本線における車両密度に応じて事前速度を決定することができる。

一実施形態においては、車両制御装置は、地図情報に基づいて合流車線の長さを取得する取得部を備え、決定部は、取得部により取得された合流車線の長さに応じて事前速度を変更してもよい。この構成によれば、車両制御装置は、合流車線の長さに応じて事前速度を変更することができる。

一実施形態においては、車両制御装置は、合流車線を走行する先行車両を認識する認識部を備え、決定部は、認識部により先行車両が認識された場合には先行車両と車両との車間距離が前方センサにより検出された第１本線車両と第１本線車両の周囲の本線車両との間の車間距離となるように事前速度を決定してもよい。この構成によれば、本線と合流車線との車間距離を合わせることができるので、合流成功率を高めることができる。

一実施形態においては、車両制御部は、合流車線を走行する先行車両を認識する認識部を備え、事前準備部は、認識部により先行車両が認識された場合には所定の車間距離以上となるように車両の走行を制御した後に、車両の速度が事前速度となるように車両の走行を制御してもよい。この構成によれば、車両の速度を事前速度とする前に、車両と先行車両との距離が所定の車間距離以上となるので、先行車両に接触することなく車両の速度を事前速度にすることができる確率を高めることができる。

本開示の種々の側面によれば、合流のための事前準備を適切に行うことができる。

第１実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。 合流シーンの一例を示す図である。 合流シーンの一例を示す図である。 合流シーンの一例を示す図である。 合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフである。 合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフである。 合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフである。 車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。 第３実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。 先行車両が存在する合流シーンの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、例示的な実施形態について説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

［第１実施形態］
［車両制御装置の構成］
図１は、第１実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。図１に示されるように、車両制御装置１は、乗用車などの車両２に搭載され、車両２の走行を制御する。車両制御装置１は、車両２を自動運転で走行させる。自動運転とは、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動で車両２を走行させる車両制御である。より具体的な一例として、車両制御装置１は、本線へ合流する合流車線を走行する車両２の走行を制御する。本線とは、合流先の道路である。車両制御装置１は、車両２の速度制御及び操舵制御を行い、車両２を合流車線から本線へ合流させる。車両２は、前方センサ３、側方センサ４、ＥＣＵ５、及びアクチュエータ６を備える。

前方センサ３は、車両２の前方の外部状況を検出する検出機器である。側方センサ４は、車両２の側方の外部状況を検出する検出機器である。前方センサ３及び側方センサ４それぞれは、カメラ及びレーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両２の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両２の外部状況に関する撮像情報を取得する。レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両２の物体を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー（LIDAR：Laser Imaging Detection and Ranging）が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を送信し、物体で反射された電波又は光を受信することで物体を検出する。前方センサ３としてカメラを用いる場合には、カメラは車両２の前方を画角に収めるように車両２に配置される。前方センサ３としてレーダセンサを用いる場合には、電波又は光の送信範囲が車両２の前方を向くように車両２に配置される。側方センサ４としてカメラを用いる場合には、カメラは車両２の側方を画角に収めるように車両２に配置される。側方センサ４としてレーダセンサを用いる場合には、電波又は光の送信範囲が車両２の側方を向くように車両２に配置される。

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信回路などを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５は、例えばＣＡＮ通信回路を用いて通信するネットワークに接続され、前方センサ３、側方センサ４、及びアクチュエータ６と通信可能に接続される。ＥＣＵ５は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいて、ＣＡＮ通信回路を動作させてデータを入出力し、データをＲＡＭに記憶し、ＲＯＭなどに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで、後述するＥＣＵ５の構成要素の機能を実現する。ＥＣＵ５は、複数の電子制御ユニットから構成されてもよい。

アクチュエータ６は、車両２の走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、エンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。エンジンアクチュエータは、ＥＣＵ５からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量を変更（例えばスロットル開度を変更）することで、車両２の駆動力を制御する。なお、エンジンアクチュエータは、車両２がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源としてのモータの駆動力を制御する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ５からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両２の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。なお、ブレーキアクチュエータは、車両２が回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ５からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両２の操舵トルクを制御する。

続いて、ＥＣＵ５の詳細が説明される。ＥＣＵ５は、車両２の位置や走行状態を検出する図示しないセンサの検出結果や、前方センサ３及び側方センサ４の検出結果に基づいて、アクチュエータ６を動作させて車両２を自動で走行させる。

ＥＣＵ５は、機能的な構成要素として、状況判定部１０、決定部１２、事前準備部１８及び合流制御部２０を備える。車両制御装置１は、状況判定部１０、決定部１２、事前準備部１８及び合流制御部２０を含んで構成される。

状況判定部１０は、本線を走行する本線車両を側方センサ４の検出結果に基づいて認識可能な状況であるか否かを判定する。状況判定部１０は、側方センサ４の検出結果に基づいて、側方センサ４を用いた本線車両の認識が可能な状況であるか否かを判定する。側方センサ４がカメラである場合、本線を画像に含めることができる場合には、本線車両を画像に基づいて認識可能である。これに対して、本線を画像に含めることができない場合には、本線車両を画像に基づいて認識不可能である。例えば、合流車線と本線との間に遮蔽物が存在する場合、画像には遮蔽物が写り、本線を画像に含めることができない。このため、状況判定部１０は、本線を含む画像を撮像することができるか否かに基づいて、本線車両を認識可能な状況であるか否かを判定する。また、側方センサ４がレーダセンサである場合、本線の路面ペイントやポールなどで反射された電波又は光を受信できる状況は本線車両を認識可能な状況である。これに対して、本線の路面ペイントやポールなどに電波又は光が届かない状況や本線の路面ペイントやポールなどで反射された電波又は光を受信できない状況は、本線車両を認識不可能な状況である。例えば、合流車線と本線との間に遮蔽物が存在する場合、電波又は光は遮蔽物に遮られるため、遮蔽物の情報のみ取得することになる。このため、状況判定部１０は、本線の路面ペイントやポールを検出しているか否かに基づいて、本線車両を認識可能な状況であるか否かを判定する。

図２～図４は、合流シーンの一例を示す図である。図２～図４は、同一の合流シーンを時系列で示している。図２に示されるように、本線Ｒ１に合流車線Ｒ２が接続されている。本線Ｒ１において走行する車両は本線車両３０である。車両２は、合流車線Ｒ２を走行し（図２～図３参照）、本線Ｒ１と合流車線Ｒ２との接続箇所である合流地点で、本線Ｒ１に合流する（図４参照）。本線Ｒ１と合流車線Ｒ２との間には遮蔽物である壁Ｗが存在する。図２～図４に示される合流シーンにおいて、壁Ｗが存在する区間である第１区間Ｌ１を車両２が走行する間は、側方センサ４の検出結果として壁Ｗが検出される。このため、車両２が第１区間Ｌ１を走行する間は、状況判定部１０は、本線車両３０を側方センサ４の検出結果に基づいて認識可能な状況ではないと判定する。状況判定部１０は、側方センサ４の検出結果を監視し、状況の判定を所定周期で繰り返し実行する。

決定部１２は、状況判定部１０により本線車両３０を側方センサの検出結果に基づいて認識可能な状況でないと判定された場合には、合流車線Ｒ２における車両２の事前速度を決定する。図２に示される合流シーンにおいては、側方センサ４によって本線車両３０を検出することはできないものの、前方センサ３によって合流地点付近の本線車両３０を検出することができる。以下では、前方センサ３によって検出される本線車両３０を第１本線車両４０という。決定部１２は、前方センサ３により検出された、本線Ｒ１を走行する第１本線車両４０と車両２との相対速度に基づいて、合流車線Ｒ２における車両２の事前速度を決定する。事前速度は、車両制御装置１が少なくとも側方センサ４を用いた合流制御を開始する前までの車両２の目標速度である。図２に示される合流シーンにおいては、第１区間Ｌ１を車両２が走行する間の車両２の目標速度として事前速度が決定される。

決定部１２は、種々の手法で事前速度を決定することができる。例えば、決定部１２は、第１本線車両４０と車両２との相対速度に基づいて、合流に適した速度を事前速度として設定する。合流に適した速度は、合流制御時の速度調整のために必要な距離が短くなる速度とすることができる。合流制御時の速度調整のために必要な距離が短いほど、余裕を持って第２区間Ｌ２を走行できることを意味するため、合流成功率が向上する。

決定部１２は、例えば、第１本線車両４０と車両２との相対速度が０ｋｍ/ｈとなる速度や、相対速度が閾値速度以下となる速度を事前速度と決定することができる。決定部１２は、第１本線車両４０の速度よりも所定速度分だけ遅くなるように事前速度を決定してもよい。例えば、決定部１２は、第１本線車両４０と車両２との相対速度に基づいて、第１本線車両４０の速度の０．７倍～０．９倍の速度を事前速度に決定する。このように決定部１２は、予め定められた係数を用いて、第１本線車両４０と車両２との相対速度から事前速度を決定することができる。

なお、決定部１２が第１本線車両４０の速度と予め定められた係数とを用いて事前速度を決定する例を示したが、この事前速度が合流に適した速度といえるのは、車両２が第１区間Ｌ１を走行し終わり、壁Ｗが存在しなくなる第２区間Ｌ２に進入したときに、車両２が本線車両３０と併走しない場合である。ここでの併走とは、車両間の相対縦位置が真横になる状況を意味する。つまり、図４に示される合流シーンにおいて、車両２と本線車両３０とが併走する場合には、車両２は第２区間Ｌ２走行時において本線車両３０との相対速度に差が生じるように速度調整する必要がある。そうすると、併走シーンにおいては、相対速度が閾値速度以上となるように事前速度を設定した方が、合流制御時の速度調整に必要な距離を短くすることができるため、合流成功率を向上させることができる。

上記考察から明らかなとおり、決定部１２が予め定められた係数を用いて事前速度を決定する場合には、車両２と本線車両３０とが併走しないという非併走シーンにおいて、合流制御時の速度調整に必要な距離を短くするという効果を奏する。つまり、事前速度が合流に適した速度であるか否かは、車両２が第１区間Ｌ１を走行し終わり、第２区間に進入して側方センサ４による検出結果を取得して初めて適切・不適切を判定することができる。このため、決定部１２は、事前速度が合流に適した速度となる確度を高めるために、確率を用いることができる。

図５は、本線車両の速度がＸ［ｋｍ/ｈ］であるシーンにおいて合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフである。横軸は事前速度であり、縦軸は合流制御に必要な距離である。本線車両の速度がＸ［ｋｍ/ｈ］であるシーンにおいて、事前速度ごとに、合流制御時の速度調整のために必要な距離が確率分布で予め計算される。なお、Ｘ［ｋｍ/ｈ］は、図中のＶａ６と同じ速度であるとする。例えば、事前速度がＶａ１［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、１４８ｍ～１９５ｍの範囲で中央値が１７５ｍとなる確率分布となる。合流制御時の速度調整のために必要な距離は短い方が合流に適した速度といえるため、約１４８ｍを最良値、約１９５ｍを最悪値とする。つまり、事前速度がＶａ１［ｋｍ/ｈ］に設定したときは、合流制御時の速度調整のために必要な距離は１４８ｍ～１９５ｍの範囲で選択され、確率的に最も高い距離は１７５ｍである。

同様に、事前速度がＶａ２［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、１２５ｍ～１９５ｍの範囲で中央値が１６０ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ３［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、１００ｍ～１８０ｍの範囲で中央値が１４８ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ４［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、７５ｍ～１８１ｍの範囲で中央値が１４０ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ５［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、４５ｍ～２００ｍの範囲で中央値が１３８ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ６［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、１０ｍ～２２５ｍの範囲で中央値が１５０ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ７［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、７０ｍ～２５５ｍの範囲で中央値が１９０ｍとなる確率分布となる。事前速度がＶａ８［ｋｍ/ｈ］であるとき、合流制御時の速度調整のために必要な距離は、１７５ｍ～３４５ｍの範囲で中央値が２６５ｍとなる確率分布となる。

決定部１２は、上述した事前速度それぞれにおける中央値のうち、最も小さい中央値となる事前速度を採用する。図５に示される例では、事前速度がＶａ５［ｋｍ/ｈ］であるときに、中央値が最小値となる（図中の星マーク）。このため、決定部１２は、事前速度としてＶａ５［ｋｍ/ｈ］を決定する。決定部１２は、各事前速度における中央値を通る近似曲線を生成し、近似曲線の最小値となる事前速度を採用してもよい。

決定部１２は、第１本線車両４０と車両２との相対速度、及び、第１本線車両４０と第１本線車両４０の周囲の本線車両３０との間の車間距離（例えば図２のＰ１）に基づいて、事前速度を決定してもよい。図６は、本線車両の速度がＸ［ｋｍ/ｈ］であるシーンにおいて合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフであり、図５の変形例である。決定部１２は、前方センサ３の検出結果に基づいて、第１本線車両４０と周囲の本線車両３０との車間距離を取得する。第１本線車両４０の車間距離が短い場合には、第２区間Ｌ２において車両２と本線車両３０とが併走する可能性が高くなる。このため、図６に示されるように、決定部１２は、車間距離の長さが予め定められた距離閾値未満の場合、その長さに応じて、図５のグラフを用いて決定された事前速度（ここではＶａ５［ｋｍ/ｈ］）を、最悪値が最小となる事前速度（ここではＶａ３［ｋｍ/ｈ］）に近づけるように補正する（図中矢印参照）。これにより、事前速度が合流に適した速度となる確度が高まる。決定部１２は、第１本線車両４０の車間距離が短くなるほど最悪値が最小となる事前速度に近づくように、図５のグラフを用いて決定された事前速度を補正してもよい。決定部１２は、確率分布の中央値よりも高い値（例えば確率分布の８０％となる値）をプロットし、プロットした点を結ぶグラフ（図中破線のグラフ）を作成しておき、このグラフの最小値を事前速度として決定してもよい（図中の「２」で示す星マーク参照）。決定部１２は、第１本線車両４０の車間距離が短くなるほど、最悪値に近づくように確率分布の中央値よりも高い値を決定してもよい。

決定部１２は、第１本線車両４０の車間距離が長い場合には、第２区間Ｌ２において車両２と本線車両３０とが併走する可能性が低くなる。図７は、本線車両の速度がＸ［ｋｍ/ｈ］であるシーンにおいて合流制御に必要な距離と事前速度との関係の一例を示すグラフであり、図５の変形例である。図７に示されるように、決定部１２は、車間距離の長さが予め定められた距離閾値以上の場合、その長さに応じて、図５のグラフを用いて決定された事前速度（ここではＶａ５［ｋｍ/ｈ］）を、最良値が最小となる事前速度（ここではＶａ６［ｋｍ/ｈ］）に近づけるように補正する（図中矢印参照）。これにより、事前速度が合流に適した速度となる確度が高まる。決定部１２は、第１本線車両４０の車間距離が長くなるほど最良値が最小となる事前速度に近づくように、図５のグラフを用いて決定された事前速度を補正してもよい。決定部１２は、確率分布の中央値よりも低い値（例えば確率分布の２０％となる値）をプロットし、プロットした点を結ぶグラフ（図中破線のグラフ）を作成しておき、このグラフの最小値を事前速度として決定してもよい（図中の「３」で示す星マーク参照）。決定部１２は、第１本線車両４０の車間距離が長くなるほど、最良値に近づくように確率分布の中央値よりも低い値を決定してもよい。

決定部１２は、第１本線車両４０と車両２との相対速度、及び、本線車両３０の密度に基づいて、事前速度を決定してもよい。決定部１２は、前方センサ３の検出結果に基づいて、本線車両３０の密度を算出する。決定部１２は、通信を介して本線車両３０の密度を取得してもよいし、予め取得された交通情報から本線車両３０の密度を予測してもよい。本線車両３０の密度が高い場合、つまり、本線Ｒ１が混雑している場合には、第２区間Ｌ２において車両２と本線車両３０とが併走する可能性が高くなる。このため、決定部１２は、本線Ｒ１の密度が予め定められた密度以上である場合には、密度に応じて、図６に示されるように、図５のグラフを用いて決定された事前速度（ここではＶａ５［ｋｍ/ｈ］）を、最悪値が最小となる事前速度（ここではＶａ３［ｋｍ/ｈ］）に近づけるように補正する（図中矢印参照）。これにより、事前速度が合流に適した速度となる確度が高まる。決定部１２は、本線車両３０の密度が高くなるほど、つまり、本線Ｒ１が混雑するほど、最悪値が最小となる事前速度に近づくように、図５のグラフを用いて決定された事前速度を補正してもよい。決定部１２は、確率分布の中央値よりも高い値（例えば確率分布の８０％となる値）をプロットし、プロットした点を結ぶグラフ（図中破線のグラフ）を作成しておき、このグラフの最小値を事前速度として決定してもよい（図中の「２」で示す星マーク参照）。決定部１２は、本線車両３０の密度が高くなるほど、つまり、本線Ｒ１が混雑するほど、最悪値に近づくように確率分布の中央値よりも高い値を決定してもよい。

決定部１２は、本線車両３０の密度が低い場合には、第２区間Ｌ２において車両２と本線車両３０とが併走する可能性が低くなる。図７に示されるように、決定部１２は、本線車両３０の密度が予め定められた密度未満の場合、その密度に応じて、図５のグラフを用いて決定された事前速度（ここではＶａ５［ｋｍ/ｈ］）を、最良値が最小となる事前速度（ここではＶａ６［ｋｍ/ｈ］）に近づけるように補正する（図中矢印参照）。これにより、事前速度が合流に適した速度となる確度が高まる。決定部１２は、本線車両３０の密度が低くなるほど最良値が最小となる事前速度に近づくように、図５のグラフを用いて決定された事前速度を補正してもよい。決定部１２は、確率分布の中央値よりも低い値（例えば確率分布の２０％となる値）をプロットし、プロットした点を結ぶグラフ（図中破線のグラフ）を作成しておき、このグラフの最小値を事前速度として決定してもよい（図中の「３」で示す星マーク参照）。決定部１２は、本線車両３０の密度が低くなるほど、最良値に近づくように確率分布の中央値よりも低い値を決定してもよい。

決定部１２は、第１本線車両４０と第１本線車両４０の周囲の本線車両３０との間の車間距離と、本線車両３０の密度との両方を考慮して事前速度を決定してもよい。

図１に戻り、事前準備部１８は、車両２の速度が事前速度となるように車両２の速度を調整する。事前準備部１８は、アクチュエータ６を動作させて速度調整を行う。これにより、車両２が第１区間Ｌ１を事前速度で走行することになる（図２及び図３参照）。

合流制御部２０は、事前準備部１８による車両２の速度調整開始後であって、状況判定部１０により側方センサ４の検出結果に基づいて本線車両３０を認識可能な状況であると判定された場合には、車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させる。このような状況は、例えば図４に示される合流シーンである。合流制御部２０は、図４に示される合流シーンにおいて、車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させる。

図４に示される合流シーンにおいては、側方センサ４によって本線車両３０を検出することができる。以下では、側方センサ４によって検出される本線車両３０を第２本線車両５０という。なお、第２本線車両５０は、所定時間後に前方センサ３でも検出可能な車両である場合もある。つまり、第１本線車両４０は、第２本線車両５０とされた本線車両３０と同一であってもよい。

合流制御部２０は、少なくとも側方センサ４の検出結果と車両２の速度とに基づいて、車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させる。一例として、合流制御部２０は、少なくとも側方センサ４により検出された本線Ｒ１を走行する第２本線車両５０と車両２との相対速度及び相対位置と、車両２の速度とに基づいて、車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させる。合流制御部２０は、前方センサ３及び側方センサ４により検出された本線Ｒ１を走行する第１本線車両４０及び第２本線車両５０と車両２との相対速度及び相対位置と、車両２の速度とに基づいて、車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させてもよい。このように、合流制御部２０は、合流地点付近の本線車両３０と車両２との位置関係及び速度関係に基づいて、本線車両３０間に割り込むように本線Ｒ１へ合流する。

一例として、合流制御部２０は、本線Ｒ１における合流位置（図４における第１本線車両４０と第２本線車両５０との間であるＰ３の位置）を決定し、車両２の縦位置（進行方向の位置）が合流位置と隣り合うように車両２の速度を調整し、車両２の速度の調整が完了した後に車両２の操舵を調整して車両２を合流車線Ｒ２から本線Ｒ１へ合流させる。このように、合流制御部２０は、速度制御によって車両２の縦位置を合流位置の真横になるように調整する第１制御と、第１制御後において操舵により車両２を合流位置へと位置させる第２制御とを行う。このように、合流制御部２０は、段階的な制御によって車両２を本線Ｒ１へ合流させる。

［車両制御装置の動作］
図８は、車両制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示されるフローチャートは、車両２の走行中において車両制御装置１によって実行される。なお、以下では、図２に示されるように、車両２が合流地点に向かって走行している場合に図８に示されるフローチャートが実行される例を説明する。このような合流シーンの判定は、車両２の位置、前方センサ３及び側方センサ４の検出結果などから合流シーンであることを判定してもよいし、外部装置から通信を介して合流シーンであることを判定してもよいし、車両２の位置と地図情報とに基づいて合流シーンであることを判定してもよい。

最初に、車両制御装置１の状況判定部１０は、判定処理（Ｓ１０）として、側方センサ４による本線車両３０の認識が可能であるか否かを判定する。図２に示される合流シーンである場合には、状況判定部１０は、側方センサ４による本線車両３０の認識が可能でないと判定する（Ｓ１０：ＮＯ）。この場合、車両制御装置１は、情報取得処理（Ｓ１２）として、前方センサ３の検出結果、つまり、第１本線車両４０の情報を取得する。そして、車両制御装置１の決定部１２は、決定処理（Ｓ１４）として、第１本線車両４０の情報に基づいて事前速度を決定する。そして、車両制御装置１の事前準備部１８は、走行制御処理（Ｓ１８）として、決定処理（Ｓ１４）にて決定された事前速度となるように車両２を制御する（図２及び図３）。走行制御処理（Ｓ１８）が終了すると、図８に示されるフローチャートが終了し、フローチャートの最初から再び実行される。このように、判定処理（Ｓ１０）において側方センサ４による本線車両３０の認識が可能となるまで（図３に示される合流シーンから図４に示される合流シーンとなるまで）、事前速度調整が行われる。

状況判定部１０は、例えば、図４に示される合流シーンとなった場合には、側方センサ４による本線車両３０の認識が可能であると判定する（Ｓ１０：ＹＥＳ）。この場合、車両制御装置１は、情報取得処理（Ｓ１８）として、側方センサ４の検出結果、つまり、第２本線車両５０の情報を取得する。続いて、車両制御装置１の合流制御部２０は、合流制御処理（Ｓ２０）として、少なくとも側方センサ４の検出結果に基づいて、車両２を本線Ｒ１へと合流させる。合流制御処理（Ｓ２０）が終了すると、図８に示されるフローチャートが終了し、フローチャートの最初から再び実行される。図８に示されるフローチャートは、終了条件を満たす場合には、繰り返し実行されない。終了条件は、例えば合流制御が終了したときや、運転者による終了操作を受け付けたときに、満たされる。

［第１実施形態のまとめ］
車両制御装置１によれば、側方センサ４の検出結果に基づいて本線車両３０を認識可能な状況でない場合には、前方センサ３により検出された、本線Ｒ１を走行する第１本線車両４０と車両２との相対速度に基づいて、合流車線Ｒ２における車両２の事前速度が決定される。そして、合流車線Ｒ２を走行する車両２の速度が事前速度となるように調整される。速度調整開始後、側方センサ４の検出結果に基づいて本線車両３０を認識可能な状況である場合には、少なくとも側方センサ４の検出結果に基づいて前両２が本線Ｒ１へ合流する。このように、車両制御装置１は、側方センサ４の検出機能を妨げる壁Ｗが合流車線Ｒ２と本線Ｒ１との間に存在する場合（図２）のように、側方センサ４の検出結果に基づく認識が行えないときにおいて、側方センサ４の検出機能が発揮可能となる状況になる前から、車両２の速度を第１本線車両４０との相対速度に基づいて調整をすることができる。このため、車両制御装置１は、合流のための事前準備を適切に行うことができる。

車両制御装置１によれば、速度を調整した後に操舵を行うという段階的な合流制御を行うため、合流制御前に車両２の速度を事前速度へ調整しておくことにより、車両２の縦位置が合流位置の真横となるような車両２の速度の調整を短時間で行うことができる。これにより、合流制御時の速度調整のために必要な距離が短くなり、余裕を持って合流することができることから、合流成功率が向上する。

車両制御装置１によれば、本線Ｒ１における車間距離が考慮されて事前速度が決定されるため、車両２の速度を合流に適した速度とする確率を高めることができる。また、車両制御装置１によれば、本線Ｒ１における車両密度が考慮されて事前速度が決定されるため、車両２の速度を合流に適した速度とする確率を高めることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る車両制御装置１Ａは、第１実施形態に係る車両制御装置１と比較して、取得部１４を備える点と、決定部１２の事前速度の決定手法とが相違し、その他は同一である。第２実施形態では、第１実施形態と同一の内容については繰り返さない。

図９は、第２実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。図９に示されるように、車両２は、地図データベース７を備える。地図データベース７は、地図情報を記憶する。地図情報は、道路、道路構造物、建物などの位置情報を記憶したデータである。地図情報には、道路の長さや合流地点の位置が含まれる。なお、車両２は、通信を介して地図情報を取得してもよい。この場合、車両２は地図データベース７を備えなくてもよい。

ＥＣＵ５は、車両制御装置１Ａを構成する。車両制御装置１Ａは、取得部１４を備える。取得部１４は、図示しないＧＰＳ受信機などにより車両２の位置を取得し、地図データベース７から車両２の位置に応じた地図情報を取得する。取得部１４は、地図情報に基づいて合流車線Ｒ２の長さを取得する。例えば、図２における第１区間Ｌ１の長さ、第２区間Ｌ２の長さを取得する。

決定部１２Ａは、第１実施形態の決定部１２と同一の手法で事前速度を決定し、その後、取得部１４により取得された合流車線の長さに応じて事前速度を変更する。決定部１２Ａは、例えば、合流車線Ｒ２の長さ（第１区間Ｌ１の長さ＋第２区間Ｌ２の長さ）が予め定められた長さよりも短い場合には、第２区間Ｌ２の滞在時間を長くするために、事前速度を小さくするように補正する。決定部１２は、合流車線Ｒ２の長さが短くなるほど、事前速度を小さくするように補正してもよい。

決定部１２Ａは、第２区間Ｌ２の長さに応じて事前速度を変更してもよい。この場合も、決定部１２Ａは、第２区間Ｌ２の長さが予め定められた長さよりも短い場合には、事前速度を小さくするように補正する。決定部１２は、第２区間Ｌ２が短くなるほど、事前速度を小さくするように補正してもよい。決定部１２Ａは、第１区間Ｌ１の長さが予め定められた長さよりも長い場合には、決定された事前速度に到達させる距離を、余裕をもって確保することができるため、上下限加速度・上下限ジャークを小さく設定したり、事前速度に到達するタイミングを第１区間終了時に設定したりしてもよい。車両制御装置１Ａのその他の構成は、車両制御装置１と同一である。

［第２実施形態のまとめ］
車両制御装置１Ａによれば、合流車線Ｒ２の長さが予め定められた長さよりも短い場合には、第２区間Ｌ２の滞在時間を長くするように事前速度が変更されるため、合流成功率を高めることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態に係る車両制御装置１Ｂは、第１実施形態に係る車両制御装置１と比較して、認識部１６を備える点と、決定部１２の事前速度の決定手法とが相違し、その他は同一である。第３実施形態では、第１実施形態と同一の内容については繰り返さない。

図１０は、第３実施形態に係る車両制御装置が備わる車両の一例を示すブロック図である。図１０に示されるように、ＥＣＵ５は、車両制御装置１Ｂを構成する。車両制御装置１Ｂは、認識部１６を備える。認識部１６は、合流車線Ｒ２を走行する先行車両を認識する。図１１は、先行車両が存在する合流シーンの一例を示す図である。図１１に示されるように、合流車線Ｒ２には、車両２の前方に先行車両６０が走行している。認識部１６は、前方センサ３の検出結果に基づいて先行車両６０を認識する。

決定部１２Ｂは、先行車両６０が存在しない場合には、第１実施形態の決定部１２と同一の手法で事前速度を決定する。決定部１２Ｂは、認識部１６により先行車両６０が認識された場合には先行車両６０と車両２との車間距離ＶＬ２、及び、前方センサ３により検出された第１本線車両４０と第１本線車両４０の周囲の本線車両３０との間の車間距離ＶＬ１を取得する。そして、決定部１２Ｂは、車間距離ＶＬ２が車間距離ＶＬ１となるように事前速度を決定する。先行車両６０は本線車両３０間に合流することから、車間距離ＶＬ２を車間距離ＶＬ１となるように車両２を制御することで、本線車両３０、先行車両６０、本線車両３０、車両２の順で並ぶ縦位置となる可能性を高めることができる。つまり、上記の車間距離制御により、車両２が本線車両３０と併走する確率を低減させることができる。

［第３実施形態のまとめ］
車両制御装置１Ｂによれば、本線Ｒ１と合流車線Ｒ２との車間距離を合わせることができるので、合流成功率を高めることができる。

上述した実施形態は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。各実施形態は組合せて実行されてもよい。

例えば、第３実施形態において、先行車両６０が存在しない場合に第１実施形態の決定部１２と同一の手法で事前速度が決定される例を示したが、先行車両６０が存在する場合において、第１実施形態の決定部１２と同一の手法で事前速度が決定されてもよい。この場合、事前準備部１８は、認識部１６により先行車両６０が認識された場合には所定の車間距離以上となるように車両２の走行を制御した後に、車両２の速度が事前速度となるように車両２の走行を制御すればよい。これにより、車両２の速度を事前速度とする前に、車両２と先行車両６０との距離が所定の車間距離以上となるので、先行車両６０に接触することなく車両２の速度を事前速度にすることができる確率を高めることができる。

１，１Ａ，１Ｂ…車両制御装置、２…車両、３…前方センサ、４…側方センサ、１０…状況判定部、１２，１２Ａ，１２Ｂ…決定部、１４…取得部、１６…認識部、１８…事前準備部、２０…合流制御部、３０…本線車両、４０…第１本線車両、５０…第２本線車両、６０…先行車両、Ｒ１…本線、Ｒ２…合流車線。

Claims (8)

1. 本線へ合流する合流車線を走行する車両の走行を制御する車両制御装置であって、
   前記本線を走行する本線車両を側方センサの検出結果に基づいて認識可能な状況であるか否かを判定する状況判定部と、
   前記状況判定部により前記本線車両を前記側方センサの検出結果に基づいて認識可能な状況でないと判定された場合には、前方センサにより検出された、前記本線を走行する第１本線車両と前記車両との相対速度に基づいて、前記合流車線における前記車両の事前速度を決定する決定部と、
   前記車両の速度が前記事前速度となるように前記車両の速度を調整する事前準備部と、
   前記事前準備部による前記車両の速度調整開始後であって、前記状況判定部により前記側方センサの検出結果に基づいて前記本線車両を認識可能な状況であると判定された場合には、少なくとも前記側方センサの検出結果と前記車両の速度とに基づいて、前記車両を前記合流車線から前記本線へ合流させる合流制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記合流制御部は、少なくとも前記側方センサにより検出された前記本線を走行する第２本線車両と前記車両との相対速度及び相対位置と、前記車両の速度とに基づいて、前記車両を前記合流車線から前記本線へ合流させる、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記合流制御部は、前記本線における合流位置を決定し、前記車両の縦位置が前記合流位置と隣り合う位置となるように前記車両の速度を調整し、前記車両の速度の調整が完了した後に前記車両の操舵を調整して前記車両を前記合流車線から前記本線へ合流させる、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記決定部は、前記第１本線車両と前記車両との相対速度、及び、前記第１本線車両と前記第１本線車両の周囲の前記本線車両との間の車間距離に基づいて、前記事前速度を決定する、請求項１～３の何れか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記決定部は、前記第１本線車両と前記車両との相対速度、及び、前記本線車両の密度に基づいて、前記事前速度を決定する、請求項１～４の何れか一項に記載の車両制御装置。
6. 地図情報に基づいて合流車線の長さを取得する取得部を備え、
   前記決定部は、前記取得部により取得された合流車線の長さに応じて前記事前速度を変更する、請求項１～５の何れか一項に記載の車両制御装置。
7. 前記合流車線を走行する先行車両を認識する認識部を備え、
   前記決定部は、前記認識部により前記先行車両が認識された場合には前記先行車両と前記車両との車間距離が前記前方センサにより検出された前記第１本線車両と前記第１本線車両の後方の前記本線車両との間の車間距離となるように前記事前速度を決定する、請求項１～６の何れか一項に記載の車両制御装置。
8. 前記合流車線を走行する先行車両を認識する認識部を備え、
   前記事前準備部は、前記認識部により前記先行車両が認識された場合には所定の車間距離以上となるように前記車両の走行を制御した後に、前記車両の速度が前記事前速度となるように前記車両の走行を制御する、請求項１～６の何れか一項に記載の車両制御装置。

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