WO2020002962A1

WO2020002962A1 - 走行支援方法及び車両制御装置

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Publication number: WO2020002962A1
Application number: PCT/IB2018/000874
Authority: WO
Inventors: 高松吉郎; 三品陽平; 黒川貴都
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス、ア、エス
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-01-02
Also published as: CN112585660A; JPWO2020002962A1; CN112585660B; RU2760241C1; EP3816964A1; US11447135B2; JP6962468B2; EP3816964A4; US20210253107A1

Abstract

プロセッサに実行にさせる、車両の走行支援方法であって、合流車線と被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、道路構造に基づき、被合流車線を走行している走行車両（他車両）に対する合流位置、及び、合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、自車両の状態、他車両の状態、及び、判定基準に基づき、合流位置で合流可能か否かを判定する。

Description

走行支援方法及び車両制御装置

　本発明は、車両制御方法及び車両制御装置に関するものである。

　従来より自車両に対して車線合流支援を行う運転支援装置が知られている。この運転支援装置は、制御対象としての対象車両が合流道路を走行しているときに当該対象車両における目標走行速度を算出する運転支援部と、被合流道路を走行する車両と通信を行う通信部と、前記被合流道路を走行する車両のうち、前記対象車両と同時に前記合流地点に到達する可能性のある車両を検出するための検出範囲を取得する範囲取得部と、前記範囲取得部が取得した検出範囲に、前記通信部が通信可能な車両が存在する場合、当該通信可能な車両のうちの少なくとも１台を、当該車両の前方に前記対象車両が合流すべき被合流車両として設定する車両設定部と、を備えている。（たとえば特許文献１）。

特開２０１７−２０７８１２号公報

　しかしながら、上記従来技術では、被合流車両の前方に対象車両を合流させることを前提として運転支援を行っているが、実際には、車両の合流位置及び合流判定基準は道路構造に影響される。そのため、上記の従来の運転支援装置は適切な合流制御を実行できないという問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、適切な合流支援制御を実行できる走行支援方法又は走行支援装置を提供することである。

　本発明は、合流車線と被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、道路構造に基づき、被合流車線を走行している走行車両に対する合流位置、及び、合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、自車両の状態、他車両の状態、及び、判定基準に基づき、合流位置で合流可能か否かを判定することによって上記課題を解決する。

　本発明は、適切な合流制御を実行できる。

図１は、本実施形態に係る走行支援装置の構成を示す構成図である。図２は、制御装置の制御フローを示すフローチャートである。図３は、自車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図４は、自車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図５は、自車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図６は、自車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図７は、他車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図８は、他車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。

　以下、本発明の一実施の形態に係る車両の走行支援装置及び方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される走行支援装置を例示して本発明を説明する。

《第１実施形態》
　図１は、本実施形態に係る走行支援装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る走行支援装置１００は、センサ群１１０と、自車位置検出装置１２０と、地図データベース１３０と、車載機器１４０と、報知装置１５０と、入力装置１６０と、通信装置１７０と、駆動制御装置１８０と、制御装置（コントローラ）１９０とを有している。これら装置は、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。

　センサ１１０群は、自車両の周囲の状態（外部状態）を検出する外部用のセンサと、自車両の状態を検出するセンサとを有している。たとえば、センサ１１０として、自車両の前方を撮像する前方カメラ、自車両の後方を撮像する後方カメラ、自車両の前方の障害物を検出する前方レーダー、自車両の後方の障害物を検出する後方レーダー、自車両の側方に存在する障害物を検出する側方レーダー、自車両の車速を検出する車速センサ、およびドライバーを撮像する車内カメラなどが挙げられる。なお、センサ１１０として、上述した複数のセンサのうち１つを用いる構成としてもよいし、２種類以上のセンサを組み合わせて用いる構成としてもよい。センサ１１０の検出結果は、制御装置１９０に出力される。これにより、制御装置１９０は、外部情報及び自車両の情報を取得する。

　自車位置検出装置１２０は、ＧＰＳユニット、ジャイロセンサ、および車速センサなどから構成されており、ＧＰＳユニットにより複数の衛星通信から送信される電波を検出し、対象車両（自車両）の位置情報を周期的に取得するとともに、取得した対象車両の位置情報と、ジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサから取得した車速とに基づいて、対象車両の現在位置を検出する。また、自車位置検出装置１２０は、周知のマップマッチング技術を用いて、自車両の位置を検出することもできる。自車位置検出装置１２０により検出された対象車両の位置情報は、制御装置１９０に出力される。

　地図データベース１３０は、各種施設や特定の地点の位置情報を含む地図情報を記憶している。地図情報には、各地図座標における道路形状の情報、たとえばカーブ、坂道、交差点、インターチェンジ、狭路、直線路、路肩構造物、分岐地点、料金所、車線数の減少位置、サービスエリア（ＳＡ）／パーキングエリア（ＰＡ）に関する属性が、地図座標（位置情報）に対応付けて記録されている。合流箇所は、合流車線と合流車線と隣接する被合流車線が合流する場所である。例えば、高速道路では、本線が被合流車線に対応する。地図情報は、合流箇所を含む道路構造の情報を含んでおり、合流車線の長さ、合流車線の曲率、被合流車線の曲率、被合流車線の車線数等の情報を含んでいる。地図情報は、合流車線と被合流車線との間の境界部分位置する地物の情報を含んでいる。地物は例えば合流車線と被合流車線との間の境界壁、分離帯、消音壁等である。地物の情報には、地物の位置、高さ、長さ等の情報を含んでいる。また、地図データベース１３０に記憶された地図情報は、自動運転に適した高精度地図情報でもよい。高精度地図情報は、外部との通信により取得される。高精度地図情報は、センサ群１１０を用いてリアルタイムで取得した情報に基づき生成されてもよい。地図データベースに格納された地図情報は、制御装置１９０により参照可能となっている。

　車載機器１４０は、車両に搭載された各種機器であり、ドライバーにより操作されることで動作する。このような車載機器としては、ステアリング、アクセルペダル、ブレーキペダル、ナビゲーション装置、オーディオ装置、エアーコンディショナー、ハンズフリースイッチ、パワーウィンドウ、ワイパー、ライト、方向指示器、クラクションなどが挙げられる。車載機器１４０がドライバーにより操作された場合に、その情報が制御装置１９０に出力される。

　報知装置１５０は、たとえば、ナビゲーション装置が備えるディスプレイ、ルームミラーに組み込まれたディスプレイ、メーター部に組み込まれたディスプレイ、フロントガラスに映し出されるヘッドアップディスプレイ、あるいは、オーディオ装置が備えるスピーカーなどの装置である。

　入力装置１６０は、たとえば、ドライバーの手操作による入力が可能なダイヤルスイッチ、ディスプレイ画面上に配置されたタッチパネル、あるいは、ドライバーの音声による入力が可能なマイクなどの装置である。本実施形態において、ドライバーは入力装置１６０を操作することで、自動運転制御のオン／オフを設定することができる。なお、本実施形態に係る車両の自動運転制御では、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、自車両と先行車両との車間距離をドライバーが設定した車間距離に維持して、自車両が先行車両を追随するように、自車両を走行させる車間距離制御（先行車追随制御）が行われ、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、ドライバーが設定した車速で自車両を走行させる速度制御が行われる。また、本実施形態において、ドライバーは入力装置１６０を操作することで、速度制御における自車両の設定車速（例えば、具体的な速度値）および車間距離制御における設定車間距離（たとえば、短、中、長の三段階）を設定することができる。自動運転制御には、合流制御（車線変更制御）を含んでいる。

　通信装置１７０は、車両外部の通信機器と通信を行う。通信装置１７０は、渋滞情報等を取得する。たとえば、通信装置１７０は、他車両との間で車々間通信を行い、路肩に設置された機器との間で路車間通信を行い、あるいは、車両外部に設置された情報サーバとの間で無線通信を行うことで、各種情報を外部機器から取得することができる。なお、通信装置により取得された情報は、制御装置１９０に出力される。

　駆動制御装置１８０は、自車両の走行を制御する。駆動制御装置１８０は、ブレーキ制御機構、アクセル制御機構、エンジン制御機構、及びＨＭＩ（ヒューマンインターフェイス）機器等を備えている。駆動制御装置１８０は、自車両の走行シーンに応じて、駆動機構の動作（エンジン自動車にあっては内燃機関の動作、電気自動車系にあっては電動モータ動作を含み、ハイブリッド自動車にあっては内燃機関と電動モータとのトルク配分も含む）、ブレーキ動作、及びステアリングアクチュエータの動作等を制御することで、自車両の自動運転を実行する。なお、駆動制御装置１８０は、後述する制御装置１９０の指示により自車両の走行を制御する。また、駆動制御装置１８０による走行制御方法として、その他の周知の方法を用いることもできる。

　制御装置１９０は、プロセッサを有しており、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とから構成される。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などを用いることができる。

　制御装置１９０は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、自車両の走行に関する車両情報、及び、自車両の外部情報を取得する情報取得機能と、自車両の走行シーンを判定する走行シーン判定機能と、自車両の走行を制御する走行制御機能とを実現する。以下において、制御装置１９０が備える各機能について説明する。

　制御装置１９０は、情報取得機能により、自車両の走行に関する車両情報を取得する。走行情報は、車速センサにより検出された自車両の車速情報、車内カメラにより撮像されたドライバーの顔の画像情報等を含んでいる。また、制御装置１９０は、自車両の現在位置の情報を走行情報として自車位置検出装置１２０から取得する。また制御装置１９０は、合流箇所、分岐箇所、料金所、車線数の減少位置、サービスエリア（ＳＡ）／パーキングエリア（ＰＡ）などの位置情報、及び、道路構造の情報を地図データベース１３０から取得する。

　制御装置１９０は、情報取得機能は、たとえば、走行情報取得機能は、前方カメラおよび後方カメラにより撮像された車両外部の画像情報や、前方レーダー、後方レーダー、および側方レーダーによる検出結果から、自車両の周辺の外部情報を取得する。制御装置１８０は、センサ群１１０を用いて、自車両の周囲を走行する他車両の車両情報を取得する。他車両の車両情報には、少なくとも他車両の位置情報を含んでいる。

　制御装置１９０は、走行シーン判定機能により、制御装置１９０のＲＯＭに記憶されたテーブルを参照して、自車両が走行している走行シーンを判定する。走行シーンは、合流車線から被合流車線に合流する合流シーン、被合流車線に接続された本線を走行する走行シーン等である。走行シーンは、テーブルとしてデータベースに記憶されている。制御装置１９０は、地図情報を参照しつつ現在地の周囲の道路状態を特定し、特定された道路状態がテーブルに含まれる走行シーンに対応するか否かを判定する。そして、制御装置１９０は、特定された道路状態が例えば合流シーンと対応する場合には、現在の走行シーンは車両合流制御に適したシーンであると判定する。

　制御装置１９０は、走行制御機能により自車両の走行を制御する。たとえば、走行制御機能は、センサ１１０の検出結果に基づいて、自車両が走行する車線（以下、自車線ともいう。）のレーンマークを検出し、自車両が自車線内に走行するように、自車両の幅員方向における走行位置を制御するレーンキープ制御を行う。この場合、制御装置１９０は、自車両が適切な走行位置を走行するように、駆動制御装置１８０にステアリングアクチュエータなどの動作を制御させることができる。また、制御装置１８０は、先行車両と一定の車間距離を空けて、先行車両に自動で追従する追従走行制御を行うこともできる。この場合、走行制御機能は、自車両と先行車両とが一定の車間距離で走行するように、駆動制御装置１８０に、エンジンやブレーキなどの駆動機構の動作を制御する。

　また制御装置１９０は、駆動制御装置１８０を制御し、自車両が走行する車線（以下、自車線ともいう。）内に走行する場合には（以下、レーンキープ制御ともいう）、センサ１１０の検出結果に基づいて、自車線のレーンマークを検出し、ステアリングアクチュエータなどの動作を制御することで、自車両の幅方向における走行位置を制御する。また、駆動制御装置１８０は、自車両が走行する合流車線から合流車線に隣接する隣接車線（被合流車線に相当）に走行する場合には、センサ１１０の検出結果等に基づいて、駆動機構の動作、ブレーキ動作、及びステアリングアクチュエータの動作等を制御して、自車両の車速及び自車両の操舵角を制御することで、合流車線から隣接車線に合流する際の自車両の走行制御（以下、車両合流制御ともいう）を実行する。車両合流制御では、制御装置１９０は、センサ等を用いて、自動運転の目標地点を含む所定の合流可能エリアを本線上で検出し、自車両が目標地点に向かって走行するように、自車両の車速及び自車両の操舵角を制御する。走行制御機能による自動運転制御は、各国の交通法規を遵守した上で実行される。車両合流制御機能による制御方法の詳細については後述する。

　次に、図２、図３及び図４を用いて、本実施形態に係る合流時の走行制御処理について説明する。図２は、制御装置１９０の制御フローを示すフローチャートである。図３及び図４は、自車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。図３及び図４は、合流箇所を含む道路構造を説明するための図である。図３は、合流車線が長い場合の道路構造を示し、図４は合流車線が短い場合の道路構造を示している。なお、以下に説明する走行制御処理は、制御装置１９０により実行される。また、以下に説明する走行制御処理は、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンになった場合に開始し、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオフとなるまで所定の周期で（たとえば１０ミリ秒ごとに）繰り返し実行される。

　また以下においては、ドライバーにより自動運転制御が入力（オン）されている場面を例示して説明する。ドライバーが入力装置１６０を介して自動運転制御をオンに設定し、自車両が走行経路上の車線を維持しつつ、先行車両に追従する自動追従制御、又は、先行車両が存在しない場合には、所定の車速で走行する制御が実行される。なお走行経路は、目的地までの経路であって、例えばナビゲーションシステムにより演算される。

　ステップＳ１にて、制御装置１９０は、自車位置検出装置１２０及び車載機器１４０から自車両の車両情報を取得する。また、制御装置１９０は、センサ群１１０等を用いて、他車両の車両情報を取得する。車両情報は、自車及び／又は他車両の車速等、車両の現在の状態を示す情報、自車及び／又は他車両の現在位置の情報などを含んでいる。

　ステップＳ２にて、制御装置１９０は、地図データベース１３０から地図情報を取得し、自車位置の周囲の道路構造を検出する。ステップＳ３にて、制御装置１９０は、道路構造に基づき合流区間を特定する。合流区間は、合流車線と被合流車線が接続している区間である。なお、自車両が、合流区間の付近を走行していない場合（例えば、合流車線が接続されていない直線道路を走行している場合）には、コントローラは、図２に示す制御フローを終了させる。

　ステップＳ４にて、制御装置１９０は、道路構造に基づき、合流可能エリアを特定し、合流可能エリア内に合流位置を設定する。図３及び図４を用いて、合流可能エリア及び合流位置について説明する。なお、図３、４において、車両Ａは自車両を示し、車両Ｂは他車両を示す。合流可能エリアＰは、自動運転制御において、車両が合流車線から被合流車線に移動可能な領域を示しており、交通法規上、車線変更が許可されている許可領域と同一、又は、許可領域よりも狭い範囲に設定される。合流可能エリアＰは走行車線上に設定され、走行車線上の他車両の位置から合流位置までの範囲である。合流位置は、被合流車線上に設定される位置であって、車線変更を行う際の目標位置となる。図３、４に示すように、合流車線と被合流車線との間の境界部分には、合流車線と被合流車線との間を隔てるために、消音壁などの壁１０１が設置されている。そして、車両の進行方向でみたときに、壁１０１の先には、ゼブラ模様で描かれた走行禁止帯が設けられている。なお、合流車線の終端ｂは、デッドポイントを表しており、車両が合流車線から被合流車線に車線変更する際には、終端ｂに到達する前に、車線変更を行う必要がある。

　合流可能エリアにおける車両進行方向の長さが、合流車線の長さに相当する。なお、合流車線の長さは、必ずしも合流可能エリアの長さとは対応しない。例えば、合流車線の左側の境界部分に、壁が設定された場合には、合流車線は合流可能エリアの長さよりも長くなる。すなわち、自車両が合流に備えて加速を開始することが想定される地点から合流車線の終端までを、合流車線の長さとしてもよい。

　図３に示すように、合流車線の長さが長い場合には、自車両は十分に加速を行うことができるため、合流制御開始時の自車両の車速と、被合流車線を走行している車両の車速との差は小さい。このような場合に、自車両が合流車線から被合流車線に車線変更を行う際には、自車両は他車両の前に出て車線変更を行うため、合流位置は被合流車線を走行している走行車両の前方に設定される。

　一方、図４に示すように、合流車線の長さが短い場合には、自車両は十分に加速を行うことができないため、合流制御開始時の自車両の車速と、被合流車線を走行している車両の車速との差は大きい。このような場合に、自車両が合流車線から被合流車線に車線変更を行う際には、自車両は他車両の後ろで車線変更を行うため、合流位置は被合流車線を走行している走行車両の後方に設定される。

　すなわち、他車両に対する合流位置には合流箇所を含む道路構造が影響する。制御装置１９０には、合流位置を他車両の前方にするか、後方にするかを判断するための判定閾値が予め設定されている。制御装置１９０は、道路構造に含まれる合流車線の長さと判定閾値とを比較する。合流車線の長さが判定閾値以上である場合には、制御装置１９０は、他車両の前方に合流位置を設定する。一方、合流車線の長さが判定閾値未満である場合には、制御装置１９０は、他車両の後方に合流位置を設定する。

　図３及び図４の例では、自車両Ａと、自車両の隣を走行する他車両Ｂが互いに同一の車速で走行し、車両の進行方向の相対的な位置が同一である。このような場合に、図３の例では、制御装置１９０は、他車両Ｂに対する合流位置を他車両Ｂの前方に設定する。図４の例では、制御装置１９０は、他車両Ｂに対する合流位置を他車両Ｂの後方に設定する。

　制御装置１９０は、被合流車線に含まれる車線数を検出し、車線数に応じて合流位置を設定してもよい。車線数が多い場合には、自車両が合流車線から被合流車線に車線変更をした場合に、被合流車線を走行していた他車両は車線変更する余地がある。そのため、他車両は自車両に対してスペースを譲ってくれる可能性が高い。一方、被合流車線に含まれる車線数が少ない場合には、他車両は自車両に対してスペースを譲ってくれる可能性が高くなるため、被合流車線を走行している他車両を先に行かせて、他車両の後方に車線変更を行うことになる。制御装置１９０は、検出された車線数と予め設定された車線数閾値とを比較する。そして、車線数が車線数閾値以上である場合には、制御装置１９０は、他車両に対する合流位置を他車両の前方に設定する。一方、車線数が車線数閾値未満である場合には、制御装置１９０は、他車両に対する合流位置を他車両の後方に設定する。

　なお、他車両が自車両の周囲に存在しない場合には、制御装置１９０は、自動運転制御による車線変更に適した位置に、合流位置を設定する。

　ステップＳ５にて、制御装置１９０は、道路構造に基づき合流判定基準を設定する。合流判定基準は、車線変更可能であるか否かを判断するための基準である。後述するように、本実施形態では、合流可否を判定するための指標として合流判定パラメータを演算しており、合流判定基準は、この合流判定パラメータと対応した閾値で表される。合流判定閾値は道路構造に基づき設定される。また合流判定閾値は、合流車線における車両の位置に基づき設定される。合流判定閾値が低いほど、合流可能と判断される確率は高くなる。例えば、合流可能エリアの入り口付近では、自車両の車速が十分に高くなっていないことが予想されるため、合流判定閾値は高い値に設定される。以下、合流判定基準の設定方法を説明する。

　制御装置１９０は、道路構造に基づき合流可能エリアを設定し、設定された合流可能エリアの長さを合流車線の長さとして検出する。制御装置１９０は、合流車線の長さが長いほど、合流可能エリアの入り口部分における、合流判定閾値を高くする。そして、制御装置１９０は、合流可能エリアの入り口部分から合流車線の終端ｂに向かって、徐々に低くなるように合流判定閾値を設定する。自車両が合流車線を走行している場合に、自車両が終端ｂに近づくほど、車線変更を完了させるための余裕が少なくなる。そのため、本実施形態では、自車両の位置が終端ｂに近づくほど、車線変更の判定が、車線変更可能であると判断し易くなるよう、合流判定閾値を低くして、車線変更の確率を上げている。また、自車両が合流車線を走行し、他車両が自車両の後方で被合流車線を走行している場合には、他車両のドライバーが、終端ｂに近づいている自車両を確認したときには、他車両のドライバーは自車両の進入を譲ってくれる可能性が高い。そのため、本実施形態では、合流車線の終端ｂに向かって、合流判定閾値を低くすることで、車両が終端ｂの付近で停車することを防止できる。また、合流可能エリアの入り口部分では、合流判定閾値が高めに設定されるため、合流可能と判定される確率は低くなる。これにより、合流可能エリアの入り口付近での車線変更を避け、車両が十分に加速した状態で車線変更を実行できる。

　また、制御装置１９０は、道路構造から決まる合流車線の長さが短いほど、合流可能エリアの入り口付近における合流判定閾値を低くする。合流車線の長さが短い合流部分では、合流可能な範囲が狭いため、車線変更可能と判定する確率を、合流可能エリアの全体で高めた方がよい。そのため、本実施形態では、道路構造から決まる合流車線の長さが短い場合には、車線変更可能であると判断し易くなるよう、合流判定閾値を低くして車線変更の確率を上げている。

　制御装置１９０は、合流車線の曲率を検出し、曲率に基づいて合流判定閾値を設定してもよい。図５に示すように、合流車線及び被合流車線が曲線状になっている。制御装置１９０は、地図情報に含まれる道路形状から曲率を検出する。例えば、自車両が、高い曲率の合流車線を走行している場合には、自車両は合流車線で十分な加速できない。そのため、自車両ができるだけ車速の高い状態で車線変更を行うことができるように、合流可能エリアの入り口部分における合流判定閾値を高くする。これにより、合流可能エリアの入り口部分で、合流可能と判定される確率は引くなり、合流車線の終端部分での車線変更を促すことができる。一方、自車両が、低い曲率の合流車線を走行している場合には、自車両は合流車線で十分な加速できるため、合流可能エリアの入り口部分における合流判定閾値を低くする。すなわち、制御装置１９０は、合流車線の曲率が高いほど、合流可能エリアの入り口部分における合流判定閾値が高くなるように、曲率に基づいて合流判定閾値を設定する。

　ステップＳ５の制御フローの後、ステップＳ６にて、制御装置１９０は、自車両の状態及び他車両の状態に基づき、合流開始位置を設定する。合流開始位置は、合流制御を開始する地点であって、合流車線上に設定される。制御装置１９０は、自車両の現在位置、自車両の現在の車速、他車両の現在位置、及び他車両の車速に基づき、車線変更に適した、自車両の相対車速を演算する。制御装置１９０は、演算された相対車速となるために必要な必要距離を演算する。そして、制御装置１９０は、自車両の現在位置に対して、必要距離分離れた位置に、合流開始位置を設定する。

　ステップＳ７にて、制御装置１９０は、自車両の現在位置（自車位置）を検出し、自車位置が合流開始位置に到着したか否かを判定する。自車位置が合流開始位置に到着していない場合には、制御装置１９０は、ステップＳ６の制御フローを実行する。自車位置が合流開始位置に到着した場合には、制御装置１９０は、ステップＳ８の制御フローを実行する。

　ステップＳ８にて、制御装置１９０は、自車両の現在位置、自車両の現在の車速、他車両の現在位置、及び他車両の車速に基づき、合流判定パラメータを演算する。合流判定パラメータは、合流可否を判定するための指標であって、他車両に対する自車両の相対的な位置（距離）と、他車両に対する自車両の相対的な速度により決まる。合流判定パラメータが大きいほど、合流可能と判断される確率は高くなる。例えば、合流判定パラメータは、他車両に対する自車両の相対的な接近度で示されてもよい。例えば、自車両の車速と他車両の車速が近い値である場合に、自車両と他車両との間の距離が長いほど、接近度は低くなる。また、自車両と他車両との間の距離が短い場合でも、他車両が、車両進行方向で自車両よりも前方を走行しており、他車両の車速が自車両の車速より高いほど、接近度は低くなる。接近度は、例えば、他車両と自車両との間の距離を、他車両に対する自車両の相対速度で割ることで算出される接近時間を用いればよい。なお、接近度の演算方法は、本願の出願時に公知となっている他の方法を用いてもよい。そして、接近度が高いほど、合流判定パラメータは小さくなる。

　ステップＳ９にて、制御装置１９０は、自車両が車線変更を行う場合に、影響を及ぼす他車両が被走行車線上に存在するか否かを判定する。他車両が存在しない場合には、制御装置１９０はステップＳ１３の制御処理を実行する。他車両が存在する場合には、制御装置１９０はステップＳ１０の制御処理を実行する。

　ステップＳ１０にて、制御装置１９０は、合流判定パラメータと合流判定閾値とを比較し、その比較結果に基づき、合流可能か否かを判定する。合流判定パラメータが合流判定閾値以上である場合には、制御装置１９０は、合流可能と判定し、ステップＳ１３の制御処理を実行する。一方、合流判定パラメータが合流判定閾値未満である場合には、制御装置１９０は、合流不可と判定し、ステップＳ１１の制御処理を実行する。

　ステップＳ１１にて、制御装置１９０は、自車両の現在位置から合流車線の終端ｂまでの終端距離を検出し、終端距離に基づき合流位置を設定する。一般的に合流車線を走行する車両の車速は被合流車線を走行する車両の車速よりも低い。自車両の現在位置から合流車線の終端ｂまでの距離が短い場合に、加速して他車両の前に出ようとするために、自車両の車速を、被合流車線の他車両より車速を高める必要がある。さらに、他車両より高い車速を用いて他車両との相対距離を大きくする必要がある。このように、車速を高くしつつ、車間距離を確保することは、終端ｂまでの距離が短い状況では困難であり、自車両が他車両の前にでることは難しい。このような場合には、自車両の車速を低くして、自車両が他車両の後方に出る方が容易である。そのため、制御装置１９０は、自車両の現在位置から合流車線の終端ｂまでの終端距離が、予め設定された終端距離閾値より短くなった場合には、合流位置を、他車両の前方から後方に変更する。なお、合流位置が既に、他車両の後方に設定している場合には、制御装置１９０は、合流位置を変更しない。一方、自車両の現在位置から合流車線の終端ｂまでの距離が長い場合に、自車両を十分に加速でき、他車両との車間距離を確保できるため、制御装置１９０は合流位置を変更しない。

　ステップＳ１２において、制御装置１９０は、自車両の現在位置に基づいて、合流判定基準を更新する。すなわち、ステップＳ８からステップＳ１２の制御ループを繰り返し行い、自車両が終端ｂに近づくほど、制御装置１９０は合流判定基準を低くする。そして、制御装置１９０は、ステップＳ８の制御処理を実行する。

　ステップＳ１３にて、制御装置１９０は、速度制御量及び操舵制御量に基づき、合流制御を実行する。合流制御では、自車両は速度制御量で示される速度を保ちつつ、ステアリングの動作量が操舵制御量となるように、ステアリングアクチュエータが制御される。これにより、自車両は、目標地点に向かって走行し、合流車線から被合流車線への進入を開始する。

　ステップＳ１４にて、制御装置１９０は、車両の現在位置が目標地点に到着したか否かを判定する。目標地点に到着していない場合には、制御装置１９０は合流制御を実行する。目標地点に到着した場合には、制御装置１９０は、ステップＳ１４の車両制御処理を終えて、制御フローを終了させる。

　上記のように本実施形態では、合流車線と被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、道路構造に基づき、被合流車線を走行している走行車両（他車両）に対する合流位置、及び、合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、自車両の状態、他車両の状態、及び、判定基準に基づき、合流位置で合流可能か否かを判定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。

　また本実施形態では、合流箇所における道路構造として、合流車線の長さを検出し、合流車線の長さに基づき合流位置を設定する。例えば、自車両と他車両の進行方向への相対位置が同じである場合、合流車線の長さが他車両に対する合流位置に影響を及ぼす。合流車線が長いほど、自車両は加速して他車両の前に出やすく、合流車線が短いほど、加速が足りず、自車両は他車両の後ろに出ることとなる。本実施形態では、合流車線の長さによって、他車両に対する合流する位置を設定するため、他車両の前に出ることができる頻度を多くすることができる。また、他車両により自車両の走行が阻害されることを抑制することができる。その結果として、車両変更を試みる回数が減るため、走行時間が余計に延びることを抑制できる。

　また本実施形態では、合流車線を走行する車両の位置から合流車線の終端までの終端距離を検出し、終端距離に基づき合流位置を設定する。これにより、合流車線の終端の位置に合わせて合流することができるようになり、合流車線の終端で停止する可能性を低くすることができる。つまり合流車線で停止する可能性を低くすることができるため、走行時間の延長を抑制することができる。

　また本実施形態では、被合流車線に含まれる車線数を検出し、車線数に基づき合流位置を設定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。また走行時間の延長を抑制することができる。

　また本実施形態では、合流車線の曲率を検出し、曲率に基づき判定基準を設定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。

　また本実施形態では、自車両が合流車線を走行しており、合流車線の長さが所定の長さより長い場合には、合流位置を、被合流車線を走行する他車両の前方に設定する。これにより、他車両の前に出ることができる頻度を多くすることができる。また、他車両により自車両の走行が阻害されることを抑制することができる。その結果として、車両変更を試みる回数が減るため、走行時間が余計に延びることを抑制できる。

　また本実施形態では、自車両が合流車線を走行しており、合流車線の長さが所定の長さより短い場合には、合流位置を、被合流車線を走行する他車両の後方に設定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。

　なお、本実施形態の変形例として、合流車線が長いほど、合流可能エリアの範囲を広くし、合流可能エリア内に合流位置を設定してもよい。合流位置は合流可能エリアの範囲内に設定されるが、この合流可能エリアの範囲を、車両進行方向に長くすることで、他車両の位置に対して、適切な位置に合流位置を設定できる範囲が広がる。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。また、他車両により自車両の走行が阻害されることを抑制でき、走行時間が余計に延びることを抑制できる。

　また、本実施形態の変形例として、合流車線を走行する車両の位置から合流車線の終端までの終端距離を検出し、走行車両の前方から合流車線の終点までの範囲を合流可能エリアとして設定し、終端車線が長いほど、合流可能エリアの範囲を広くし、合流可能エリア内に合流位置を設定してもよい。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。また、他車両により自車両の走行が阻害されることを抑制でき、走行時間が余計に延びることを抑制できる。

　また、本実施形態の変形例として、車線数の数が多いほど、前記合流可能エリアの範囲を広くし、合流可能エリア内に合流位置を設定してもよい。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。また、他車両により自車両の走行が阻害されることを抑制でき、走行時間が余計に延びることを抑制できる。

　また、本実施形態の変形例として、合流車線と被合流車線との間の境界部分に存在する地物を検出し、地物の高さが所定の高さ閾値より大きい場合には、被合流車線上で合流車線の終端付近に合流位置を設定してもよい。これにより、車線変更が合流車線の終端付近で行われるため、他車両を検出できる余地が大きくなるため、他車両の状況に合わせて合流できる可能性が高くなる。

　なお、本実施形態の変形例として、制御装置１９０は、被合流車線上を走行している車両の状況に応じて、合流判定基準の下限値を補正してもよい。図６は、自車両Ａが車線変更した後の道路状況を説明する図である。例えば、２台の他車両が被合流車線上を走行しており、自車両が車線変更を行う前であって、自車両の現在位置から合流車線の終端までの短くなったと仮定する。そして、合流制御を行うにあたっての下限値として、最低車間距離が５．５ｍであり、衝突余裕時間（ＴＴＣ）が１．５秒に設定されていたとする。制御装置１９０は、被合流車線上の他車両の状態と自車両の状態から、最低車間距離と衝突余裕時間のうち、実質車間距離が広くなる方を、合流判定基準の下限値に設定する。例えば、他車両が時速６０ｋｍで走行している場合には、１．５秒の衝突余裕時間（ＴＴＣ）に基づく、車間距離は２５ｍとなる。そして、制御装置１９０は、最低車間距離（２５ｍ）に対応する接近度を合流判定基準の下限値に設定する。これにより、例えば図６の例で、距離Ｌが２５ｍｍ以下の場合には、制御装置１９０は、車線変更不可と判定できる。

《第２実施形態》
　本発明の他の実施形態に係る走行支援装置１００を説明する。本実施形態では、第１実施形態とは異なり、自車両が被走行車線上を走行している場合の制御である。その他の構成及び第１実施形態と同じ制御は、第１実施形態の記載を適宜、援用する。

　本実施形態に係る合流時の制御処理について説明する。図７及び図８は、他車両が合流車線から隣接車線に合流する際の制御を説明するための図である。なお、図７の道路構造は図３と同様であり、図８の道路構造は図４と同様ある。

　自車両が被合流車線を走行している場合に、合流車線に近づいたときには制御装置１９０は、以下の制御を実行する。

　制御装置１９０は、自車位置検出装置１２０及び車載機器１４０から自車両の車両情報を取得する。また、制御装置１９０は、センサ群１１０等を用いて、他車両の車両情報を取得する。制御装置１９０は、地図データベース１３０から地図情報を取得し、自車位置の周囲の道路構造を検出する。制御装置１９０は、道路構造に基づき合流区間を特定する。

　制御装置１９０は、道路構造に基づき、合流可能エリアを特定し、合流可能エリア内に合流位置を設定する。図７の例のように、合流車線の長さが長い場合には、他車両は十分に加速を行うことができるため、合流制御開始時の自車両の車速と、被合流車線を走行している車両の車速との差は小さい。このような場合に、他車両が合流車線から被合流車線に車線変更を行う際には、他車両は自車両の前に出て車線変更を行うため、合流位置は被合流車線を走行している自車両の前方に設定される。

　図８の例のように、合流車線の長さが短い場合には、他車両は十分に加速を行うことができないため、合流制御開始時の他車両の車速と、被合流車線を走行している自車両の車速との差は大きい。このような場合に、他車両が合流車線から被合流車線に車線変更を行う際には、他車両は自車両の後ろで車線変更を行うため、合流位置は被合流車線を走行している自車両の後方に設定される。

　制御装置１９０は、道路構造に含まれる合流車線の長さと判定閾値とを比較する。合流車線の長さが判定閾値以上である場合には、制御装置１９０は、自車両の前方に合流位置を設定する。一方、合流車線の長さが判定閾値未満である場合には、制御装置１９０は、自車両の後方に合流位置を設定する。

　制御装置１９０は、道路構造に基づき合流判定基準を設定する。合流判定基準は、他車両が車線変更するか否かを判定するための基準である。制御装置１９０は、被合流車線を走行中に、合流車線を走行している他車両を検出した場合には、他車両に対して合流判定パラメータを演算する。合流判定パラメータを演算方法は、第１実施形態と同様である。

　制御装置１９０は、道路構造に基づき合流可能エリアを設定し、設定された合流可能エリアの長さを合流車線の長さとして検出する。制御装置１９０は、合流車線の長さが長いほど、合流可能エリアの入り口部分における、合流判定閾値を高くする。そして、制御装置１９０は、合流可能エリアの入り口部分から合流車線の終端ｂに向かって、徐々に低くなるように合流判定閾値を設定する。他車両が合流車線を走行している場合に、他車両が終端ｂに近づくほど、車線変更を完了させるための余裕が少なくなる。そのため、本実施形態では、他車両の位置が終端ｂに近づくほど、車線変更の判定が、他車両が車線変更を行うと判断し易くなるよう、合流判定閾値を低くして、車線変更の確率を上げている。

　また、制御装置１９０は、道路構造から決まる合流車線の長さが短いほど、合流可能エリアの入り口付近における合流判定閾値を低くする。合流車線の長さが短い合流部分では、合流可能な範囲が狭いため、他車両が車線変更を行うと判定する確率を、合流可能エリアの全体で高めた方がよい。そのため、本実施形態では、道路構造から決まる合流車線の長さが短い場合には、車線変更可能であると判断し易くなるよう、合流判定閾値を低くして車線変更の確率を上げている

　そして、制御装置１９０は、合流判定パラメータと合流判定閾値とを比較し、合流判定パラメータが合流判定閾値以上である場合には、他車両が車線変更を行うと判定し、合流判定パラメータが合流判定閾値未満である場合には、他車両が車線変更を行わないと判定する。

　他車両が車線変更を行うと判定した場合には、制御装置１９０は、設定した合流位置に応じて、車速を制御する。すなわち、合流位置を自車両の前方に設定した場合には、制御装置１９０は、最低車間距離を確保するように減速させる。一方、合流位置を自車両の後方に設定した場合には、制御装置１９０は、最低車間距離を確保するように加速する。

　上記のように本実施形態では、合流車線と被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、道路構造に基づき、被合流車線を走行している走行車両（自車両）に対する合流位置、及び、合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、自車両の状態、他車両の状態、及び、判定基準に基づき、合流位置で合流可能か否かを判定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。

　また、自車両が被合流車線を走行しており、合流車線の長さが所定の長さより短い場合には、他車両が合流車線から被合流車線に合流する合流位置を、自車両の前方に設定する。これにより、合流位置において適切な合流制御を実行することができる。

１００…走行支援装置
１１０…センサ群
１２０…自車位置検出装置
１３０…地図データベース
１４０…車載機器
１５０…報知装置
１６０…入力装置
１７０…通信装置
１８０…駆動制御装置
１９０…制御装置

Claims

　プロセッサに実行にさせる、車両の走行支援方法であって、
　合流車線と前記合流車線と隣接する被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、
　前記合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、
　前記道路構造に基づき、前記被合流車線を走行している走行車両に対する合流位置、及び、前記合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、
　自車両の状態、前記他車両の状態、及び、前記判定基準に基づき、前記合流位置で合流可能か否かを判定する走行支援方法。
　請求項１記載の走行支援方法において、
　前記合流箇所における前記道路構造として、前記合流車線の長さを検出し、
　前記合流車線の長さに基づき、前記合流位置を設定する走行支援方法。
　請求項２記載の走行支援方法において、
　前記走行車両の位置から前記合流車線の終端までの範囲を合流可能エリアとして設定し、
　前記合流可能エリア内に前記合流位置を設定し、
　前記合流車線が長いほど、前記合流可能エリアの範囲を広くする走行支援方法。
　請求項１~３のいずれか一項に記載の走行支援方法において、
　前記合流車線を走行する車両の位置から前記合流車線の終端までの終端距離を検出し、
　前記終端距離に基づき、前記合流位置を設定する走行支援方法。
　請求項１記載の走行支援方法において、
　前記合流車線を走行する車両の位置から前記合流車線の終端までの終端距離を検出し、
　前記走行車両の位置から前記合流車線の終点までの範囲を合流可能エリアとして設定し、
　前記合流可能エリア内に前記合流位置を設定し、
　前記終端距離が長いほど、前記合流可能エリアの範囲を広くする走行支援方法。
　請求項１~５のいずれか一項に記載の走行支援方法において、
　前記被合流車線に含まれる車線数を検出し、
　前記車線数に基づき、前記合流位置を設定する走行支援方法。
　請求項１記載の走行支援方法において、
　前記被合流車線に含まれる車線数を検出し
　前記走行車両の位置から前記合流車線の終端までの範囲を合流可能エリアとして設定し、
　前記合流可能エリア内に前記合流位置を設定し、
　前記車線数の数が多いほど、前記合流可能エリアの範囲を広くする走行支援方法。
　請求項１~７のいずれか一項に記載の走行支援方法において、
　前記合流車線の曲率を検出し、
　前記曲率に基づき、前記判定基準を設定する走行支援方法。
　請求項１~８のいずれか一項に記載の走行支援方法において、
　前記合流車線と前記被合流車線との間の境界部分に存在する地物を検出し、
　前記地物の高さが所定の高さ閾値より大きい場合には、前記被合流車線上で、前記合流車線の終端付近に前記合流位置を設定する走行支援方法。
　請求項１~９のいずれか一項に記載の走行支援方法において、
　地図情報を用いて前記道路構造を検出する走行支援方法。
　請求項１に記載の走行支援方法において、
　前記合流位置における前記道路構造として、前記合流車線の長さを検出し、
　前記自車両の現在位置を検出し、
　前記自車両が前記被合流車線を走行しており、前記合流車線の長さが所定の長さより短い場合には、前記他車両が前記合流車線から前記被合流車線に合流する前記合流位置を、前記自車両の前方に設定する走行支援方法。
　請求項１に記載の走行支援方法において、
　前記合流位置における前記道路構造として、前記合流車線の長さを検出し、
　前記自車両の現在位置を検出し、
　前記自車両が前記合流車線を走行しており、前記合流車線の長さが所定の長さより長い場合には、前記自車両が前記合流車線から前記被合流車線に合流する前記合流位置を、前記走行車両の前方に設定する走行支援方法。
　請求項１に記載の走行支援方法において、
　前記合流位置における前記道路構造として、前記合流車線の長さを検出し、
　前記自車両の現在位置を検出し、
　前記自車両が前記合流車線を走行しており、前記合流車線の長さが所定の長さより短い場合には、前記自車両が前記合流車線から前記被合流車線に合流する前記合流位置を、前記走行車両の後方に設定する走行支援方法。
　プロセッサを有する車両の走行支援装置であって、
前記プロセッサは、
　合流車線と前記合流車線と隣接する被合流車線が合流する合流箇所を含む道路構造を検出し、
　前記合流箇所に向かって走行する他車両の状態を検出し、
　前記道路構造に基づき、前記被合流車線を走行している走行車両に対する合流位置、及び、前記合流位置で合流可能か否かを判定する判定基準を設定し、
　自車両の状態、前記他車両の状態、及び、前記判定基準に基づき、前記合流位置で合流可能か否かを判定する走行支援装置。