WO2017159493A1 - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム Download PDF

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WO2017159493A1
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政宣 武田
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本田技研工業株式会社
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    • G01C21/3605—Destination input or retrieval

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2016-050734, filed March 15, 2016, the content of which is incorporated herein by reference.
  • An aspect of the present invention has an object to provide a vehicle control system, a vehicle control method, and a vehicle control program capable of quickly performing the determination of whether to merge or not.
  • a vehicle control system includes an acquisition unit for acquiring traffic situation information of a main line where a host vehicle tries to merge from a branch line, the traffic situation information acquired by the acquisition unit, and A first control unit that determines whether or not the vehicle can join the main line based on the length of the joinable section at the joining point from the branch line to the main line, and the vehicle control unit using the first control unit A second control for automatically controlling at least acceleration / deceleration of the vehicle so that the vehicle travels from the branch line toward the main line when it is determined that merging of the vehicle into the main line is possible. And a control unit.
  • the first control unit successfully joins the branch line from the branch line to the main line for both the information obtained from the traffic situation information and the length of the joinable section.
  • the success probability corresponding to the traffic situation information acquired by the acquisition unit is derived by referring to correspondence information associated with the probability, and whether or not the main line can be merged based on the derived success probability May be determined.
  • the success probability of the merging is a probability based on a ratio of the length of the mergeable section and the traveling distance of the host vehicle from the branch line to the main line. It may be.
  • the correspondence information further associates the speed of the host vehicle with the success probability
  • the first control unit determines the speed of the host vehicle
  • the success probability is derived by referring to the correspondence information using the acquired speed of the own vehicle, and determining whether or not to join the main line based on the derived success probability.
  • the traffic situation information includes an average speed of a traveling vehicle on the main line and information capable of deriving an inter-vehicle distance of the traveling vehicle. It may be one.
  • an acquisition unit for acquiring traffic situation information of a main line where a host vehicle tries to join from a branch line, information obtained from the traffic situation information, and a vehicle
  • the traveling distance corresponding to the traffic situation information acquired by the acquisition unit is derived by referring to the correspondence information associated with the information of the traveling distance traveling until the merging, and the traveling distance is derived based on the derived traveling distance.
  • a derivation unit for deriving the length of a mergeable section required for the vehicle to merge with the main line.
  • the correspondence information is information in which information obtained from the traffic situation information and information of the traveling distance are associated, and the derivation unit is configured to The travel distance corresponding to the speed of the vehicle and the traffic situation information acquired by the acquisition unit may be derived by reference.
  • a computer-implemented method for vehicle control acquires traffic situation information of a main line where a host vehicle tries to merge from a branch line, and the acquired traffic situation information and the branch line Whether or not the host vehicle can join the main line is determined based on the length of the joinable sections that can join the main line, and it is determined that the host vehicle can join the main line. At least acceleration / deceleration of the vehicle is controlled automatically such that the vehicle travels from the branch line toward the main line.
  • the vehicle control program causes the in-vehicle computer to acquire traffic situation information of the main line where the host vehicle is joining from the branch line, and the acquired traffic situation information and the branch line When it is determined whether or not the host vehicle can join the main line based on the length of the joinable sections that can join the main line, and it is determined that the host vehicle can join the main line. At least acceleration / deceleration of the vehicle is controlled automatically such that the vehicle travels from the branch line toward the main line.
  • FIG. 1 is a diagram showing components of a vehicle (hereinafter referred to as a host vehicle M) on which the vehicle control system 100 of each embodiment is mounted.
  • the vehicle on which the vehicle control system 100 is mounted is, for example, a two-, three-, or four-wheeled vehicle, such as a vehicle powered by an internal combustion engine such as a diesel engine or gasoline engine, or an electric vehicle powered by a motor.
  • hybrid vehicles having an internal combustion engine and an electric motor.
  • An electric car is driven using electric power discharged by cells, such as a secondary battery, a hydrogen fuel cell, a metal fuel cell, and an alcohol fuel cell, for example.
  • sensors such as finders 20-1 to 20-7, radars 30-1 to 30-6, and a camera 40, a navigation device 50, and a vehicle control system 100 are provided. Will be mounted.
  • the finders 20-1 to 20-7 are, for example, LIDAR (Light Detection and Ranging, or Laser Imaging Detection and Ranging) which measures the scattered light with respect to the irradiation light and measures the distance to the object.
  • LIDAR Light Detection and Ranging, or Laser Imaging Detection and Ranging
  • the finder 20-1 is attached to a front grill or the like
  • the finders 20-2 and 20-3 are attached to the side of a vehicle body, a door mirror, the inside of a headlight, the vicinity of a side light, or the like.
  • the finder 20-4 is attached to the trunk lid or the like
  • the finders 20-5 and 20-6 are attached to the side of the vehicle body, the inside of the taillight, or the like.
  • the finders 20-1 to 20-6 described above have, for example, a detection area of about 150 degrees in the horizontal direction.
  • the finder 20-7 is attached to the roof or the like.
  • the finder 20-7 has, for example, a detection area of 360 degrees in the horizontal direction.
  • the radars 30-1 and 30-4 are, for example, long-distance millimeter-wave radars whose detection region in the depth direction is wider than other radars.
  • the radars 30-2, 30-3, 30-5, and 30-6 are middle-range millimeter-wave radars that have a narrower detection area in the depth direction than the radars 30-1 and 30-4.
  • the radar 30 detects an object by, for example, a frequency modulated continuous wave (FM-CW) method.
  • FM-CW frequency modulated continuous wave
  • the camera 40 is, for example, a digital camera using an individual imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • the camera 40 is attached to the top of the front windshield, the rear of the rearview mirror, and the like.
  • the camera 40 for example, periodically and repeatedly images the front of the host vehicle M.
  • the camera 40 may be a stereo camera including a plurality of cameras.
  • the configuration shown in FIG. 1 is merely an example, and a part of the configuration may be omitted, or another configuration may be added.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of a host vehicle M equipped with the vehicle control system 100 according to the first embodiment.
  • the navigation apparatus 50 the vehicle sensor 60, the display unit 62, the speaker 64, the accelerator pedal, the brake pedal, and the shift lever (or paddle shift)
  • An operation device (an operator) 70 such as a steering wheel, and an operation detection sensor 72 such as an accelerator opening sensor, a brake depression sensor (brake switch), a shift position sensor, a steering angle sensor (or a steering torque sensor);
  • a communication device 75, a changeover switch 80, a driving force output device 90 for outputting a driving force for traveling, a steering device 92, a brake device 94, and a vehicle control system 100 are mounted.
  • a multiplex communication line such as a CAN (Controller Area Network) communication line, a serial communication line, a wireless communication network or the like.
  • the illustrated operation device is merely an example, and a joystick, a button, a dial switch, a GUI (Graphical User Interface) switch, etc. may be mounted on the vehicle M.
  • the vehicle control system in the claims may include not only the vehicle control system 100 but also a configuration (such as the finder 20) other than the vehicle control system 100 among the configurations shown in FIG.
  • the navigation device 50 has a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver, map information (navigation map), a touch panel display device functioning as a user interface, a speaker, a microphone, and the like.
  • the navigation device 50 specifies the position of the host vehicle M by the GNSS receiver, and derives the route from the position to the destination specified by the user.
  • the route derived by the navigation device 50 is provided to the target lane determination unit 110 of the vehicle control system 100.
  • the position of the host vehicle M may be identified or supplemented by an INS (Inertial Navigation System) using the output of the vehicle sensor 60.
  • INS Inertial Navigation System
  • the navigation device 50 provides guidance by voice or navigation display on the route to the destination.
  • the configuration for specifying the position of the host vehicle M may be provided independently of the navigation device 50.
  • the navigation device 50 may be realized by, for example, the function of a terminal device such as a smartphone or a tablet terminal owned by the user. In this case, transmission and reception of information are performed between the terminal device and the vehicle control system 100 by wireless or wired communication.
  • the vehicle sensor 60 includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, an acceleration sensor that detects an acceleration, a yaw rate sensor that detects an angular velocity about a vertical axis, an orientation sensor that detects the direction of the host vehicle M, and the like.
  • the display unit 62 displays information as an image.
  • the display unit 62 includes, for example, a liquid crystal display (LCD), an organic electroluminescence (EL) display device, a head-up display, and the like.
  • the display unit 62 may be a display unit provided in the navigation device 50 or a display unit of an instrument panel that displays the state (speed, etc.) of the host vehicle M.
  • the speaker 64 outputs the information as sound.
  • the operation detection sensor 72 detects the amount of operation of the operation device 70.
  • the operation detection sensor 72 outputs, to the vehicle control system 100, an accelerator opening degree, a brake depression amount, a shift position, a steering angle, a steering torque, and the like as detection results.
  • the detection result of the operation detection sensor 72 may be directly output to the driving force output device 90, the steering device 92, or the brake device 94 depending on the operation mode.
  • the communication device 75 performs wireless communication using a cellular communication network, a Wi-Fi network, an inter-vehicle communication network using DSRC (Dedicated Short Range Communications), or the like.
  • the communication device 75 acquires information from the information providing server before or while the host vehicle M travels, for example, by connecting to the Internet via a wireless base station.
  • the communication device 75 acquires traffic situation information from an information providing server that monitors traffic conditions of roads.
  • the traffic situation information includes information that the lane is closed due to construction work, traffic accident, traffic jam, etc., and information on traffic volume of the road.
  • the information on the traffic volume of the road includes, for example, information such as the number of passing vehicles per unit time in a certain section, the density of vehicles per unit section, the head time per lane, the average speed of traveling vehicles per lane .
  • Vehicle-to-vehicle gap time means that a reference position (for example, the center of gravity or the center of the rear wheel axle) of a vehicle traveling immediately before a merging target position candidate cTAg (k) described later exists at a certain time.
  • the changeover switch 80 is a switch operated by a vehicle occupant.
  • the switch 80 receives an operation of the vehicle occupant, generates a driving mode designation signal for specifying the driving mode of the host vehicle M, and outputs the driving mode designation signal to the switching control unit 170.
  • the changeover switch 80 may be either a graphical user interface (GUI) switch or a mechanical switch.
  • GUI graphical user interface
  • the driving force output device 90 outputs traveling driving force (torque) for the vehicle to travel to the driving wheels.
  • the driving force output device 90 includes an engine, a transmission, and an engine ECU (Electronic Control Unit) that controls the engine.
  • the driving force output device 90 includes a traveling motor and a motor ECU that controls the traveling motor.
  • the driving force output device 90 includes an engine, a transmission, an engine ECU, a traveling motor, and a motor ECU.
  • the engine ECU adjusts the throttle opening degree, shift stage, and the like of the engine according to the information input from the traveling control unit 160 described later.
  • the motor ECU adjusts the duty ratio of the PWM signal given to the traveling motor in accordance with the information input from the traveling control unit 160.
  • the driving force output device 90 includes an engine and a traveling motor, the engine ECU and the motor ECU control the traveling driving force in coordination with each other in accordance with the information input from the traveling control unit 160.
  • the steering device 92 includes, for example, a steering ECU and an electric motor.
  • the electric motor for example, applies a force to the rack and pinion mechanism to change the direction of the steered wheels.
  • the steering ECU drives the electric motor according to the information input from the vehicle control system 100 or the information of the steering angle or steering torque input, and changes the direction of the steered wheels.
  • the brake device 94 is, for example, an electric servo brake device including a brake caliper, a cylinder that transmits hydraulic pressure to the brake caliper, an electric motor that generates hydraulic pressure in the cylinder, and a braking control unit.
  • the braking control unit of the electric servo brake device controls the electric motor in accordance with the information input from the traveling control unit 160 so that the brake torque corresponding to the braking operation is output to each wheel.
  • the electric servo brake device may be provided with a mechanism for transmitting the hydraulic pressure generated by the operation of the brake pedal to the cylinder via the master cylinder as a backup.
  • the brake device 94 is not limited to the electric servo brake device described above, but may be an electronically controlled hydraulic brake device.
  • the electronically controlled hydraulic brake device controls the actuator according to the information input from the travel control unit 160 to transmit the hydraulic pressure of the master cylinder to the cylinder.
  • the brake device 94 may include a regenerative brake by a traveling motor that may be included in the driving force output device 90.
  • the regenerative brake uses the electric power generated by the traveling motor which may be included in the driving force output device 90.
  • the vehicle control system 100 is realized by, for example, one or more processors or hardware having equivalent functions.
  • the vehicle control system 100 is configured by combining a processor such as a central processing unit (CPU), a storage device, and an electronic control unit (ECU) having a communication interface connected by an internal bus, or an MPU (micro-processing unit). It may be.
  • a processor such as a central processing unit (CPU), a storage device, and an electronic control unit (ECU) having a communication interface connected by an internal bus, or an MPU (micro-processing unit). It may be.
  • CPU central processing unit
  • ECU electronice control unit
  • MPU micro-processing unit
  • the vehicle control system 100 includes, for example, a target lane determination unit 110, an automatic driving control unit 120, and a storage unit 180.
  • the automatic driving control unit 120 includes, for example, a host vehicle position recognition unit 122, an external world recognition unit 124, an action plan generation unit 126, a track generation unit 130, a travel control unit 160, and a switching control unit 170.
  • the processor executes a program (software) to realize part or all of the target lane determination unit 110 and each part of the autonomous driving control unit 120. Also, some or all of these may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or may be realized by a combination of software and hardware.
  • LSI Large Scale Integration
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the storage unit 180 stores, for example, information such as high precision map information 182, target lane information 184, action plan information 186, correspondence information 188, and the like.
  • the storage unit 180 is realized by a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard disk drive (HDD), a flash memory, or the like.
  • the program executed by the processor may be stored in advance in the storage unit 180, or may be downloaded from an external device via an in-vehicle Internet facility or the like.
  • the program may be installed in the storage unit 180 by mounting a portable storage medium storing the program in a drive device (not shown).
  • the vehicle control system 100 may be distributed by a plurality of computer devices.
  • the target lane determination unit 110 is realized by, for example, an MPU.
  • the target lane determination unit 110 divides the route provided from the navigation device 50 into a plurality of blocks (for example, in units of 100 [m] in the traveling direction of the vehicle), and refers to the high accuracy map information 182 to each block Determine your target lane.
  • the target lane determination unit 110 determines, for example, which lane from the left the vehicle should travel.
  • the target lane determination unit 110 determines the target lane so that the host vehicle M can travel on a rational travel route for advancing to the branch destination, for example, when there is a branch point or a junction point in the route. .
  • the target lane determined by the target lane determination unit 110 is stored in the storage unit 180 as target lane information 184.
  • the high accuracy map information 182 is map information with higher accuracy than the navigation map of the navigation device 50.
  • the high accuracy map information 182 includes, for example, information on the center of the lane or information on the boundary of the lane.
  • the high accuracy map information 182 may include road information, address information (address / zip code), facility information, telephone number information, and the like.
  • the road information includes information indicating the type of road such as expressways, toll roads, national roads, and prefectural roads, the number of lanes of the road, the width of each lane, the slope of the road, the position of the road (longitude, latitude, height 3) (including three-dimensional coordinates), curvature of a curve of a lane, locations of merging and branching points of lanes, and information such as signs provided on roads.
  • type of road such as expressways, toll roads, national roads, and prefectural roads, the number of lanes of the road, the width of each lane, the slope of the road, the position of the road (longitude, latitude, height 3) (including three-dimensional coordinates), curvature of a curve of a lane, locations of merging and branching points of lanes, and information such as signs provided on roads.
  • the vehicle position recognition unit 122 of the automatic driving control unit 120 receives the high accuracy map information 182 stored in the storage unit 180 and information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, the navigation device 50, or the vehicle sensor 60. And recognizes the lane where the host vehicle M is traveling (target lane) and the relative position of the host vehicle M with respect to the target lane.
  • FIG. 3 is a diagram showing how the host vehicle position recognition unit 122 recognizes the relative position of the host vehicle M with respect to the target lane L1.
  • the host vehicle position recognition unit 122 receives the deviation OS from the target lane center CL of the reference point G (for example, the center of gravity or the rear wheel axis center) of the host vehicle M and the target lane center CL in the traveling direction of the host vehicle M.
  • the angle ⁇ to be formed is recognized as the relative position of the host vehicle M with respect to the target lane L1.
  • the host vehicle position recognition unit 122 recognizes the position of the reference point of the host vehicle M with respect to any one side end of the host lane L1 as the relative position of the host vehicle M with respect to the target lane. It is also good.
  • the relative position of the host vehicle M recognized by the host vehicle position recognition unit 122 is provided to the target lane determination unit 110.
  • the external world recognition unit 124 recognizes the position of the surrounding vehicle and the state of the speed, acceleration, and the like based on the information input from the finder 20, the radar 30, the camera 40, and the like.
  • the surrounding vehicle is, for example, a vehicle traveling around the host vehicle M and traveling in the same direction as the host vehicle M.
  • the position of the surrounding vehicle may be represented by a reference point such as the center of gravity or a corner of the other vehicle, or may be represented by an area represented by the contour of the other vehicle.
  • the "state" of the surrounding vehicle may include the acceleration of the surrounding vehicle, whether it is changing lanes (or whether it is going to change lanes), which is grasped based on the information of the various devices.
  • the outside world recognition unit 124 may recognize the positions of guard rails, utility poles, parked vehicles, pedestrians, and other objects.
  • the action plan generation unit 126 sets a starting point of the autonomous driving and / or a destination of the autonomous driving.
  • the starting point of the autonomous driving may be the current position of the host vehicle M or a point at which the operation for instructing the autonomous driving is performed.
  • the action plan generation unit 126 generates an action plan in the section between the starting point and the destination of the automatic driving. Not limited to this, the action plan generation unit 126 may generate an action plan for any section.
  • the action plan is composed of, for example, a plurality of events that are sequentially executed.
  • Events include, for example, a deceleration event for decelerating the host vehicle M, an acceleration event for accelerating the host vehicle M, a lane keep event for traveling the host vehicle M not to deviate from the target lane, and a lane change event for changing the target lane
  • an overtaking event that causes the host vehicle M to overtake the preceding vehicle
  • a branch event that changes the lane to a desired lane at a branch point, or causes the host vehicle M to travel so as not to deviate from the current target lane.
  • a merging event or the like which accelerates / decelerates the host vehicle M in the confluence lane of and changes the target lane is included.
  • the action plan generation unit 126 sets a lane change event, a branch event, or a merging event at a point where the target lane determined by the target lane determination unit 110 is switched.
  • Information indicating the action plan generated by the action plan generation unit 126 is stored in the storage unit 180 as the action plan information 186.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an action plan generated for a certain section.
  • the action plan generation unit 126 generates an action plan necessary for the host vehicle M to travel on the target lane indicated by the target lane information 184.
  • the action plan generation unit 126 may dynamically change the action plan according to the change in the situation of the host vehicle M, regardless of the target lane information 184. For example, in the action plan generation unit 126, the speed of the surrounding vehicle recognized by the external world recognition unit 124 exceeds the threshold while the vehicle is traveling, or the moving direction of the surrounding vehicle traveling in the lane adjacent to the own lane In the case of turning, the event set in the driving section where the host vehicle M is to travel is changed.
  • the recognition result of the external world recognition unit 124 causes the vehicle to exceed the threshold from behind the lane in the lane change destination during the lane keep event. If it is determined that the vehicle has progressed at the speed of 1, the action plan generation unit 126 may change the event following the lane keeping event from a lane change event to a deceleration event, a lane keeping event, or the like. As a result, the vehicle control system 100 can safely cause the host vehicle M to travel automatically even when a change occurs in the state of the outside world.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the trajectory generation unit 130.
  • the track generation unit 130 includes, for example, a traveling mode determination unit 132, a track candidate generation unit 134, an evaluation / selection unit 136, a lane change control unit 140, and a merging control unit 150.
  • the traveling mode determination unit 132 determines one of the traveling modes among constant speed traveling, follow-up traveling, deceleration traveling, curve traveling, obstacle avoidance traveling, and the like. For example, when there is no other vehicle ahead of the host vehicle M, the traveling mode determination unit 132 determines that the traveling mode is constant speed traveling. In addition, the traveling mode determination unit 132 determines the traveling mode as the following traveling when following the traveling vehicle. Further, the traveling mode determining unit 132 determines the traveling mode to be the decelerating traveling when the external world recognition unit 124 recognizes the deceleration of the leading vehicle, or when an event such as stopping or parking is performed.
  • the traveling mode determination unit 132 determines the traveling mode to be a curve traveling when the external world recognition unit 124 recognizes that the host vehicle M has approached a curved road. Further, when the external world recognition unit 124 recognizes an obstacle ahead of the host vehicle M, the traveling mode determination unit 132 determines that the traveling mode is obstacle avoidance traveling.
  • the track candidate generation unit 134 generates track candidates based on the traveling mode determined by the traveling mode determination unit 132.
  • the track in the present embodiment is a collection of target positions (track points) to which the reference position (for example, the center of gravity or the rear wheel axis center) of the vehicle M should reach at predetermined future time intervals (or at predetermined travel distances). .
  • the trajectory candidate generation unit 134 sets the target velocity of the host vehicle M based on at least the speed of the target OB existing ahead of the host vehicle M recognized by the external world recognition unit 124 and the distance between the host vehicle M and the target OB. calculate.
  • the trajectory candidate generation unit 134 generates one or more trajectories based on the calculated target velocity.
  • the target OB includes a vehicle ahead, a junction such as a junction, a junction, a point such as a target point, and an object such as an obstacle.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 134.
  • the trajectory candidate generation unit 134 sets K (1) and K (2) every time a predetermined time ⁇ t has elapsed from the current time based on the current position of the host vehicle M. , K (3),...
  • these orbital points may be simply described as "orbital point K".
  • the trajectory candidate generation unit 134 sets a plurality of trajectory points K at equal intervals as shown in (A) in FIG.
  • the trajectory candidate generation unit 134 may generate only one trajectory.
  • the track candidate generation unit 134 is reached as shown in (B) in FIG.
  • the interval is made wider as the trajectory point K is earlier, and the trajectory is made narrower as the trajectory point K is later.
  • a leading vehicle may be set as the target OB, or a junction other than the leading vehicle, a branch point, a point such as a target point, an obstacle, or the like may be set as the target OB.
  • the traveling control unit 160 described later decelerates the host vehicle M.
  • the trajectory candidate generation unit 134 When the traveling mode is determined to be curve traveling by the traveling mode determination unit 132, as illustrated in (C) in FIG. 6, the trajectory candidate generation unit 134 performs a plurality of trajectory points K according to the curvature of the road. Arrange while changing the lateral position (position in the lane width direction) to the traveling direction of M. Further, as shown in (D) in FIG. 6, when there is an obstacle OB such as a person or a stop vehicle on the road in front of the own vehicle M, the trajectory candidate generation unit 134 avoids the obstacle OB. A plurality of track points K are arranged so as to travel.
  • the evaluation / selection unit 136 evaluates the track candidate generated by the track candidate generation unit 134, for example, from two viewpoints of planability and safety, and selects a track to be output to the traveling control unit 160. .
  • the track is highly evaluated if the trackability to the already generated plan (for example, the action plan) is high and the total length of the track is short. For example, if it is desired to change lanes to the right, a track that once changes lanes to the left and then back is a low rating.
  • viewpoint of safety for example, the distance between the host vehicle M and an object (such as a surrounding vehicle) is longer, and the smaller the acceleration / deceleration, the change amount of the steering angle, etc.
  • the lane change control unit 140 operates when a lane change event, a branch event, a merging event or the like is performed, that is, when a broad lane change is performed.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed when a lane change event is performed. The process will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the lane change control unit 140 selects two peripheral vehicles from the adjacent vehicles that are adjacent to the lane on which the host vehicle M is traveling (the own lane) and that travels in the adjacent lane to which the lane is to be changed.
  • the lane change target position TAs is set between these surrounding vehicles (step S100).
  • peripheral vehicles traveling immediately before the lane change target position TAs in the adjacent lane will be referred to as a front reference vehicle mB
  • peripheral vehicles traveling immediately after the lane change target position TAs in the adjacent lane will be referred to as a rear reference vehicle mC.
  • the lane change target position TAs is a relative position based on the positional relationship between the host vehicle M and the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC.
  • FIG. 8 is a diagram showing how the lane change target position TAs is set.
  • mA represents a front vehicle
  • mB represents a front reference vehicle
  • mC represents a rear reference vehicle.
  • the arrow d indicates the traveling (traveling) direction of the host vehicle M
  • L1 indicates the host lane
  • L2 indicates the adjacent lane.
  • the lane change control unit 140 sets the lane change target position TAs between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC on the adjacent lane L2.
  • the lane change control unit 140 determines whether the primary condition for determining whether the lane change is possible at the lane change target position TAs (that is, between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC) is possible. It is determined (step S102).
  • the primary condition is that, for example, there are no surrounding vehicles in the prohibited area RA provided in the adjacent lane, and TTCs of the own vehicle M and the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC are respectively larger than the threshold It is.
  • This determination condition is an example in the case where the lane change target position TAs is set on the side of the host vehicle M. If the primary condition is not satisfied, the lane change control unit 140 returns the process to step S100, and resets the lane change target position TAs. At this time, it is possible to move to the side of the lane change target position TAs by waiting until it is possible to set the lane change target position TAs that satisfies the primary condition or changing the lane change target position TAs. Speed control may be performed.
  • the lane change control unit 140 projects the host vehicle M on the lane L2 of the lane change destination, and sets a prohibited area RA with a slight allowance distance before and after.
  • the prohibited area RA is set as an area extending from one end of the lane L2 in the lateral direction to the other end.
  • the lane change control unit 140 When there is no surrounding vehicle in the prohibition area RA, the lane change control unit 140, for example, extends the front end and the rear end of the host vehicle M virtually to the lane L2 side of the lane change destination Assume an extension line RM.
  • the lane change control unit 140 calculates the extension line FM and the collision margin time TTC (B) of the front reference vehicle mB, and the rear line reference vehicle TTC (C) of the extension line RM and the rear reference vehicle mC.
  • the collision margin time TTC (B) is a time derived by dividing the distance between the extension line FM and the front reference vehicle mB by the relative speed of the host vehicle M and the front reference vehicle mB.
  • the collision margin time TTC (C) is a time derived by dividing the distance between the extension line RM and the rear reference vehicle mC by the relative speed of the host vehicle M and the rear reference vehicle mC.
  • the trajectory candidate generation unit 134 determines that the primary condition is satisfied when the collision margin time TTC (B) is larger than the threshold Th (B) and the collision margin time TTC (C) is larger than the threshold Th (C). Do.
  • the thresholds Th (B) and Th (C) may be the same value or different values.
  • the lane change control unit 140 causes the trajectory candidate generation unit 134 to generate a trajectory candidate for lane change (step S104).
  • FIG. 9 is a diagram showing how a track for lane change is generated.
  • the track candidate generation unit 134 assumes that the front vehicle mA, the front reference vehicle mB, and the rear reference vehicle mC travel with a predetermined speed model, and the speed models of these three vehicles and the speed of the host vehicle M And generates a candidate for a trajectory such that the host vehicle M is located between the front reference vehicle mB and the rear reference vehicle mC at a certain time in the future without interference or contact with the forward vehicle mA. .
  • the track candidate generation unit 134 is a spline curve or the like from the current position of the host vehicle M to the position of the front reference vehicle mB at a certain time in the future, the center of the lane to be changed, and the end point of the lane change. It connects smoothly using a polynomial curve, and a predetermined number of orbital points K are arranged on this curve at equal or unequal intervals. At this time, the trajectory candidate generation unit 134 generates a trajectory such that at least one of the trajectory points K is disposed within the lane change target position TAs.
  • the evaluation / selection unit 136 determines whether or not the trajectory candidate satisfying the setting condition has been generated (step S106).
  • the setting condition is, for example, that an evaluation value equal to or greater than a threshold value is obtained from the viewpoint of the planability and safety described above.
  • the evaluation / selection unit 136 selects, for example, the candidate of the track with the highest evaluation value, outputs the information of the track to the travel control unit 160, and causes the lane change. (Step S108).
  • step S100 if a trajectory satisfying the set condition can not be generated, the process returns to step S100. At this time, as in the case where a negative determination is obtained in step S102, processing may be performed to be in a standby state or to reset the lane change target position TAs.
  • the traveling control unit 160 shown in FIG. 2 drives the drive power output device 90, the steering device 92, and the brake device 94 so that the host vehicle M passes the track generated by the track candidate generation unit 134 as scheduled. Control.
  • the track candidate generation unit 134 and the traveling control unit 160 described above are examples of the “second control unit”.
  • the switching control unit 170 switches the driving mode based on an operation for instructing the operating device 70 to accelerate, decelerate or steer, as well as switching the driving mode based on the driving mode designation signal input from the changeover switch 80. For example, the switching control unit 170 switches from the automatic driving mode to the manual driving mode when the state where the operation amount input from the operation detecting sensor 72 exceeds the threshold continues for the reference time or more. In addition, the switching control unit 170 switches the operation mode from the automatic operation mode to the manual operation mode near the destination of the automatic operation.
  • the switching control unit 170 When switching from the manual operation mode to the automatic operation mode, the switching control unit 170 performs this based on the operation mode designation signal input from the switching switch 80. In addition, after switching from the automatic driving mode to the manual driving mode, if the operation for instructing the operating device 70 to accelerate, decelerate or steer is not detected for a predetermined time, control to return to the automatic driving mode is performed. It may be
  • the merging control unit 150 includes, for example, a merging target position candidate setting unit 151, a derivation unit 152, and a determining unit 153 that determines the possibility of merging.
  • the merging control unit 150 is activated by the traveling mode determination unit 132, for example, when the host vehicle M starts traveling on a branch line (acceleration lane) where the main vehicle joins the main line.
  • the merging control unit 150 is an example of the “first control unit”.
  • the merging target position candidate setting unit 151 sets one or more merging target position candidates cTAg, which are candidates for the merging target position TAg, which are targets when the host vehicle M merges with the main line.
  • the merging target position TAg is a relative position set between the peripheral vehicles traveling on the main line to which the host vehicle M merges.
  • FIG. 10 is a diagram exemplifying the merging target position candidate cTAg set by the merging target position candidate setting unit 151.
  • the merging target position candidate setting unit 151 selects n peripheral vehicles m traveling on the lane L1 adjacent to the branch line sL in the main line, and merges one or more among the selected peripheral vehicles m.
  • n is an arbitrary natural number.
  • the merging target position candidate setting unit 151 has, for example, five peripheral vehicles m traveling forward with respect to the traveling direction of the host vehicle M, five peripheral vehicles m traveling backward with respect to the traveling direction of the host vehicle M, and a total of 10 vehicles.
  • the n surrounding vehicles m may be selected according to any rule, such as selecting the surrounding vehicles m.
  • the merging target position candidate setting unit 151 sets the merging target position candidate cTAg such that the inter-vehicle distance of the peripheral vehicle m traveling immediately before and after is shorter than the reference distance, or the inter-vehicle distance after the reference time May be set excluding the one where the distance is equal to or less than the reference distance.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the merging target position candidate cTAg set by the merging target position candidate setting unit 151. As shown in FIG.
  • the distance between the merging target position candidate cTAg (k) and the host vehicle M is represented by x (k), and the average velocity of the peripheral vehicles m traveling on the lane L1 is represented by VH.
  • the average speed VH is, for example, information included in traffic condition information acquired by the communication device 75. Alternatively, the average speed VH may be obtained by calculating the average of the speeds of the surrounding vehicles m recognized by the external world recognition unit 124.
  • ⁇ is a vehicle in a section where the vehicle M can travel when joining the branch line sL to the lane L1 at a point (junction point) where the branch line sL joins the main line lane L1.
  • the distance ⁇ may be derived based on, for example, information such as the number of lanes of a road, the width of each lane, the position of the merging point of the lanes, and the like included in the high accuracy map information 182.
  • the distance ⁇ may be derived based on the length or the shape of the road division line recognized by the external world recognition unit 124.
  • the distance ⁇ will be described as “combined channel length ⁇ ”.
  • the derivation unit 152 derives the combined channel length ⁇ at the boundary point between the main line and the branch line where the vehicle M is scheduled to merge using the high accuracy map information 182, and refers to the correspondence information 188 stored in the storage unit 180. Then, based on the derived combined flow path length ⁇ and the head time ⁇ (k) included in the traffic situation information acquired by the communication device 75, the success probability of merging is derived.
  • the determination unit 153 determines whether or not the host vehicle M can join the main line based on the success probability derived for each of the merging target position candidates cTAg (k) by the derivation unit 152.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the process flow of the merging control unit 150 in the first embodiment.
  • the deriving unit 152 derives the combined channel length ⁇ at the boundary point between the main line and the branch line where the vehicle M is scheduled to merge using the high accuracy map information 182 (step S200).
  • the derivation unit 152 stands by until the traffic condition information is acquired by the communication device 75 (step S202), and when the traffic condition information is acquired by the communication device 75, the correspondence information 188 stored in the storage unit 180.
  • the success probability is derived based on the derived combined channel length ⁇ and the head time ⁇ (k) included in the traffic situation information acquired by the communication device 75 (step S204).
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the correspondence information 188 in the first embodiment.
  • the correspondence information 188 has a map associated with each of the vehicle head time ⁇ (k) and each combined channel length ⁇ (k).
  • the correspondence information 188 may be a table corresponding to a map, and the head time ⁇ (k), combined passage length ⁇ (k), the speed v of the host vehicle M, and the average speed VH of the main line vehicle It may be a function as an element. The following example is described as being a map.
  • the derivation unit 152 refers to the high accuracy map information 182 and takes a value that matches or is closest to both of the derived combined flow path length ⁇ and the head time ⁇ (k) included in the traffic situation information. Select a map
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a certain map in the correspondence information 188 of the first embodiment.
  • the horizontal axis in FIG. 14 represents the average speed VH of vehicles on the main line
  • the vertical axis represents the speed v of the vehicle M at a certain point when entering a mergeable section
  • the success probability is represented by colors (shades) and numerical values (0 to 100% in FIG. 14).
  • the numerical value of the success probability shown in FIG. 14 is merely an example, and the range of possible probabilities may exceed 100%.
  • the “best merging target position TAg (k)” is a merging target position at which the traveling distance RD (k) is the shortest among the plurality of merging target position candidates cTAg (k).
  • the success probability derived for each map is, for example, (1) all the vehicles traveling on the main line of the merging destination travel at the average speed VH, (2) the inter-vehicle distance of the vehicles traveling on the main line is equal That is, assuming the condition that the head time ⁇ (k) is constant) and (3) the speed (or acceleration etc.) of the vehicle M at the point where the merging event is started is constant, The ratio of the travel distance RD (k) required to reach the merging target position TAg (k) and the combined channel length ⁇ (k).
  • the success probability may be represented by ⁇ / RD (k), (1-RD (k) / ⁇ ), or the like. That is, the success probability changes in such a manner that the probability decreases as the travel distance RD (k) increases relative to the combined channel length ⁇ (k), and the probability increases as the travel distance RD (k) decreases.
  • An area B in FIG. 14 indicates that the inter-vehicle distance of the peripheral vehicle m traveling immediately before and after the merging target position candidate cTAg is an area equal to or less than the reference distance.
  • the success probability is not considered, and it is determined by the determination unit 153 described later that merging is not possible.
  • the success probability changes in a discontinuous manner with respect to the average velocity VH and the velocity v of the host vehicle M, respectively. That is, the traveling distance RD (k), which is the source of the success probability, changes the tendency of increase and decrease discontinuously for each of the average speed VH and the speed v of the host vehicle M.
  • FIG. 15 is a diagram showing how the success probability changes on the line XV-XV in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 15 represents the average speed VH of the vehicle on the main line, and the vertical axis represents the success probability.
  • the success probability changes symmetrically with respect to the speed increase side and the speed decrease side centering on the average speed VH of 90 km / h. In the vicinity of the center value of 90 km / h, as the average velocity VH increases, the success probability changes from negative to positive and further changes from positive to negative as the value obtained by differentiating the tendency of the change.
  • the velocity v of the vehicle M at the time of merging corresponds to the velocity corresponding to any of the extreme values. It is set. For example, among the candidates for the speed v of the two own vehicles M, the candidate with the higher speed is excluded from exceeding the upper limit value such as the legal speed, and one candidate is adopted.
  • the vehicle head time ⁇ (k), the combined channel length ⁇ (k), the speed v of the host vehicle M, and the average speed VH of the main vehicle are parameters (elements), and at least these parameters are changed independently.
  • the success probability values obtained by simulation are drawn in the form of a contour. For example, assuming that the host vehicle M travels based on a motion model such as a constant acceleration model or a constant jerk (jerk degree) model that can predict future states, each merging target position candidate cTAg (k) The traveling time required for the merging target position candidate cTAg (k) is derived from the current position of the vehicle M at the time of merging.
  • an upper limit speed may be provided for the speed at which the host vehicle M can output.
  • the upper limit speed is, for example, a legal speed.
  • the correspondence information 188 is information in which only the map with the best condition is stored in advance. In each map in correspondence information 188, assuming that the initial positional deviation d (k) is the largest in each merging target position candidate cTAg (k) on the merging lane, the travel distance RD (k) is It has been derived.
  • FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining the initial positional deviation d (k).
  • the initial positional deviation d (k) relates to the traveling direction of the host vehicle M
  • the distance from the reference position G1 of the host vehicle M to the reference position Y of the merging target position candidate cTAg (k) traveling in parallel is represented.
  • the reference position Y of each merging target position candidate cTAg (k) will be described as an intermediate position of vehicles before and after sandwiching itself.
  • the reference position G1 of the host vehicle M and the merging target position candidate cTAg (k) is set more backward than the reference position Y of the merging target position candidate cTAg (k) so that the distance required for the reference position Y to coincide with the reference position Y is maximized. (Or experiment, etc.) is performed.
  • the reference position G1 of the host vehicle M and the merging target position candidate cTAg The reference position G1 of the host vehicle M is set further to the front relative to the reference position Y of the merging target position candidate cTAg (k) so that the distance required for the reference position Y of (k) to coincide is maximum. And simulation (or experiment etc.) is performed.
  • the initial positional deviation d (k) is one of external factors that do not change relatively under the control of the host vehicle M
  • the initial positional deviation d (k) is maximized at the time of map generation.
  • the determination unit 153 determines whether the host vehicle M can join the main line based on the success probability derived by the derivation unit 152 (step S206).
  • the determination unit 153 determines that the travel distance RD (k) for performing speed adjustment is insufficient, and the host vehicle M is the main line. It is determined that it is not possible to join the In this case, the determination unit 153 uses the display unit 62 and the speaker 64 to notify the driver that the merging event can not be performed by the automatic driving, and the switching control unit 170 to change the automatic driving mode to the manual driving mode. Switch processing is performed (step S208).
  • the vehicle control system 100 can cause the driver to alternate the operation of the host vehicle M before the host vehicle M enters the merging path for adjusting the speed.
  • the target lane determination unit 110 changes a part of the route provided from the navigation device 50, and changes the target lane to another lane. You may set Thus, the vehicle control system 100 causes the host vehicle M to travel to the destination in a state in which automatic driving is continued, for example, by using a route detouring to another merging point or a route without a merging point. Can.
  • the determination unit 153 determines that the travel distance RD (k) for performing speed adjustment is sufficient, and the own vehicle M It is determined that merging is possible.
  • the joint target position candidate setting unit 151 selects n peripheral vehicles m traveling on the lane adjacent to the branch line in the main line (step S210), and selects One or more merging target position candidates cTAg are set among the surrounding vehicles m (step S212).
  • the derivation unit 152 derives the traveling distance RD (k) for each of the merging target position candidates cTAg (k) set by the merging target position candidate setting unit 151 (step S214).
  • the deriving unit 152 derives the velocity v (k, t) of the host vehicle M and the arrival time T ⁇ cTAg (k) ⁇ under the following constraints (1) to (3).
  • the host vehicle M travels based on a motion model that can predict future states such as a constant acceleration model and a constant jerk (jerk) model, and an upper limit speed is determined.
  • the upper limit speed is, for example, a legal speed.
  • the speed (change) v (k, t) of the host vehicle M corresponding to the merging target position candidate cTAg (k) matches the average speed VH when reaching the merging target position candidate cTAg (k) .
  • a value obtained by integrating the difference between the velocity v (k, t) of the host vehicle M and VH in the period up to the arrival time T ⁇ cTAg (k) ⁇ is the merging target position candidate cTAg (k) and the host vehicle It corresponds to the distance x (k) to M.
  • the deriving unit 152 determines the vehicle M to reach the merging target position candidate cTAg (k) based on the derived velocity v (k, t) of the vehicle and the arrival time T ⁇ cTAg (k) ⁇ .
  • the travel distance RD (k) is derived.
  • vehicles traveling immediately before and after each merging target position candidate cTAg (k) have future states such as a constant acceleration model and a constant jerk (jump) model, as with the motion model of the host vehicle M. It is assumed to run based on a predictable motion model.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the speed v (k, t) of the host vehicle M satisfying the conditions (1) to (3) above.
  • v 0 is the velocity of the vehicle M merging decision point, the initial value of the velocity v (k, t).
  • the velocity v (k, t) of the host vehicle and the arrival time T ⁇ cTAg (k) ⁇ are determined.
  • the derivation unit 152 derives the speed v (k, t) that satisfies the condition by searching for a pattern that matches the conditions while changing, for example, the acceleration period, the constant velocity period, and the deceleration period variously shown in FIG. Do. Further, the derivation unit 152 holds in the storage unit 180 a map in which parameters such as x (k), v 0 , and VH are associated with the pattern of velocity v (k, t), and applies the parameters to the map By doing this, the velocity v (k, t) may be derived. In addition, the derivation unit 152 may hold a rough map, and perform a search using the velocity v (k, t) derived from the rough map as a starting point. About this, each embodiment mentioned later is the same.
  • the deriving unit 152 calculates a traveling distance until the host vehicle M reaches the merging target position candidate cTAg (k) based on the derived velocity v (k, t) of the host vehicle and the arrival time T ⁇ cTAg (k) ⁇ .
  • the travel distance RD (k) is obtained by equation (2).
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the processing by the derivation unit 152.
  • the merging target position candidate setting unit 151 combines the merging target position candidate cTAg (k) for which the traveling distance RD (k) derived for each merging target position candidate cTAg (k) is the shortest. It is determined that it is the merging target position TAg (k) to be interrupted occasionally (step S216).
  • the merging target position candidate setting unit 151 causes the trajectory candidate generation unit 134 to generate a trajectory candidate directed to the merging target position TAg (k).
  • the track candidate generation unit 134 generates a track candidate directed to the merging target position TAg (k) at the velocity v of the host vehicle M assumed at the time of derivation of the travel distance RD (k).
  • the evaluation / selection unit 136 determines a track to be used for control from track candidates, and the traveling control unit 160 controls the control target based on the track, whereby the merging is performed.
  • the traffic condition information of the main line where the host vehicle M tries to merge from the branch line is acquired, and the acquired traffic condition information and the combined channel length ⁇ are obtained. At least acceleration / deceleration of the host vehicle M so that the host vehicle M travels from the branch line toward the main line when it is determined that the main line can be joined.
  • By automatically controlling it is possible to quickly determine whether or not to merge. As a result, for example, when it is determined that merging is not possible, it is possible to quickly transfer the driver's operation right to the driver.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the correspondence information 188 in the second embodiment.
  • a map is associated with each head time ⁇ (k).
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a certain map in the correspondence information 188 of the second embodiment.
  • the horizontal axis represents the average speed VH of the main line vehicle
  • the vertical axis represents the speed v of the host vehicle M when traveling in the section where merging is possible
  • the color bar on the right of the map k) are represented by colors and numerical values (0 to 1000 m in FIG. 21).
  • the derivation unit 152 is configured such that, in the correspondence information 188, a vehicle head time ⁇ (k) that matches or is closest to the vehicle head time ⁇ (k) included in the traffic situation information acquired by the communication device 75. ) Is selected, and the travel distance RD (k) is derived using this map. For example, in the example of FIG. 21, if the average speed VH of the main vehicle is 90 km / h and the speed v of the host vehicle M is set to 80 km / h, the travel distance RD (k) is It is derived as about 100 m.
  • the speed v of the host vehicle M set in the map is determined, for example, by referring to the information shown in FIG.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of the relationship between the success probability of merging and the speed v of the host vehicle M.
  • the success probability of merging changes in a tendency to increase as the speed v of the host vehicle M increases.
  • Thresholds P th and V th are set as the success probability of merging and the velocity v of the host vehicle M, respectively.
  • the threshold value P th is set to, for example, about 100%, and the threshold value V th is set to an upper limit speed such as a legal speed.
  • the derivation unit 152 sets the velocity v of the host vehicle M to the velocity v of the host vehicle M, where the velocity v of the host vehicle M is less than or equal to the threshold V th and the success probability is greater than or equal to the threshold P th
  • the traveling distance RD (k) is determined in consideration of it.
  • the determination unit 153 in the second embodiment compares the travel distance RD (k) derived using the map by the derivation unit 152 with the combined channel length ⁇ derived using the high accuracy map information 182. Thus, it is determined whether the host vehicle M can join the main line. For example, when the traveling distance RD (k) is larger than the combined channel length ⁇ , the determination unit 153 determines that the host vehicle M can not join the main line, and the traveling distance RD (k) becomes the merged channel length ⁇ . If smaller, it is determined that the vehicle M can join the main line.
  • the vehicle control system 100A of the second embodiment described above as in the first embodiment described above, it is possible to quickly determine whether or not to merge. As a result, for example, when it is determined that merging is not possible, it is possible to quickly transfer the driver's operation right to the driver.

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Abstract

車両制御システム（１００）は、本線の交通事情情報を取得する取得部（７５，１２４）と、取得部（７５，１２４）により取得された交通事情情報と、支線から本線への合流箇所における合流可能区間の長さとに基づいて、自車両の本線への合流の可否を判定する第１の制御部（１５０）と、第１の制御部（１５０）により自車両の本線への合流が可能であると判定された場合に、支線から本線に向けて自車両が走行するように、自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する第２の制御部（１３４，１６０）とを備える。

Description

車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
　本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
　本願は、２０１６年３月１５日に出願された日本国特願２０１６－０５０７３４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術（以下、自動運転）について研究が進められている。これに関連して、高速道路などの支線から本線に合流する際の自動運転についても種々の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１５－１０２８９３号公報
　しかしながら、従来の技術では、支線から本線への合流可否の判定のタイミングが遅れてしまう場合があった。
　本発明の態様は、合流可否の判定を迅速に行うことができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
　（１）本発明の一態様に係る車両制御システムは、自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記交通事情情報と、前記支線から前記本線への合流箇所における合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定する第１の制御部と、前記第１の制御部により前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定された場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する第２の制御部と、を備える。
　（２）上記（１）の態様において、前記第１の制御部が、前記交通事情情報から得られる情報と、前記合流可能区間の長さとの双方に、前記支線から前記本線への合流の成功確率が対応付けられた対応情報を参照することで、前記取得部により取得された前記交通事情情報に対応する前記成功確率を導出し、前記導出した成功確率に基づいて前記本線への合流の可否を判定してもよい。
　（３）上記（３）の態様において、前記合流の成功確率は、前記合流可能区間の長さと、前記支線から前記本線に至るまでに前記自車両が走行する走行距離との比率に基づく確率であってもよい。
　（４）上記（２）または（３）の態様において、前記対応情報は、さらに前記成功確率に前記自車両の速度が対応付けられており、前記第１の制御部は、前記自車両の速度を取得すると共に、前記取得した前記自車両の速度を用いて前記対応情報を参照することで、前記成功確率を導出し、前記導出した成功確率に基づいて前記本線への合流の可否を判定してもよい。
　（５）上記（１）から（４）のいずれか一項の態様において、前記第１の制御部により前記自車両の前記本線への合流が可能でないと判定された場合に、前記合流における前記第２の制御部の制御を制限する切替制御部を更に備えてもよい。
　（６）上記（１）から（５）のいずれか一項の態様において、前記交通事情情報が、前記本線の走行車両の平均速度と、前記走行車両の車間距離を導出可能な情報とを含むものであってもよい。
　（７）本発明の別の一態様に係る車両制御システムは、自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得する取得部と、前記交通事情情報から得られる情報と、車両が合流までに走行する走行距離の情報とが対応付けられた対応情報を参照することで、前記取得部により取得された交通事情情報に対応する走行距離を導出し、前記導出した走行距離に基づいて、前記自車両が前記本線に合流するために必要な合流可能区間の長さを導出する導出部と、を備える。
　（８）上記（７）の態様において、前記対応情報は、前記交通事情情報から得られる情報と、前記走行距離の情報とが対応付けられた情報であり、前記導出部は、前記対応情報を参照することで、前記自車両の速度および前記取得部により取得された交通事情情報に対応する走行距離を導出してもよい。
　（９）本発明の一態様に係る車両制御のためのコンピュータ実装方法は、自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得し、前記取得した交通事情情報と、前記支線から前記本線に合流可能な合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定し、前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定した場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する。
　（１０）本発明の一態様に係る車両制御プログラムは、車載コンピュータに、自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得させ、前記取得させた交通事情情報と、前記支線から前記本線に合流可能な合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定させ、前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定させた場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御させる。
　上記（１）から（１０）の態様によれば、合流可否の判定を迅速に行うことができる。
自車両の構成要素を示す図である。 自車両の機能構成図である。 自車位置認識部により目標車線に対する自車両の相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部により生成される軌道の候補の一例を示す図である。 車線変更イベントが実施される場合に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 車線変更ターゲット位置が設定される様子を示す図である。 車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。 合流ターゲット位置候補設定部により設定される合流ターゲット位置候補を例示した図である。 合流ターゲット位置候補設定部により設定される合流ターゲット位置候補の他の例を示す図である。 第１の実施形態における合流制御部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態における対応情報の一例を示す図である。 第１の実施形態の対応情報における、あるマップの一例を示す図である。 図１４の１５－１５´線上における成功確率の変化の様子を表す図である。 初期位置ずれを説明するための図である。 初期位置ずれを説明するための図である。 条件を満たす自車両の速度の一例を示す図である。 導出部による処理を説明するための図である。 第２の実施形態における対応情報の一例を示す図である。 第２の実施形態の対応情報における、あるマップの一例を示す図である。 合流の成功確率と、自車両の速度との関係の一例を示す図である。
　以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
　＜共通構成＞
　図１は、各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
　図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０－１から２０－７、レーダ３０－１から３０－６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。
　ファインダ２０－１から２０－７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０－１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０－２および２０－３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０－４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０－５および２０－６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０－１から２０－６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０－７は、ルーフ等に取り付けられる。
　ファインダ２０－７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。
　レーダ３０－１および３０－４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０－２、３０－３、３０－５、３０－６は、レーダ３０－１および３０－４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。
　以下、ファインダ２０－１から２０－７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０－１から３０－６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。
　カメラ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ４０は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。
　なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
　＜第１の実施形態＞
　図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を搭載した自車両Ｍの機能構成図である。
　自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、表示部６２と、スピーカ６４と、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー（或いはパドルシフト）、ステアリングホイールなどの操作デバイス（操作子）７０と、アクセル開度センサ、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）、シフト位置センサ、ステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）などの操作検出センサ７２と、通信装置７５と、切替スイッチ８０と、走行するための駆動力を出力する駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４と、車両制御システム１００とが搭載される。
　これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。例示した操作デバイスはあくまで一例であり、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチなどが自車両Ｍに搭載されても構わない。なお、特許請求の範囲における車両制御システムは、車両制御システム１００だけでなく、図２に示した構成のうち、車両制御システム１００以外の構成（ファインダ２０など）を含んでもよい。
　ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。
　ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。
　また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。
　なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。
　また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
　車両センサ６０は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。
　表示部６２は、情報を画像として表示する。表示部６２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ヘッドアップディスプレイなどを含む。表示部６２は、ナビゲーション装置５０が備える表示部や、自車両Ｍの状態（速度等）を表示するインストルメントパネルの表示部であってもよい。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。
　操作検出センサ７２は、操作デバイス７０の操作量を検出する。例えば、操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、シフト位置、ステアリング操舵角、ステアリングトルクなどを車両制御システム１００に出力する。なお、これに代えて、運転モードによっては操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に出力されてもよい。
　通信装置７５は、セルラー通信網、Ｗｉ－Ｆｉ網、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）などを利用した車車間通信網などを利用した無線通信を行う。通信装置７５は、例えば、無線基地局を介してインターネットに接続することで、自車両Ｍが走行する前、或いは走行中に情報提供サーバから情報を取得する。例えば、通信装置７５は、道路の交通状態を監視する情報提供サーバから、交通事情情報を取得する。
　交通事情情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報や、道路の交通量に関する情報が含まれる。道路の交通量に関する情報は、例えば、ある区間における単位時間あたりの通過車両の台数、単位区間あたりの車両の密度、車線ごとの車頭時間、車線ごとの走行車両の平均速度などの情報が含まれる。
　車頭時間（Vehicle-to-vehicle Gap Time）とは、ある時刻において、後述する合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の直前を走行する車両の基準位置（例えば重心や後輪軸中心など）が存在していた地点に、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の直後を走行する車両の基準位置（例えば重心や後輪軸中心など）が到達するまでに要する時間である。以下、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとの車頭時間に、符号δ（ｋ）を付して説明する。
　切替スイッチ８０は、車両乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、車両乗員の操作を受け付け、自車両Ｍの運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、切替制御部１７０に出力する。切替スイッチ８０は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。
　駆動力出力装置９０は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。駆動力出力装置９０は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。また、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、駆動力出力装置９０は、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。また、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、駆動力出力装置９０は、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。
　駆動力出力装置９０がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。
　駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。
　駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
　ステアリング装置９２は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。
　ステアリングＥＣＵは、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報に従って電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
　ブレーキ装置９４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。
　電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。
　電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。
　なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。
　また、ブレーキ装置９４は、駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。この回生ブレーキは、駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータにより発電された電力を利用する。
　［車両制御システム］
　以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。
　車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部１２０と、記憶部１８０とを備える。
　自動運転制御部１２０は、例えば、自車位置認識部１２２と、外界認識部１２４と、行動計画生成部１２６と、軌道生成部１３０と、走行制御部１６０と、切替制御部１７０とを備える。
　目標車線決定部１１０、および自動運転制御部１２０の各部のうち一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large ScaleIntegration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
　上述した通信装置７５および外界認識部１２４は、「取得部」の一例である。
　記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６、対応情報１８８などの情報が格納される。
　記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。
　また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。
　また、車両制御システム１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。
　目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。
　高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。
　また、高精度地図情報１８２には、道路情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。
　自動運転制御部１２０の自車位置認識部１２２は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、自車両Ｍが走行している車線（目標車線）、および、目標車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。
　図３は、自車位置認識部１２２により目標車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍの基準点Ｇ（例えば重心または後輪軸中心）の目標車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の目標車線中央ＣＬに対してなす角度θを、目標車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。
　なお、これに代えて、自車位置認識部１２２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、目標車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。
　外界認識部１２４は、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。
　周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の基準点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。
　周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。
　また、外界認識部１２４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
　行動計画生成部１２６は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１２６は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１２６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
　行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。
　イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、目標車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、目標車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の目標車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、目標車線を変更させる合流イベント等が含まれる。
　行動計画生成部１２６は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。
　行動計画生成部１２６によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。
　図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図４に示すように、行動計画生成部１２６は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１２６は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。
　例えば、行動計画生成部１２６は、車両走行中に外界認識部１２４によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。
　例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１２４の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１２６は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。
　図５は、軌道生成部１３０の構成の一例を示す図である。軌道生成部１３０は、例えば、走行態様決定部１３２と、軌道候補生成部１３４と、評価・選択部１３６と、車線変更制御部１４０と、合流制御部１５０とを備える。
　走行態様決定部１３２は、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。
　例えば、走行態様決定部１３２は、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。
　また、走行態様決定部１３２は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。
　また、走行態様決定部１３２は、外界認識部１２４により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。
　また、走行態様決定部１３２は、外界認識部１２４により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１３２は、外界認識部１２４により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
　軌道候補生成部１３４は、走行態様決定部１３２により決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。本実施形態における軌道とは、将来の所定時間ごと（或いは所定走行距離ごと）に、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点）の集まりである。
　軌道候補生成部１３４は、少なくとも、外界認識部１２４により認識された自車両Ｍの前方に存在する対象ＯＢの速度、および自車両Ｍと対象ＯＢとの距離に基づいて自車両Ｍの目標速度を算出する。
　軌道候補生成部１３４は、算出した目標速度に基づいて一以上の軌道を生成する。対象ＯＢとは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点などの地点、障害物などの物体等を含む。
　図６は、軌道候補生成部１３４により生成される軌道の候補の一例を示す図である。
　なお、図６および後述する図９において、複数設定され得る軌道の候補のうち代表的な軌道または評価・選択部１３６により選択された軌道のみ表記して説明する。図６中（Ａ）に示すように、例えば、軌道候補生成部１３４は、自車両Ｍの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δｔ経過するごとに、Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）、…といった軌道点を設定する。以下、これら軌道点を区別しない場合、単に「軌道点Ｋ」と表記する場合がある。
　走行態様決定部１３２により走行態様が定速走行に決定された場合、軌道候補生成部１３４は、図６中（Ａ）に示すように、等間隔で複数の軌道点Ｋを設定する。このような単純な軌道が生成される場合、軌道候補生成部１３４は、軌道を一つのみ生成するものとしてよい。
　走行態様決定部１３２により走行態様が減速走行に決定された場合（追従走行において前走車両が減速した場合も含む）、軌道候補生成部１３４は、図６中（Ｂ）に示すように、到達する時刻がより早い軌道点Ｋほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い軌道点Ｋほど間隔を狭くして軌道を生成する。この場合において、前走車両が対象ＯＢに設定されたり、前走車両以外の合流地点や、分岐地点、目標地点などの地点、障害物等が対象ＯＢに設定されたりすることがある。これにより、自車両Ｍからの到達する時刻が遅い軌道点Ｋが自車両Ｍの現在位置と近づくため、後述する走行制御部１６０が自車両Ｍを減速させることになる。
　走行態様決定部１３２により走行態様がカーブ走行に決定された場合、図６中（Ｃ）に示すように、軌道候補生成部１３４は、道路の曲率に応じて、複数の軌道点Ｋを自車両Ｍの進行方向に対する横位置（車線幅方向の位置）を変更しながら配置する。
　また、図６中（Ｄ）に示すように、自車両Ｍの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物ＯＢが存在する場合、軌道候補生成部１３４は、この障害物ＯＢを回避して走行するように、複数の軌道点Ｋを配置する。
　評価・選択部１３６は、軌道候補生成部１３４により生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。
　車線変更制御部１４０は、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどが実施される場合、すなわち広義の車線変更が行われる場合に動作する。
　図７は、車線変更イベントが実施される場合に実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７および図８を参照しながら処理について説明する。
　まず、車線変更制御部１４０は、自車両Ｍが走行する車線（自車線）に対して隣接する隣接車線であって、車線変更先の隣接車線を走行する周辺車両から２台の周辺車両を選択し、これらの周辺車両の間に車線変更ターゲット位置ＴＡｓを設定する（ステップＳ１００）。
　以下、隣接車線において車線変更ターゲット位置ＴＡｓの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢと称し、隣接車線において車線変更ターゲット位置ＴＡｓの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと称して説明する。車線変更ターゲット位置ＴＡｓは、自車両Ｍと前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとの位置関係に基づく相対的な位置である。
　図８は、車線変更ターゲット位置ＴＡｓが設定される様子を示す図である。図８中、ｍＡは前走車両を表し、ｍＢは前方基準車両を表し、ｍＣは後方基準車両を表している。また、矢印ｄは自車両Ｍの進行（走行）方向を表し、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。
　図８の例の場合、車線変更制御部１４０は、隣接車線Ｌ２上において、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に車線変更ターゲット位置ＴＡｓを設定する。
　次に、車線変更制御部１４０は、車線変更ターゲット位置ＴＡｓに（すなわち前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に）車線変更が可能か否かを判定するための一次条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
　一次条件は、例えば、隣接車線に設けた禁止領域ＲＡに周辺車両が一部でも存在せず、且つ、自車両Ｍと、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとのＴＴＣがそれぞれ閾値よりも大きいことである。
　なお、この判定条件は、自車両Ｍの側方に車線変更ターゲット位置ＴＡｓを設定した場合の一例である。
　一次条件を満たさない場合、車線変更制御部１４０は、ステップＳ１００に処理を戻し、車線変更ターゲット位置ＴＡｓを再設定する。
　この際に、一次条件を満たすような車線変更ターゲット位置ＴＡｓが設定できるタイミングまで待機したり、或いは車線変更ターゲット位置ＴＡｓを変更したりすることで、車線変更ターゲット位置ＴＡｓの側方に移動するための速度制御が行われてもよい。
　図８に示すように、車線変更制御部１４０は、例えば、自車両Ｍを車線変更先の車線Ｌ２に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域ＲＡを設定する。禁止領域ＲＡは、車線Ｌ２の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。
　禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更制御部１４０は、例えば、自車両Ｍの前端および後端を車線変更先の車線Ｌ２側に仮想的に延出させた延出線ＦＭおよび延出線ＲＭを想定する。
　車線変更制御部１４０は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、および延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣの後方基準車両ＴＴＣ（Ｃ）を算出する。
　衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢとの距離を、自車両Ｍおよび前方基準車両ｍＢの相対速度で除算することで導出される時間である。
　衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）は、延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣとの距離を、自車両Ｍおよび後方基準車両ｍＣの相対速度で除算することで導出される時間である。
　軌道候補生成部１３４は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）よりも大きく、且つ衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）よりも大きい場合に、一次条件を満たすと判定する。
　閾値Ｔｈ（Ｂ）とＴｈ（Ｃ）は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　一次条件を満たす場合、車線変更制御部１４０は、車線変更のための軌道の候補を軌道候補生成部１３４に生成させる（ステップＳ１０４）。
　図９は、車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。例えば、軌道候補生成部１３４は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら３台の車両の速度モデルと自車両Ｍの速度とに基づいて、自車両Ｍが前走車両ｍＡと干渉、又は接触せずに、将来のある時刻において前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に位置するように軌道の候補を生成する。
　例えば、軌道候補生成部１３４は、現在の自車両Ｍの位置から、将来のある時刻における前方基準車両ｍＢの位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で軌道点Ｋを所定個数配置する。
　この際、軌道候補生成部１３４は、軌道点Ｋの少なくとも１つが車線変更ターゲット位置ＴＡｓ内に配置されるように軌道を生成する。
　次に、評価・選択部１３６は、設定条件を満たす軌道の候補を生成できたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。設定条件とは、例えば、前述した計画性や安全性の観点から閾値以上の評価値が得られたことである。
　設定条件を満たす軌道の候補を生成できた場合、評価・選択部１３６は、例えば最も評価値の高い軌道の候補を選択し、軌道の情報を走行制御部１６０に出力し、車線変更を実施させる（ステップＳ１０８）。
　一方、設定条件を満たす軌道を生成できなかった場合、ステップＳ１００に処理を戻す。この際に、ステップＳ１０２で否定的な判定を得た場合と同様に、待機状態になったり、車線変更ターゲット位置ＴＡｓを再設定したりする処理が行われてもよい。
　図２に示す走行制御部１６０は、軌道候補生成部１３４によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４を制御する。
　上述した軌道候補生成部１３４および走行制御部１６０は、「第２の制御部」の一例である。
　切替制御部１７０は、切替スイッチ８０から入力される運転モード指定信号に基づいて運転モードを切り替える他、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転モードを切り替える。
　例えば、切替制御部１７０は、操作検出センサ７２から入力された操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。
　また、切替制御部１７０は、自動運転の目的地付近において、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える。
　切替制御部１７０は、手動運転モードから自動運転モードに切り替える場合、切替スイッチ８０から入力される運転モード指定信号に基づいて、これを行う。また、自動運転モードから手動運転モードに切り替わった後、所定時間の間、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰するといった制御が行われてもよい。
　［合流制御］
　以下、合流制御について説明する。図５に示すように、合流制御部１５０は、例えば、合流ターゲット位置候補設定部１５１と、導出部１５２と、合流の可否を判定する判定部１５３とを備える。
　合流制御部１５０は、例えば、自車両Ｍが本線に合流する支線（加速車線）を走行し始めた場合に、走行態様決定部１３２によって起動される。合流制御部１５０は、「第１の制御部」の一例である。
　合流ターゲット位置候補設定部１５１は、自車両Ｍが本線に合流する際に目標とする、合流ターゲット位置ＴＡｇの候補である合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇを一以上設定する。
　合流ターゲット位置ＴＡｇとは、自車両Ｍが合流する先の本線を走行する周辺車両の間に設定される相対的な位置である。
　図１０は、合流ターゲット位置候補設定部１５１により設定される合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇを例示した図である。
　図１０に示すように、合流ターゲット位置候補設定部１５１は、本線のうち支線ｓＬに隣接する車線Ｌ１を走行する周辺車両ｍをｎ台選択し、選択した周辺車両ｍの間に一以上の合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇを設定する。
　以下、これらを合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）と表す（ｋ＝１～ｎ－１）。ｎは任意の自然数である。
　合流ターゲット位置候補設定部１５１は、例えば、自車両Ｍの進行方向に関して前方を走行する周辺車両ｍを５台、自車両Ｍの進行方向に関して後方を走行する周辺車両ｍを５台、計１０台の周辺車両ｍを選択する、といったように、任意の規則に従ってｎ台の周辺車両ｍを選択してよい。
　また、合流ターゲット位置候補設定部１５１は、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇを、直前および直後を走行する周辺車両ｍの車間距離が基準距離よりも短いもの、或いは、相対速度を考慮すると基準時間後に車間距離が基準距離以下になるものを除外して設定してもよい。
　図１１は、合流ターゲット位置候補設定部１５１により設定される合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇの他の例を示す図である。
　以下、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）と自車両Ｍとの距離をｘ（ｋ）で表し、車線Ｌ１を走行する周辺車両ｍの平均速度をＶＨで表す。平均速度ＶＨは、例えば、通信装置７５により取得される交通事情情報に含まれる情報である。また、平均速度ＶＨは、外界認識部１２４が認識した周辺車両ｍの速度の平均を求めることで取得されてもよい。
　また、図１０および図１１中εは、支線ｓＬが本線である車線Ｌ１に合流する地点（合流ポイント）において、自車両Ｍが支線ｓＬから車線Ｌ１に合流する際に走行可能な区間における、車両進行方向に関する距離（長さ）を表す。
　距離εは、例えば、高精度地図情報１８２に含まれる、道路の車線数、各車線の幅員、車線の合流ポイントの位置などの情報に基づいて導出されてよい。
　また、距離εは、外界認識部１２４によって認識される道路区画線の長さや形状などに基づいて導出されてもよい。
　以下、距離εを「合流路長ε」と称して説明する。
　導出部１５２は、高精度地図情報１８２を用いて自車両Ｍがこれから合流する予定の本線と支線との境界地点における合流路長εを導出し、記憶部１８０に格納された対応情報１８８を参照して、導出した合流路長εと、通信装置７５により取得された交通事情情報に含まれる車頭時間δ（ｋ）とに基づいて、合流の成功確率を導出する。
　判定部１５３は、導出部１５２によって合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに導出された成功確率に基づいて、自車両Ｍが本線に合流可能か否かを判定する。
　以下、フローチャートに即して、合流制御部１５０による一連の処理を説明する。図１２は、第１の実施形態における合流制御部１５０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　まず、導出部１５２は、高精度地図情報１８２を用いて自車両Ｍがこれから合流する予定の本線と支線との境界地点における合流路長εを導出する（ステップＳ２００）。
　次に、導出部１５２は、通信装置７５により交通事情情報が取得されるまで待機し（ステップＳ２０２）、通信装置７５により交通事情情報が取得されると、記憶部１８０に格納された対応情報１８８を参照して、導出した合流路長εと、通信装置７５により取得された交通事情情報に含まれる車頭時間δ（ｋ）とに基づいて、成功確率を導出する（ステップＳ２０４）。
　図１３は、第１の実施形態における対応情報１８８の一例を示す図である。図１３に示すように、例えば、対応情報１８８は、各車頭時間δ（ｋ）、および各合流路長ε（ｋ）に対してそれぞれ対応付けられたマップを有している。
　合流路長ε（ｋ）は、例えばε（１）＝１０ｍ、ε（２）＝２０ｍ、といったように所定間隔ごとの距離を表している。
　なお、対応情報１８８は、マップに相当するテーブルであってもよいし、車頭時間δ（ｋ）、合流路長ε（ｋ）、自車両Ｍの速度ｖ、および本線の車両の平均速度ＶＨを要素とした関数であってもよい。
　以下の例では、マップであるものとして説明する。
　例えば、導出部１５２は、高精度地図情報１８２を参照して、導出した合流路長εと、交通事情情報に含まれる車頭時間δ（ｋ）との双方に一致する、または最も近い値をとるマップを選択する。
　図１４は、第１の実施形態の対応情報１８８における、あるマップの一例を示す図である。図１４中横軸は、本線の車両の平均速度ＶＨを表し、縦軸は、合流可能な区間に進入したある時点の自車両Ｍの速度ｖを表し、マップ右のカラーバーは、合流時の成功確率を色彩（濃淡）および数値（図１４中０～１００％）で表している。
　なお、図１４中に示す成功確率の数値はあくまでも一例であり、とり得る確率の範囲は１００％を超えてもよい。
　例えば、マップ上において、成功確率が等値のものは同じ柄（色彩、濃淡）で表現されている。
　このマップは、最良の合流ターゲット位置ＴＡｇが選択された場合に、最良の速度制御が行われた結果を示している。「最良の合流ターゲット位置ＴＡｇ（ｋ）」とは、複数の合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）のうち、最も走行距離ＲＤ（ｋ）が短くなる合流ターゲット位置である。
　また、マップごとに導出された成功確率は、例えば、（１）合流先の本線を走行する全ての車両が平均速度ＶＨで走行する、（２）本線を走行する車両の車間距離が等距離（すなわち車頭時間δ（ｋ）が一定）である、（３）合流イベントが開始された地点での自車両Ｍの速度（或いは加速度など）を一定とする、といった条件を想定した場合に、上記最良の合流ターゲット位置ＴＡｇ（ｋ）に至るまでに要する走行距離ＲＤ（ｋ）と、合流路長ε（ｋ）との比である。
　例えば、成功確率は、ε／ＲＤ（ｋ）や、（１－ＲＤ（ｋ）／ε）等で表されてよい。すなわち、成功確率は、合流路長ε（ｋ）に対して走行距離ＲＤ（ｋ）が大きくなるほど確率が低くなり、走行距離ＲＤ（ｋ）が小さくなるほど確率が大きくなる傾向で変化する。
　また、図１４中の領域Ｂは、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇの直前および直後を走行する周辺車両ｍの車間距離が基準距離以下の領域であることを表す。この領域Ｂについては成功確率が考慮されずに、後述する判定部１５３により合流可能でないと判定される。
　成功確率は、平均速度ＶＨおよび自車両Ｍの速度ｖのそれぞれに関して、増減の傾向が不連続に変化する。すなわち、成功確率の元になった走行距離ＲＤ（ｋ）は、平均速度ＶＨおよび自車両Ｍの速度ｖのそれぞれに関して、増減の傾向が不連続に変化する。
　図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ線上における成功確率の変化の様子を表す図である。
　図１５中横軸は、本線の車両の平均速度ＶＨを表し、縦軸は、成功確率を表している。図１５に示すように、成功確率は、９０ｋｍ／ｈの平均速度ＶＨを中心に、速度増大側と減少側とに対して対称的に変化している。
　また、成功確率は、９０ｋｍ／ｈの中心値近傍では、平均速度ＶＨが増加するのに伴って、その変化の傾向を微分した値が負から正に変化し、さらに正から負に変化する。このような傾向の場合、成功確率が最小となる極値の候補が少なくとも２つ存在することを意味し、合流時の自車両Ｍの速度ｖは、この極値のいずれかに対応した速度に設定される。
　例えば、２つの自車両Ｍの速度ｖの候補のうち、より速度が大きい方の候補は、法定速度等の上限値を超えることから除外され、一方の候補が採用される。
　上述したマップは、車頭時間δ（ｋ）、合流路長ε（ｋ）、自車両Ｍの速度ｖ、本線の車両の平均速度ＶＨをそれぞれパラメータ（要素）とし、少なくともこれらのパラメータを独立に変更しながらシミュレーションすることで得られる成功確率値をコンター図状に描画したものである。
　例えば、自車両Ｍが、定加速度モデル、定ジャーク（躍度）モデルなどの、将来の状態が予測可能な運動モデルに基づいて走行するものと想定して、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに、合流時の自車両Ｍの現在位置から、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）までに要する走行時間を導出する。
　この際、想定した運動モデルに基づいて自車両Ｍが走行する場合には、自車両Ｍが出力可能な速度に対して上限速度が設けられてよい。上限速度は、例えば、法定速度などである。
　そして、導出した走行時間と自車両Ｍの運動モデルとに基づいて、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に至るまでの走行距離ＲＤ（ｋ）を導出しておく。
　これら事前に行われる処理については、後述するＳ２１４の処理において詳細に説明する。
　次に、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに導出した走行距離ＲＤ（ｋ）のうち、最も走行距離ＲＤ（ｋ）が短くなる合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）のみを残し、この合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に関して、走行距離ＲＤ（ｋ）を、合流路長ε（ｋ）に対する比率に基づく確率に置き換えたマップを生成する。すなわち、対応情報１８８は、最も条件の良いマップだけが予め格納された情報である。
　なお、対応情報１８８における各マップでは、合流車線上の各合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）のそれぞれにおいて、初期位置ずれｄ（ｋ）が最も大きい場合を想定して、走行距離ＲＤ（ｋ）が導出されている。
　図１６および図１７は、初期位置ずれｄ（ｋ）を説明するための図である。
　初期位置ずれｄ（ｋ）とは、図１６および図１７に示すように、自車両Ｍがある合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に対して並走する場合に、自車両Ｍの進行方向に関して、自車両Ｍの基準位置Ｇ１から、並走する合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙまでの距離として表される。
　なお、各合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙは、自身を挟む前後の車両の中間位置であるものとして説明する。
　例えば、自車両Ｍが合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の後方から加速しながら位置を調整する場合、図１６に示すように、自車両Ｍの基準位置Ｇ１と合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙとが一致するまでに要する距離が最大となるように、自車両Ｍの基準位置Ｇ１が合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙに対してより後方側に設定されて、シミュレーション（或いは実験など）が行われる。
　また、自車両Ｍが合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の前方から減速または速度を維持しながら位置を調整する場合、図１７に示すように、自車両Ｍの基準位置Ｇ１と合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙとが一致するまでに要する距離が最大となるように、自車両Ｍの基準位置Ｇ１が合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙに対してより前方側に設定されて、シミュレーション（或いは実験など）が行われる。
　上記の初期位置ずれｄ（ｋ）は、自車両Ｍの制御によって相対的に変化しない外的要因の一つであることから、マップの生成時において、初期位置ずれｄ（ｋ）を最大限大きくすることで、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の基準位置Ｙに位置を合わせる際に、より走行距離が長くなる方向に自車両Ｍの基準位置Ｇ１を設定しておく。
　これによって、最も合流がし難い状況を想定して走行距離ＲＤ（ｋ）を導出しておくことができる。すなわち、最も合流がし難い状況を想定して予め低く成功確率を導出しておくことができる。
　この結果、自動運転制御部１２０は、より安全側に立って自車両Ｍを制御することができる。
　判定部１５３は、導出部１５２によって導出された成功確率に基づいて、自車両Ｍが本線に合流可能か否かを判定する（ステップＳ２０６）。
　例えば、判定部１５３は、導出部１５２により導出された成功確率が閾値以下であれば、速度調整を行うための走行距離ＲＤ（ｋ）が不十分であると判断して、自車両Ｍが本線に合流可能でないと判定する。
　この場合、判定部１５３は、表示部６２やスピーカ６４を用いて、自動運転によって合流イベントが実施できないことを運転者に報知すると共に、自動運転モードから手動運転モードに変更するよう切替制御部１７０に切り替え処理を行わせる（ステップＳ２０８）。
　これによって、車両制御システム１００は、速度を調整する合流路に自車両Ｍが進入する前に、運転者に自車両Ｍの操作を交代させることができる。
　また、判定部１５３により自車両Ｍが本線に合流可能でないと判定された場合、目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された経路の一部を変更して、他の車線に目標車線を設定してよい。
　これによって、車両制御システム１００は、例えば、他の合流ポイントに迂回する経路や、合流ポイントが存在しない経路を利用することで、自動運転を継続した状態で自車両Ｍを目的地まで走行させることができる。
　一方、判定部１５３は、導出部１５２により導出された成功確率が閾値以上であれば、速度調整を行うための走行距離ＲＤ（ｋ）が十分であると判断して、自車両Ｍが本線に合流可能であると判定する。
　次に、自車両Ｍが本線に合流可能である場合、合流ターゲット位置候補設定部１５１は、本線のうち支線に隣接する車線を走行する周辺車両ｍをｎ台選択し（ステップＳ２１０）、選択した周辺車両ｍの間に一以上の合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇを設定する（ステップＳ２１２）。
　次に、導出部１５２は、合流ターゲット位置候補設定部１５１により設定された合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに、走行距離ＲＤ（ｋ）を導出する（ステップＳ２１４）。
　例えば、導出部１５２は、以下の（１）から（３）の制約の下で、自車両Ｍの速度ｖ（ｋ，ｔ）および到達時間Ｔ｛ｃＴＡｇ（ｋ）｝を導出する。
　（１）自車両Ｍは、定加速度モデル、定ジャーク（躍度）モデルなどの、将来の状態が予測可能な運動モデルに基づいて走行し、上限速度が定められる。上限速度は、例えば法定速度である。
　（２）合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に対応する自車両Ｍの速度（変化）ｖ（ｋ，ｔ）は、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に到達した時点で、平均速度ＶＨと一致する。
　（３）到達時間Ｔ｛ｃＴＡｇ（ｋ）｝までの期間で、自車両Ｍの速度ｖ（ｋ，ｔ）とＶＨとの差分を積分した値が、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）と自車両Ｍとの距離ｘ（ｋ）に一致する。
　そして、導出部１５２は、導出した自車両の速度ｖ（ｋ，ｔ）および到達時間Ｔ｛ｃＴＡｇ（ｋ）｝に基づいて、自車両Ｍが合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に到達するまでの走行距離ＲＤ（ｋ）を導出する。
　この際、各合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）の直前および直後を走行する車両は、自車両Ｍの運動モデルと同様に、定加速度モデル、定ジャーク（躍度）モデルなどの、将来の状態が予測可能な運動モデルに基づいて走行するものと想定される。
　図１８は、上記（１）～（３）の条件を満たす自車両Ｍの速度ｖ（ｋ，ｔ）の一例を示す図である。図１８中、ｖ０は、合流判断時点の自車両Ｍの速度であり、速度ｖ（ｋ，ｔ）の初期値である。図１８に示すように、式（１）および条件（２）が成立する条件で、自車両の速度ｖ（ｋ，ｔ）および到達時間Ｔ｛ｃＴＡｇ（ｋ）｝が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　導出部１５２は、例えば、図１８に示す加速期間、等速期間、減速期間を色々と変更しながら、条件に合致するパターンを探索することで、条件を満たす速度ｖ（ｋ，ｔ）を導出する。
　また、導出部１５２は、ｘ（ｋ）、ｖ０、ＶＨなどのパラメータと速度ｖ（ｋ，ｔ）のパターンとを対応付けたマップを記憶部１８０に保持しておき、パラメータをマップに適用することで速度ｖ（ｋ，ｔ）を導出してもよい。
　また、導出部１５２は、精度の粗いマップを保持しておき、粗いマップから導出された速度ｖ（ｋ，ｔ）を起点として探索を行ってもよい。
　これについて、後述する各実施形態も同様である。
　導出部１５２は、導出した自車両の速度ｖ（ｋ，ｔ）および到達時間Ｔ｛ｃＴＡｇ（ｋ）｝に基づいて、自車両Ｍが合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）に到達するまでの走行距離ＲＤ（ｋ）を導出する。走行距離ＲＤ（ｋ）は、式（２）により求められる。
　図１９は、導出部１５２による処理を説明するための図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　次に、合流ターゲット位置候補設定部１５１は、合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）ごとに導出された走行距離ＲＤ（ｋ）が最も短くなる合流ターゲット位置候補ｃＴＡｇ（ｋ）を、自車両Ｍが合流時に割り込むべき合流ターゲット位置ＴＡｇ（ｋ）であると決定する（ステップＳ２１６）。
　そして、合流ターゲット位置候補設定部１５１は、軌道候補生成部１３４に、この合流ターゲット位置ＴＡｇ（ｋ）に向けた軌道の候補を生成させる。
　この際、軌道候補生成部１３４は、走行距離ＲＤ（ｋ）の導出時に想定した自車両Ｍの速度ｖで、合流ターゲット位置ＴＡｇ（ｋ）に向けた軌道の候補を生成する。そして、評価・選択部１３６が軌道候補の中から制御に用いる軌道を決定し、走行制御部１６０がこの軌道に基づき制御対象を制御することで、合流が実施される。
　以上説明した第１の実施形態の車両制御システム１００によれば、自車両Ｍが支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得し、取得した交通事情情報と、合流路長εとに基づいて、本線への合流の可否を判定し、本線への合流が可能であると判定された場合に、支線から本線に向けて自車両Ｍが走行するように、自車両Ｍの少なくとも加減速を自動的に制御することにより、合流可否の判定を迅速に行うことができる。
　この結果、例えば、合流が可能でないと判定される場合に、素早く運転者に自車両の操作権を委譲することができる。
　＜第２の実施形態＞
　以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、記憶部１８０に予め記憶される対応情報１８８において、車頭時間δ（ｋ）のみに対して、走行距離ＲＤ（ｋ）を導出するためのマップが対応付けられている点で第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。
　図２０は、第２の実施形態における対応情報１８８の一例を示す図である。図２０に示すように、対応情報１８８には、各車頭時間δ（ｋ）にマップが対応付けられている。
　図２１は、第２の実施形態の対応情報１８８における、あるマップの一例を示す図である。図２１中横軸は、本線の車両の平均速度ＶＨを表し、縦軸は、合流可能な区間を走行する際の自車両Ｍの速度ｖを表し、マップ右のカラーバーは、走行距離ＲＤ（ｋ）を色彩および数値（図２１中０～１０００ｍ）で表している。
　第２の実施形態における導出部１５２は、対応情報１８８において、通信装置７５により取得された交通事情情報に含まれる車頭時間δ（ｋ）と一致する、または最も近い値をとる車頭時間δ（ｋ）に対応したマップを選択し、このマップを用いて走行距離ＲＤ（ｋ）を導出する。
　例えば、図２１の例において、本線の車両の平均速度ＶＨが９０ｋｍ／ｈであり、且つ自車両Ｍの速度ｖを８０ｋｍ／ｈに設定して走行させた場合、走行距離ＲＤ（ｋ）は、およそ１００ｍとして導出される。
　上記マップにおいて設定した自車両Ｍの速度ｖは、例えば、図２２に示す情報を参照することで決定される。
　図２２は、合流の成功確率と、自車両Ｍの速度ｖとの関係の一例を示す図である。図２２に示すように、合流の成功確率は、自車両Ｍの速度ｖが大きくなるにつれて高くなる傾向で変化する。合流の成功確率および自車両Ｍの速度ｖには、それぞれ閾値ＰｔｈとＶｔｈとが設定される。閾値Ｐｔｈは、例えば、１００％程度に設定され、閾値Ｖｔｈは、法定速度等の上限速度に設定される。
　例えば、導出部１５２は、自車両Ｍの速度ｖが閾値Ｖｔｈ以下であり、且つ成功確率が閾値Ｐｔｈ以上の範囲（図２２中領域Ｃ）内の速度を、自車両Ｍの速度ｖと見做して走行距離ＲＤ（ｋ）を決定する。
　第２の実施形態における判定部１５３は、導出部１５２によって、マップを用いて導出された走行距離ＲＤ（ｋ）と、高精度地図情報１８２を用いて導出された合流路長εとを比較することで、自車両Ｍが本線に合流可能か否かを判定する。
　例えば、判定部１５３は、走行距離ＲＤ（ｋ）が合流路長εに比して大きい場合、自車両Ｍが本線に合流可能でないと判定し、走行距離ＲＤ（ｋ）が合流路長εに比して小さい場合、自車両Ｍが本線に合流可能であると判定する。
　以上説明した第２の実施形態の車両制御システム１００Ａによれば、上述した第１の実施形態と同様に、合流可否の判定を迅速に行うことができる。この結果、例えば、合流が可能でないと判定される場合に、素早く運転者に自車両の操作権を委譲することができる。
　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
　２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、６２…表示部、６４…スピーカ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、７５…通信装置、８０…切替スイッチ、９０…駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１２２…自車位置認識部、１２４…外界認識部、１２６…行動計画生成部、１３０…軌道生成部、１３２…走行態様決定部、１３４…軌道候補生成部、１３６…評価・選択部、１４０…車線変更制御部、１５０…合流制御部、１５１…合流ターゲット位置候補設定部、１５２…導出部、１５３…判定部、１６０…走行制御部、１７０…切替制御部、１８０…記憶部、Ｍ…自車両

Claims (10)

  1. 　自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得する取得部と、
    　前記取得部により取得された前記交通事情情報と、前記支線から前記本線への合流箇所における合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定する第１の制御部と、
    　前記第１の制御部により前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定された場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する第２の制御部と、
    　を備える車両制御システム。
  2. 　前記第１の制御部は、前記交通事情情報から得られる情報と、前記合流可能区間の長さとの双方に、前記支線から前記本線への合流の成功確率が対応付けられた対応情報を参照することで、前記取得部により取得された前記交通事情情報に対応する前記成功確率を導出し、前記導出した成功確率に基づいて前記本線への合流の可否を判定する、
    　請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 　前記合流の成功確率は、前記合流可能区間の長さと、前記支線から前記本線に至るまでに前記自車両が走行する走行距離との比率に基づく確率である、
    　請求項２に記載の車両制御システム。
  4. 　前記対応情報は、さらに前記成功確率に前記自車両の速度が対応付けられており、
    　前記第１の制御部は、前記自車両の速度を取得すると共に、前記取得した前記自車両の速度を用いて前記対応情報を参照することで、前記成功確率を導出し、前記導出した成功確率に基づいて前記本線への合流の可否を判定する、
    　請求項２または３に記載の車両制御システム。
  5. 　前記第１の制御部により前記自車両の前記本線への合流が可能でないと判定された場合に、前記合流における前記第２の制御部の制御を制限する切替制御部を更に備える、
    　請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
  6. 　前記交通事情情報は、前記本線の走行車両の平均速度と、前記走行車両の車間距離を導出可能な情報とを含む、
    　請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
  7. 　自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得する取得部と、
    　前記交通事情情報から得られる情報と、車両が合流までに走行する走行距離の情報とが対応付けられた対応情報を参照することで、前記取得部により取得された交通事情情報に対応する走行距離を導出し、前記導出した走行距離に基づいて、前記自車両が前記本線に合流するために必要な合流可能区間の長さを導出する導出部と、
    　を備える車両制御システム。
  8. 　前記対応情報は、前記交通事情情報から得られる情報と、前記走行距離の情報とが対応付けられた情報であり、
    　前記導出部は、前記対応情報を参照することで、前記自車両の速度および前記取得部により取得された交通事情情報に対応する走行距離を導出する、
    　請求項７に記載の車両制御システム。
  9. 　自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得し、
    　前記取得した交通事情情報と、前記支線から前記本線に合流可能な合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定し、
    　前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定した場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する、
    　車両制御のためのコンピュータ実装方法。
  10. 　車載コンピュータに、
    　自車両が支線から合流しようとする本線の交通事情情報を取得させ、
    　前記取得させた交通事情情報と、前記支線から前記本線に合流可能な合流可能区間の長さとに基づいて、前記自車両の前記本線への合流の可否を判定させ、
    　前記自車両の前記本線への合流が可能であると判定させた場合に、前記支線から前記本線に向けて前記自車両が走行するように、前記自車両の少なくとも加減速を自動的に制御させる、
    　車両制御プログラム。
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