JP2018076004A - 車両制御方法および車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の合流をスムーズにしながら、本線を走行する車両への影響を低減する技術を提供する。【解決手段】第１取得部５０は、本車両１２の位置情報と速度情報とを取得する。第２取得部５２は、他の車両の位置情報と速度情報とを取得する。判定部５４は、第２取得部５２において取得した位置情報と速度情報と、第１取得部５０において取得した位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両１２に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定する。指示部５６は、判定部５４において速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させる。判定部５４は、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両１２が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、第１距離は第２距離よりも短い。【選択図】図４

Description

本発明は、車両制御技術に関し、特に車両の速度を制御する車両制御方法および車両制御装置に関する。

自動走行車両が支線から本線への合流を実行する場合、本線を走行する他の自動走行車両との車車間通信を実行することによって、本線に合流しようとする車両と合流先の車両との互いの走行速度が、合流可能となるまで協調して制御され続ける。これにより、支線を走行する車両が本線に容易に合流される。その際、車両に生じる加減速度が大きいと乗員に違和感を与える。違和感を低減するために、支線を走行する車両は、合流後の先行車両と後続車両に車線変更の旨を送信し、後続車両からそれを受信した旨を検出したら後続車両に車間距離を調整する距離調整指令を送信する。また、支線を走行する車両は、自車両の走行状態を制御して合流後先行車両に対する自車両の距離を調整し、合流スペースが確保できたら合流を開始する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３０７９７３号公報

前述の合流後の後続車両は、合流後の位置関係を推定するとともに、合流してくる車両と後続車両との位置関係が一定の範囲内であれば、合流してくる車両との車間距離を確保するように減速する。車両の合流をスムーズにするために、一定の範囲はある程度広い方が好ましい。しかしながら、一定の範囲が広ければ、本線の車両が減速する距離が長くなり、本線の車両の流れが悪化する。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の合流をスムーズにしながら、本線を走行する車両への影響を低減する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、車両に搭載可能な車両制御装置であって、本車両の位置情報と速度情報とを取得する第１取得部と、他の車両の位置情報と速度情報とを取得する第２取得部と、第２取得部において取得した位置情報と速度情報と、第１取得部において取得した位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定する判定部と、判定部において速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させる指示部とを備える。判定部は、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、判定部において第１距離は第２距離よりも短い。

本発明の別の態様は、車両制御方法である。この方法は、車両に搭載可能な車両制御装置における車両制御方法であって、本車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、他の車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、取得した本車両の位置情報と速度情報と、取得した他の車両の位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定するステップと、速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させるステップとを備える。判定するステップは、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、判定するステップにおいて第１距離は第２距離よりも短い。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、車両の合流をスムーズにしながら、本線を走行する車両への影響を低減できる。

本発明の実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図２（ａ）−（ｄ）は、図１の通信システムにおいて規定されるフレームのフォーマットを示す図である。 図３（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例１の前提となる車両間の合流を示す図である。 本発明の実施例１の車両の構成を示す図である。 図５（ａ）−（ｃ）は、図４の車両による処理の概要を示す図である。 本発明の実施例１の車両間の合流手順を示すシーケンス図である。 図４の端末装置において送受信されるパケット信号に含まれるデータのフォーマットを示す図である。 図４の合流処理部における状態遷移を示す図である。 図４の合流処理部における別の状態遷移を示す図である。 図４の判定部における処理の概要を示す図である。 図１１（ａ）−（ｄ）は、図４の車両制御装置による合流手順を示すフローチャートである。 図１２（ａ）−（ｄ）は、図４の車両制御装置による別の合流手順を示すフローチャートである。 図１３（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る車両による処理の概要を示す図である。 本発明の実施例２の車両における合流手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施例２の端末装置において受信されるパケット信号に含まれるデータのフォーマットを示す図である。 本発明の実施例２の車両制御装置における状態遷移を示す図である。 図１７（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る車両による別の処理の概要を示す図である。 本発明の実施例２の車両における別の合流手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施例２の車両制御装置における別の状態遷移を示す図である。 本発明の実施例２の車両制御装置による合流手順を示すフローチャートである。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、自動運転を実行する車両に搭載された車両制御装置に関する。ここでは、本線を走行している車両（以下、「第１車両」という）と、本線に合流しようとする車両（以下、「第２車両」という）とが存在し、第２車両が第１車両の前方に合流する状況を想定する。合流を実行するために、本実施例に係る車両制御装置は、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の通信システムにおいて取得した情報を利用する。ＩＴＳは、各車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムである。通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と同様に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能を使用する。そのため、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。一方、ＩＴＳにおいて、パケット信号はブロードキャスト送信される。このような車車間通信によって、各端末装置は、車両の速度あるいは位置等の情報を互いに交換する。

ここで、路車間通信と車車間通信との干渉を低減するために、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。基地局装置は、路車間通信のために、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブロードキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号をブロードキャスト送信する。その結果、路車間通信と車車間通信とが時分割多重される。なお、基地局装置からの制御情報を受信できない端末装置、つまり基地局装置によって形成されたエリアの外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。

このような車車間通信を利用して取得した情報をもとに、第１車両に搭載された車両制御装置は、第２車両の合流が完了する場合の第１車両と第２車両の配置を推定することによって、第１車両と第２車両とが接近するか否かを判定する。接近する場合、当該車両制御装置は、第１車両の速度を減速させて、第２車両との車間距離を確保する。ここで、接近とは干渉とも呼ばれ、これは、第２車両の合流が完了すると推定される位置とタイミングまで、第１車両が本線を定速走行した場合に、第１車両が第２車両の前方近傍から後方近傍までの範囲（以下、「干渉範囲」という）内に位置することである。前述のごとく、合流をスムーズにするために、干渉範囲はある程度広い方が好ましい。しかしながら、干渉範囲が広くなるほど、第１車両が減速すべき距離が長くなり、本線の車両の流れが悪化する。

これに対応するために、第１車両に搭載された車両制御装置は、第２車両から前方近傍までの干渉範囲の距離（以下、「第１距離」という）を、第２車両から後方近傍までの干渉範囲の距離（以下、「第２距離」という）よりも短くする。つまり、干渉範囲のうち、第２車両の後方の部分よりも第２車両の前方の部分が狭くされる。第２距離は短くされないので、第２車両と第１車両との車間距離は確保され、第２車両はスムーズに合流可能である。一方、第２車両は第１車両よりも一般的に速度が低いので、第２車両は第１車両に追いつきにくい。そのため、第１距離が長ければ第１車両が減速すべき距離が長くなる。そこで、第１距離を短くすることによって、第１車両が減速すべき距離が短くされ、本線の車両の流れの悪化が抑制される。

以下では、（１）本実施例に係る車両制御装置において使用される通信システムの概要、（２）車両制御装置を順に説明する。
（１）通信システムの概要
図１は、本発明の実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。これは、１つの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、基地局装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、ネットワーク２０を含む。ここでは、第１車両１２ａのみに示しているが、各車両１２には、端末装置１４が搭載されている。また、エリア２２が、基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２４が、エリア２２の外側に配置される。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、２つの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

通信システム１００において、基地局装置１０は、交差点に固定して設置される。基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。基地局装置１０は、図示しないＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から受信した信号、あるいは図示しない他の基地局装置１０にて形成されたフレームをもとに、フレームを繰り返し生成する。例えば、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に含まれた時刻の情報にて示されたタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。

基地局装置１０は、各フレームを複数に分割することによって、複数のサブフレームを生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。基地局装置１０は、フレーム中の複数のサブフレームのうち、他の基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。基地局装置１０は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。基地局装置１０は、設定した路車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信する。路車送信期間において、複数のパケット信号がブロードキャスト送信されることもある。また、パケット信号には、例えば、事故情報、渋滞情報、信号情報等が含まれる。なお、パケット信号には、路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報およびフレームに関する制御情報も含まれる。

図２（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００において規定されるフレームのフォーマットを示す。図２（ａ）は、フレームの構成を示す。フレームは、第１サブフレームから第Ｎサブフレームと示されるＮ個のサブフレームによって形成されている。これは、端末装置１４がブロードキャスト送信に使用可能なサブフレームを複数時間多重することによってフレームが形成されているといえる。例えば、フレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、Ｎが８である場合、１２．５ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。Ｎは、８以外であってもよい。

図２（ｂ）は、基地局装置１０のうちの１つ、例えば、図示しない第１基地局装置１０ａによって生成されるフレームの構成を示す。第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの路車送信期間を除く期間と、第２サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、端末装置１４がパケット信号をブロードキャスト送信可能な期間である。つまり、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭期間である路車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信可能である。また、フレームのうち、路車送信期間以外の車車送信期間において端末装置１４がパケット信号をブロードキャスト送信可能である。

図２（ｃ）は、図示しない第２基地局装置１０ｂによって生成されるフレームの構成を示す。第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームの路車送信期間を除く期間と、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。図２（ｄ）は、図示しない第３基地局装置１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームの路車送信期間を除く期間と、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。このように、複数の基地局装置１０は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。図１に戻る。

端末装置１４は、前述のごとく、車両１２に搭載され移動可能である。端末装置１４は、基地局装置１０からのパケット信号を受信すると、エリア２２に存在すると推定する。端末装置１４は、エリア２２に存在する場合、パケット信号に含まれた制御情報、特に路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報およびフレームに関する情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置１４のそれぞれにおいて生成されるフレームは、基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。端末装置１４は、路車送信期間とは異なった期間である車車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信する。ここで、車車送信期間においてＣＳＭＡ／ＣＡが実行される。一方、端末装置１４は、エリア外２４に存在していると推定した場合、フレームの構成に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号をブロードキャスト送信する。端末装置１４は、他の端末装置１４からのパケット信号を受信する。例えば、端末装置１４は、受信したパケット信号をもとに、他の端末装置１４が搭載された車両１２の接近を認識する。ここでは、受信したパケット信号に含まれた情報をもとに、車両１２の合流の処理が実行される。

（２）車両制御装置
図３（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例１の前提となる車両１２間の合流を示す。図３（ａ）は、合流前における車両１２の配置を示す。図３（ａ）において、左側から右側への進行方向を有する本線２００と、左側から右側への進行方向を有するとともに、本線２００に合流するための合流路２０２とが配置される。第１車両１２ａは、本線２００、特に合流前の本線２００を右側に向かって走行し、第２車両１２ｂは合流路２０２を右側に向かって走行する。このような第２車両１２ｂによる合流が開始される位置は合流区間起点２０４と示され、第２車両１２ｂによる合流が完了される位置は目標合流位置２０６と示される。合流区間起点２０４と目標合流位置２０６との間の区間は合流走行区間２０８と示され、合流走行区間２０８において第２車両１２ｂは本線２００に合流する。

図３（ｂ）は、推定された合流完了時の車両１２の配置を示す。これは、図３（ａ）の状況において、第１車両１２ａに搭載される車両制御装置によって推定される配置である。この推定には、前述の車車間通信によって取得された第２車両１２ｂの位置情報、速度情報が使用されるとともに、次の走行モデルが使用される。走行モデルにおいて、第２車両１２ｂは、合流路２０２を合流区間起点２０４まで定速走行し、合流区間起点２０４から想定合流加速度で目標速度まで加速走行する。一方、走行モデルにおいて、第１車両１２ａは定速走行する。このような走行モデルによって第２車両１２ｂが目標合流位置２０６に到達した場合、図３（ｂ）のように第１車両１２ａは第２車両１２ｂの後方を走行する。その際の第２車両１２ｂと第１車両１２ａとの車間距離は「ｄ」と示される。ここでは、第２車両１２ｂの前方と第１車両１２ａの前方との間の距離を車間距離としている。車間距離「ｄ」が干渉範囲に含まれる場合、車両制御装置は、第１車両１２ａを減速させることによって、目標とする車間距離、例えば、本線２００の規制速度の２秒分の距離を確保する。

図４は、本発明の実施例１の車両１２の構成を示し、特に、自動運転に関連する構成を示す。車両１２は、端末装置１４、位置情報取得装置１６、車両制御装置３０、自動運転制御装置３２を含む。車両制御装置３０は、Ｉ／Ｏ部４０、合流処理部４２を含む。合流処理部４２は、干渉処理部４４を含み、干渉処理部４４は、第１取得部５０、第２取得部５２、判定部５４、指示部５６を含む。自動運転制御装置３２は、Ｉ／Ｏ部６０、処理部６２を含む。車両１２は、図３（ａ）−（ｂ）の第１車両１２ａ、第２車両１２ｂに対応する。

位置情報取得装置１６は、車両１２の位置情報を取得するとともに、車両１２の速度情報も取得する。位置情報および速度情報の取得には公知の技術が使用されればよい。例えば、位置情報は、衛星測位、自律航法による測位、それらの組合せのいずれかを実行することによって取得される。また、位置情報は、マップマッチングによって取得されてもよい。位置情報取得装置１６は、取得した位置情報、速度情報を定期的にＩ／Ｏ部４０に出力する。

端末装置１４は、ＩＴＳに対応した通信処理を実行可能であり、路車間通信および車車間通信を実行する。本実施例においては車車間通信を説明の対象にする。端末装置１４は、Ｉ／Ｏ部４０を介して位置情報取得装置１６からの位置情報と速度情報を受けつける。端末装置１４は、受けつけた位置情報と速度情報が含まれたパケット信号をブロードキャスト送信する。また、端末装置１４は、図示しない他の端末装置１４であって、かつ他の車両１２に搭載された他の端末装置１４からのパケット信号を受信する。受信したパケット信号に含まれた位置情報と速度情報は、他の車両１２の位置情報と速度情報に相当する。端末装置１４は、受信したパケット信号に含まれた位置情報と速度情報とをＩ／Ｏ部４０に出力する。なお、端末装置１４において送受信されるパケット信号には、位置情報と速度情報だけが含まれるのではなく、他の情報、特に車両１２の合流に必要な情報が含まれてもよい。他の情報については、合流処理とともに説明する。

自動運転制御装置３２は、自動運転制御機能を実装した自動運転コントローラである。処理部６２は、自動運転制御機能を実行する。自動運転制御機能には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。Ｉ／Ｏ部６０は、処理部６２における処理を実行するために必要な情報をＩ／Ｏ部４０から受けつける。このような情報は、位置情報取得装置１６あるいは図示しないセンサにおいて取得されたデータであってもよいし、車両制御装置３０からのコマンドであってもよい。また、Ｉ／Ｏ部６０は、処理部６２における処理によって生成された情報、例えばコマンドをＩ／Ｏ部４０に出力する。

車両制御装置３０は、自動運転制御における車両１２の合流処理を実行するためのコントローラである。合流処理部４２は、車両１２の合流処理を実行するが、詳細は後述する。干渉処理部４４は、本車両１２が図３（ａ）−（ｂ）の本線２００の道路を走行している第１車両１２ａである場合に、干渉発生の推定と、速度の調整の指示とを実行するが、詳細は後述する。一方、本車両１２が図３（ａ）−（ｂ）の本線２００への合流路２０２を走行している第２車両１２ｂである場合、干渉処理部４４は処理を実行しない。Ｉ／Ｏ部４０は、端末装置１４、位置情報取得装置１６、合流処理部４２、干渉処理部４４、Ｉ／Ｏ部６０に接続され、各種の情報を入出力する。各種の情報にはコマンドも含まれる。車両制御装置３０と自動運転制御装置３２との間は直接、信号線で接続される。なお、これらはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続されてもよい。また、車両制御装置３０と自動運転制御装置３２を統合して１つのコントローラとされてもよい。

合流処理部４２を説明するために、図５（ａ）−（ｃ）、図６〜図９を使用する。特に、図５（ａ）−（ｃ）、図６、図７では、第１車両１２ａと第２車両１２ｂとを含めた全体的な処理を説明し、図８では、第２車両１２ｂにおける処理を説明し、図９では、第１車両１２ａにおける処理を説明する。図５（ａ）−（ｃ）は、車両１２による処理の概要を示す。合流処理は車両制御装置３０において実行され、車車間通信は端末装置１４において実行されるが、以下では説明を明瞭にするためにこれらの処理を車両１２が実行するように示す場合もある。合流処理は４つ状態を含んでおり、それらは、状態１：サービスアウト、状態２：合意形成待ち、状態３：合意形成確立、状態４：合流完了である。

図５（ａ）は、状態１：サービスアウト、状態２：合意形成待ちを示す。本線２００、合流路２０２、合流区間起点２０４、目標合流位置２０６、合流走行区間２０８は、図３（ａ）−（ｂ）と同様に示される。状態１は、合流処理を開始する前の状態を示す。サービス起点２１０は、本線２００、合流路２０２において、合流区間起点２０４から目標合流位置２０６とは反対方向に、合流区間起点２０４から所定の距離離れた位置に配置される。所定の距離は、予め定められた値であってもよいし、本線２００、合流路２０２の形状に応じて設定された値であってもよい。また、本線２００における所定の距離と合流路２０２における所定の距離とが異なっていてもよい。第１車両１２ａおよび第２車両１２ｂは、サービス起点２１０を通過するまで、状態１になっており、合流処理を開始していない。なお、合流処理を開始していない場合であっても、第１車両１２ａと第２車両１２ｂは車車間通信を実行する。

状態２は、第１車両１２ａにおいて、第２車両１２ｂの存在を認識し、受入要否を確認する状態を示す。第２車両１２ｂは、車車間通信によって本線２００を第１車両１２ａが走行していることを認識する。第２車両１２ｂは、サービス起点２１０を通過した場合に、第１車両１２ａに対する合流受入要請を発行する。合流受入要請には、例えば、目標合流位置２０６、合流残秒数の情報が含まれる。目標合流位置２０６は、合流完了（加速完了時）の位置であり、合流区間起点２０４からの距離（ｍ）を示す。合流残秒数は、目標合流位置２０６への到達に要する時間(秒)を示す。ここで、合流受入要請はパケット信号に含まれてブロードキャスト送信される。

第１車両１２ａは、サービス起点２１０を通過した場合に、第２車両１２ｂからのパケット信号であって、かつ合流受入要請が含まれたパケット信号を受信すれば、目標合流位置２０６において第２車両１２ｂと干渉するか否かを判定する。干渉の判定処理については後述する。第１車両１２ａは、第２車両１２ｂと干渉すると判定した場合、第２車両１２ｂに対する合流受入受諾を発行する。合流受入受諾は、第２車両１２ｂの受入を受諾することを知らせるための通知であり、パケット信号に含まれてブロードキャスト送信される。合流受入受諾には、例えば、合意形成対象車両、目標合流位置２０６、合流残秒数の情報が含まれる。合意形成対象車両は、合流時に、第１車両１２ａの直前に位置すると予測される合流車両、例えば、第２車両１２ｂのＩＤを示す。目標合流位置２０６、合流残秒数は、合流受入要請に含まれる目標合流位置２０６、合流残秒数と同様である。一方、第１車両１２ａは、第２車両１２ｂと干渉しないと判定した場合、第２車両１２ｂに対する合流受入受諾を発行しない。

図５（ｂ）は、状態３：合意形成確立を示す。状態３は、第１車両１２ａが、合意形成対象の第２車両１２ｂをターゲットとして、減速により車間距離を確保する状態を示す。第２車両１２ｂは、前述の走行モデルにしたがって走行する。つまり、第２車両１２ｂは、合流区間起点２０４まで定速走行を実行し、合流区間起点２０４を通過してから想定合流加速度で目標速度まで加速しながら走行する。定速走行は、例えば、規制速度でなされる。第２車両１２ｂは、このような走行の状況が示された情報、例えば、目標合流位置２０６に到達するまでの時間が示された情報が含まれた合意形成済通知を定期的に発行する。第１車両１２ａに対する合意形成済通知はパケット信号に含まれてブロードキャスト送信される。

一方、第１車両１２ａは、状態２において第２車両１２ｂと干渉すると判定した場合、本線２００を減速しながら走行する。これは、目標合流位置２０６において第２車両１２ｂとの車間距離を長くするためである。なお、第１車両１２ａは、第２車両１２ｂからのパケット信号に含まれた情報をもとに、第１車両１２ａの減速の程度を修正してもよい。第１車両１２ａは、第２車両１２ｂに対する合意形成済通知を定期的に発行する。合意形成済通知では、第２車両１２ｂが合意形成対象車両であることが示される。また、合意形成済通知は、第１車両１２ａの走行の状況が示された情報を含んでもよい。合意形成済通知はパケット信号に含まれてブロードキャスト送信される。

図５（ｃ）は、状態４：合流完了を示す。状態４は、第１車両１２ａの前方に、合意形成対象車両である第２車両１２ｂが合流した状態を示す。第２車両１２ｂは、目標速度に到達した場合、本線２００への合流が完了したとして、サービスアウト(本線)通知を発行する。サービスアウト(本線)通知はパケット信号に含まれたブロードキャスト送信される。第１車両１２ａは、第２車両１２ｂからのパケット信号であって、かつサービスアウト(本線)通知が含まれたパケット信号を受信した場合、合意形成対象車両である第２車両１２ｂの合流が完了したとして、サービスアウト通知を発行する。サービスアウト通知は、パケット信号に含まれたブロードキャスト送信される。

図６は、本発明の実施例１の車両１２間の合流手順を示すシーケンス図である。第２車両１２ｂは、合流受入要請を第１車両１２ａに送信し（Ｓ１０）、第１車両１２ａは、合流受入受諾を第２車両１２ｂに送信する（Ｓ１２）。これらは前述の状態２に相当する。第２車両１２ｂと第１車両１２ａの間で合流形成済通知を交換する（Ｓ１４、Ｓ１６）。これらは前述の状態３に相当する。第２車両１２ｂは、サービスアウトを第１車両１２ａに送信し（Ｓ１８）、第１車両１２ａは、サービスアウト通知を第２車両１２ｂに送信する（Ｓ２０）。これらは前述の状態４に相当する。

図７は、端末装置１４において送受信されるパケット信号に含まれるデータのフォーマットを示す。データは複数種類のデータフレームを含み、各データフレームは複数種類のデータエレメントを含む。データエレメントの意味は概要に示される。データフレーム「位置情報」が前述の位置情報に相当し、データフレーム「車両状態」が前述の速度情報に相当する。データフレーム「道路線形情報」は、合流区間起点２０４の位置情報を示し、データフレーム「走行情報」は、本線２００を走行しているか、合流路２０２を走行しているかを示す。データフレーム「合意形成情報」は、前述の合成処理で使用される情報が含まれ、特にデータエレメント「合意形成通知種別」によって、合流受入要請、サービスイン通知、合流受入受諾、合意形成済通知、サービスアウト通知（本線）、サービスアウト通知（合流）のいずれかが指定される。

次に、図８を使用しながら、第２車両１２ｂの合流処理部４２における処理を説明する。図８は、合流処理部４２における状態遷移を示す。図８に示される状態は、これまでの状態に対応する。合流処理部４２は、状態１：サービスアウト（合流）において、サービスアウト通知（合流）を発行する（Ｔ１００）。合流処理部４２は、状態１においてサービスインを判定すれば（Ｔ１０２）、状態２：合流受入受託待ちに遷移させて、合流受入要請を発行する（Ｔ１０４）。ここで、サービスイン判定は、自車がサービス起点２１０から目標合流位置２０６に存在する場合になされる。

合流処理部４２は、状態２においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ１０６）、状態１に遷移させる（Ｔ１００）。ここで、サービスアウト判定は、ａ）合流走行区間２０８の終点を目標速度未達で通過した場合、あるいはｂ）コースから外れた場合になされる。合流処理部４２は、状態２において合流完了を判定すれば（Ｔ１０８）、状態４：サービスアウト（本線）に遷移させて、サービスアウト通知（本線）を発行する（Ｔ１１６）。ここで、合流完了の判定は、合流区間起点２０４を通過し、かつ目標速度に到達した場合になされる。合流処理部４２は、状態２において合流受入受諾を受信すれば（Ｔ１１０）、状態３：合意形成確立に遷移させて、合意形成済通知を発行する（Ｔ１１２）。

合流処理部４２は、状態３においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ１０６）、状態１に遷移させる（Ｔ１００）。合流処理部４２は、状態３において合流完了を判定すれば（Ｔ１１４）、状態４に遷移させる（Ｔ１１６）。合流処理部４２は、状態３において合流受入受諾あるいは合意形成済通知を受信すれば（Ｔ１１８）、状態３を維持する（Ｔ１１２）。合流処理部４２は、状態３において合意形成済通知が途絶（連続Ｎ回未満）すれば（Ｔ１２０）、状態３を維持する（Ｔ１１２）。合流処理部４２は、状態３において、合意形成済通知が途絶（連続Ｎ回）した場合（Ｔ１２２）、合流受入受諾あるいは合意形成済通知以外の情報を受信した場合（Ｔ１２２）、状態２に遷移させる（Ｔ１０４）。

次に、図９を使用しながら、第１車両１２ａの合流処理部４２における処理を説明する。図９は、合流処理部４２における別の状態遷移を示す。図９に示される状態は、これまでの状態に対応するが、これまでの状態２が状態２−１と状態２−２に分けて示される。合流処理部４２は、状態１：サービスアウト（本線）において、サービスアウト通知（本線）を発行する（Ｔ２００）。合流処理部４２は、状態１においてサービスインを判定すれば（Ｔ２０２）、状態２−１：合流受入要請待ちに遷移させて、サービスイン通知を発行する（Ｔ２０４）。

合流処理部４２は、状態２−１においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ２０６）、状態１に遷移させる（Ｔ２００）。ここで、サービスアウト判定は、ａ）合流走行区間２０８の終点を通過した場合、あるいはｂ）コースから外れた場合になされる。合流処理部４２は、状態２−１において合流受入要請を受信し、干渉する車両１２を検出すれば（Ｔ２０８）、状態２−２：合意形成待ちに遷移させて、合流受入受諾を発行する（Ｔ２１０）。

合流処理部４２は、状態２−２においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ２０６）、状態１に遷移させる（Ｔ２００）。合流処理部４２は、状態２−２において合意形成済通知を受信し、かつ干渉する車両１２の条件が満たされる場合（Ｔ２１２）、状態３：合意形成確立に遷移させて、合流形成済通知を発行するとともに、速度を指示する（Ｔ２２０）。合流処理部４２は、状態２−２において合流受入要請を受信し、干渉する車両１２（対象車両以外も評価対象）を検出すれば（Ｔ２１４）、状態２−２を維持する（Ｔ２１０）。合流処理部４２は、状態２−２において合意形成済通知が途絶（連続Ｎ回未満）すれば（Ｔ２１６）、状態２−２を維持する（Ｔ２１０）。合流処理部４２は、状態２−２においてａ）からｃ）のいずれかに該当する場合（Ｔ２１８）、状態２−１に遷移させる（Ｔ２０４）。ａ）は、合意形成済通知が途絶（連続Ｎ回）した場合であり、ｂ）は、干渉条件を満たさない場合であり、ｃ）は、対象車両からサービスアウト通知（合流あるいは本線）を受信した場合である。

合流処理部４２は、状態３においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ２０６）、状態１に遷移させる（Ｔ２００）。合流処理部４２は、状態３において合意形成済通知を受信し、かつ干渉する車両１２の条件が満たされる場合（Ｔ２１２）、状態３を維持する（Ｔ２２０）。合流処理部４２は、状態３において合意形成済通知が途絶（連続Ｎ回未満）すれば（Ｔ２２２）、状態３を維持する（Ｔ２２０）。合流処理部４２は、状態３において前述のａ）からｃ）のいずれかに該当する場合（Ｔ２１８）、状態２−１に遷移させる（Ｔ２０４）。

図４に戻る。本車両１２が第１車両１２ａである場合に、合流処理部４２は、図９の状態２−１において、干渉する車両１２を検出する（Ｔ２０８）とともに、図９の状態３において速度を指示する（Ｔ２２０）。合流処理部４２は、これらの処理を干渉処理部４４に実行させる。第１取得部５０は、Ｉ／Ｏ部４０を介して位置情報取得装置１６から第１車両１２ａの位置情報と速度情報とを取得する。また、第２取得部５２は、Ｉ／Ｏ部４０を介して端末装置１４から第２車両１２ｂの位置情報と速度情報とを取得する。

判定部５４は、第２取得部５２において取得した位置情報と速度情報と、第１取得部５０において取得した位置情報と速度情報とをもとに、第２車両１２ｂが第１車両１２ａの前方に合流する場合に、干渉が発生するか否かを判定する。第２車両１２ｂが第１車両１２ａの前方に合流する場合は、第２車両１２ｂが図５（ａ）の本線２００に合流する場合に相当する。また、判定部５４におけるこのような干渉判定が図９のＴ２０８の処理に相当する。ここでは、干渉判定を具体的に説明する。

判定部５４は、第１車両１２ａの情報として、本線規制速度（Ｖｈｕ）、想定本線減速度（Ａｈ）を保持するとともに、現在速度（Ｖｈｎ）、現在位置（Ｐｈｎ）を第１取得部５０から受けつける。また、判定部５４は、相対位置（Ｌｈｎ）、走行距離（Ｒｈ）、調整時走行距離（Ｒ’ｈ）、目標合流位置（Ｌｈｐ）、減速開始時間（Ｔｈａ）を演算により導出する。相対位置（Ｌｈｎ）は、第１車両１２ａの現在位置（Ｐｈｎ）から合流区間起点２０４までの距離である。判定部５４は、第２車両１２ｂの情報として、想定合流加速度（Ａｇ）を保持するとともに、現在速度（Ｖｇｎ）、現在位置（Ｐｇｎ）を第２取得部５２から受けつける。ここで、想定合流加速度（Ａｇ）は、予め定めた加速度であり、一般的な高速合流時の加速度を想定する。また、判定部５４は、相対位置（Ｌｇｎ）、目標合流位置（Ｌｇｐ）を演算により導出する。相対位置（Ｌｇｎ）は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｐｇｎ）から合流区間起点２０４までの距離である。判定部５４は、判定しきい値として、安全車間距離時間（Ｔｄ）、安全車間距離前方係数（ｆ）、安全車間距離後方係数（ｂ）、ドライバ反応時間（Ｔε）を保持する。判定部５４は、合流区間起点（Ｐｓ）を保持するとともに、合流完了予測時間（Ｔ）を演算により導出する。

判定部５４は、合流完了予測時間（Ｔ）を次のように導出する。
Ｌｇｎ＞０のとき、Ｌｇｎ／Ｖｇｎ＋（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）／Ａｇ
Ｌｇｎ≦０のとき、（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）／Ａｇ
判定部５４は、目標合流位置（Ｌｇｐ）を次のように導出する。
Ｌｇｎ＞０のとき、−（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）（Ｖｈｕ＋Ｖｇｎ）／２Ａｇ
Ｌｇｎ≦０のとき、Ｌｇｎ−（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）（Ｖｈｕ＋Ｖｇｎ）／２Ａｇ
判定部５４は、第１車両１２ａの走行距離（Ｒｈ）を次のように導出する。
Ｒｈ＝Ｖｈｎ＊Ｔ
なお、Ｌｇｎ＞０は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｌｇｎ）が合流区間起点２０４よりも上流（合流区間起点２０４に到達する前）の場合に相当し、Ｌｇｎ≦０は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｌｇｎ）が合流区間起点２０４よりも下流（合流区間起点２０４の上、または合流区間起点２０４を通過した後）の場合に相当する。

判定部５４は、Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ＞−Ｔｄ＊ｂ＊ＶｈｕかつＬｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ＜Ｔｄ＊ｆ＊Ｖｈｕを満たす場合、干渉の発生を判定する。一方、判定部５４は、この条件を満たさない場合、干渉が発生しないことを判定する。判定部５４は、判定結果を合流処理部４２に出力する。なお、複数の合流受入要請を受信した場合、判定部５４は、それらのうち、現在位置で先頭の車両１２から、干渉が発生するか否かを判定する。つまり、合流処理部４２は、判定部５４において最初に干渉するとされる車両１２を対象車両とする。

図１０は、判定部５４における処理、特に干渉が発生するか否かを判定するための処理の概要を示す。ここでは、第２車両１２ｂが目標合流位置２０６に存在する場合を想定する。このような状況において、第２車両１２ｂよりも前方に第１距離Ｄｆが規定されるとともに、第２車両１２ｂよりも後方に第２距離Ｄｂが規定される。第１距離Ｄｆは、前述のＴｄ＊ｆ＊Ｖｈｕに相当し、第２距離Ｄｂは、前述のＴｄ＊ｂ＊Ｖｈｕに相当する。第１距離Ｄｆと第２距離Ｄｂによって特定される範囲が、前述の干渉範囲に相当する。判定部５４は、第２車両１２ｂが目標合流位置２０６に存在する場合に第１車両１２ａが第１距離Ｄｆと第２距離Ｄｂの中で合流される場合、つまり第１車両１２ａが干渉範囲で合流される場合、干渉が発生すると判定する。

第１距離Ｄｆと第２距離Ｄｂは、いずれも本線規制速度（Ｖｈｕ）に依存するので、判定部５４は、本線２００の規制速度に応じて、第１距離Ｄｆと第２距離Ｄｂとを調整する。また、判定部５４において第１距離Ｄｆは第２距離Ｄｂよりも短くされる。これは、安全車間距離前方係数（ｆ）が安全車間距離後方係数（ｂ）よりも小さくされることに相当する。例えば、安全車間距離前方係数（ｆ）は「０．２５」に設定され、安全車間距離後方係数（ｂ）は「０．７５」に設定される。また、第１距離Ｄｆは、「０」に近い値にされる。これは、第２車両１２ｂが自律センサでタイミングを調整することを想定するからである。一方、第２距離Ｄｂは、本線規制速度の２秒分の距離とされ、前述の目標とする車間距離に合わされる。第１距離Ｄｆが短くされるので、第２車両１２ｂの前方において、干渉が発生すると判定されにくくなる。一方、第２距離Ｄｂが短くされないので、第２車両１２ｂの後方において、干渉が発生すると判定されにくくならない。

干渉が発生する場合、判定部５４は、第１車両１２ａの速度の調整、特に減速が必要であると判定する。判定部５４は、減速が必要であると判定した場合、減速開始時間（Ｔｈａ）を導出する。まず、判定部５４は、調整時走行距離（Ｒ’ｈ）を次のように導出する。
Ｒ’ｈ＝Ｖｈｎ＊ｔ１＋Ｖｈｎ＊ｔ２＋０．５＊Ａｈ＊ｔ２^２
判定部５４は、目標到達位置（Ｌｈｐ）を次のように導出する。
Ｌｈｐ＝Ｌｇｐ＋Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕ
Ｌｈｎ−Ｒ’ｈ＝Ｌｈｐとなることから、判定部５４は、減速開始時間（Ｔｈａ）を次のように導出する。
ｔ１＋ｔ２＝Ｔ
ｔ２＝√（２（−Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕ−Ｌｇｐ＋Ｌｈｎ−Ｒｈ）／Ａｈ）
Ｔｈａ＝ｔ１＝Ｔ−ｔ２
判定部５４は、減速開始時間（Ｔｈａ）を指示部５６に出力する。

指示部５６は、判定部５４から減速開始時間（Ｔｈａ）を受けつける。指示部５６は、ｔ１＞０＋Ｔεの場合、速度維持を決定し、Ｉ／Ｏ部４０を介して自動運転制御装置３２に速度維持を指示する。その際、Ｉ／Ｏ部４０からは速度維持のコマンドが自動運転制御装置３２に出力される。一方、指示部５６は、ｔ１≦０＋Ｔεの場合、減速を決定し、Ｉ／Ｏ部４０を介して自動運転制御装置３２に減速を指示する。その際、Ｉ／Ｏ部４０からは減速のコマンドが自動運転制御装置３２に出力される。つまり、指示部５６は、判定部５４において速度の調整が必要であると判定した場合、自動運転制御装置３２に速度を調整させる。指示部５６におけるこのような指示が図９のＴ２２０の指示に相当する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による車両制御装置３０の動作を説明する。図１１（ａ）−（ｄ）は、車両制御装置３０による合流手順を示すフローチャートである。これは、第２車両１２ｂの合流処理部４２における処理に対応する。図１１（ａ）は状態１に対応する。サービスインである場合（Ｓ１００のＹ）、合流処理部４２は状態２に遷移させる（Ｓ１０２）。サービスインでない場合（Ｓ１００のＮ）、合流処理部４２は状態１を維持する（Ｓ１０４）。

図１１（ｂ）は状態２に対応する。サービスインであり（Ｓ１２０のＹ）、合流完了判定によってＴ１０８に該当せず（Ｓ１２２のＮ）、メッセージ判定によってＴ１１０に該当しない場合（Ｓ１２４のＮ）、合流処理部４２は状態２を維持する（Ｓ１２６）。メッセージ判定によってＴ１１０に該当する場合（Ｓ１２４のＹ）、合流処理部４２は状態３に遷移させる（Ｓ１２８）。合流完了判定によってＴ１０８に該当する場合（Ｓ１２２のＹ）、合流処理部４２は状態４に遷移させる（Ｓ１３０）。サービスインでない場合（Ｓ１２０のＮ）、合流処理部４２は状態１に遷移させる（Ｓ１３２）。

図１１（ｃ）は状態３に対応する。サービスインであり（Ｓ１５０のＹ）、合流完了判定によってＴ１１４に該当せず（Ｓ１５２のＮ）、メッセージ判定によってＴ１２２に該当する場合（Ｓ１２４のＴ１２２）、合流処理部４２は状態２に遷移させる（Ｓ１５６）。メッセージ判定によってＴ１１８あるいはＴ１２０に該当する場合（Ｓ１５４のＴ１１８またはＴ１２０）、合流処理部４２は状態３を維持する（Ｓ１５８）。合流完了判定によってＴ１１４に該当する場合（Ｓ１５２のＹ）、合流処理部４２は状態４に遷移させる（Ｓ１６０）。サービスインでない場合（Ｓ１５０のＮ）、合流処理部４２は状態１に遷移させる（Ｓ１３２）。

図１１（ｄ）は状態４に対応する。合流処理部４２は状態４を維持する（Ｓ１８０）。

図１２（ａ）−（ｄ）は、車両制御装置３０による別の合流手順を示すフローチャートである。これは、第１車両１２ａの合流処理部４２における処理に対応する。図１２（ａ）は状態１に対応する。サービスインである場合（Ｓ２００のＹ）、合流処理部４２は状態２−１に遷移させる（Ｓ２０２）。サービスインでない場合（Ｓ２００のＮ）、合流処理部４２は状態１を維持する（Ｓ２０４）。

図１２（ｂ）は状態２−１に対応する。サービスインであり（Ｓ２２０のＹ）、メッセージ判定によってＴ２０８に該当しない場合（Ｓ２２２のＮ）、合流処理部４２は状態２−１を維持する（Ｓ２２４）。メッセージ判定によってＴ２０８に該当する場合（Ｓ２２２のＹ）、合流処理部４２は状態２−２に遷移させる（Ｓ２２６）。サービスインでない場合（Ｓ２２０のＮ）、合流処理部４２は状態１に遷移させる（Ｓ２２８）。

図１２（ｃ）は状態２−２に対応する。サービスインであり（Ｓ２４０のＹ）、メッセージ判定によってＴ２１２に該当せず（Ｓ２４２のＮ）、メッセージ判定によってＴ２１８に該当する場合（Ｓ２４４のＴ２１８）、合流処理部４２は状態２−１に遷移させる（Ｓ２４６）。メッセージ判定によってＴ２１４あるいはＴ２１６に該当する場合（Ｓ２４４のＴ２１４またはＴ２１６）、合流処理部４２は状態２−２を維持する（Ｓ２４８）。メッセージ判定によってＴ２１２に該当する場合（Ｓ２４２のＹ）、合流処理部４２は状態３に遷移させる（Ｓ２５０）。サービスインでない場合（Ｓ２４０のＮ）、合流処理部４２は状態１に遷移させる（Ｓ２５２）。

図１２（ｄ）は状態３に対応する。サービスインであり（Ｓ２７０のＹ）、メッセージ判定によってＴ２１８に該当する場合（Ｓ２７２のＴ２１８）、合流処理部４２は状態２−１に遷移させる（Ｓ２７４）。メッセージ判定によってＴ２２２に該当する場合（Ｓ２７２のＴ２２２）、合流処理部４２は状態３を維持する（Ｓ２７６）。サービスインでない場合（Ｓ２７０のＮ）、合流処理部４２は状態１に遷移させる（Ｓ２７８）。

本発明の実施例によれば、第２車両１２ｂの前方に設定される第１距離を、第２車両１２ｂの後方に設定される第２距離よりも短くするので、第２距離を短くさせないことによって、第２車両１２ｂの合流をスムーズにできる。また、第１距離を短くするので、第２車両１２ｂの前方において、干渉が発生すると判定されにくくなる。また、干渉が発生すると判定されにくくなるので、減速をされにくくできる。また、減速がされにくくなるので、本線２００を走行する車両１２への影響を低減できる。また、道路の規制速度に応じて、第１距離と第２距離とを調整するので、各道路に適した第１距離と第２距離とを設定できる。また、本線２００への合流路２０２を走行している第２車両１２ｂが、本線２００に合流する場合において、第２車両１２ｂの合流をスムーズにしながら、本線２００を走行する車両１２への影響を低減できる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２を説明する。実施例２も、実施例１と同様に、自動運転を実行する車両に搭載された車両制御装置に関する。ここでも、第１車両が走行している本線に、合流路からの第２車両が合流する状況を想定する。実施例１においては、車車間通信によって第１車両と第２車両との間で情報を交換することによって、４つの状態を遷移しながら第２車両を合流させるための合流処理が実行される。一方、実施例２においては車車間通信が実行されず、合流地点付近に設置された基地局装置との路車間通信が実行される。このような路車間通信を使用した合流処理は、次の２つのパターンに分類される。

１つ目のパターン（以下、「第１パターン」という）では、基地局装置から第１車両への路車間通信が実行され、基地局装置から第２車両への路車間通信が実行されない。つまり、本線を走行している車両は路車間通信を実行するが、合流路を走行する車両は路車間通信を実行しない。この場合、基地局装置は、合流路を走行する第２車両を検出可能なセンサを備えており、センサでの検出結果を路車間通信でブロードキャスト送信する。第１車両は、基地局装置からの検出結果を受信し、検出結果をもとに速度を調整しながら、第２車両を合流させる。なお、第１パターンにおいて第２車両では自動運転が実行されていなくてもよい。

２つ目のパターン（以下、「第２パターン」という）では、基地局装置から第２車両への路車間通信が実行され、基地局装置から第１車両への路車間通信が実行されない。つまり、合流路を走行している車両は路車間通信を実行するが、本線を走行する車両は路車間通信を実行しない。この場合、基地局装置は、本線を走行する第１車両を検出可能なセンサを備えており、センサでの検出結果を路車間通信でブロードキャスト送信する。第２車両は、基地局装置からの検出結果を受信し、検出結果をもとに速度を調整しながら合流する。なお、第２パターンにおいて第１車両では自動運転が実行されていなくてもよい。実施例２における車両１２は、図４と同様のタイプである。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

（１）第１パターン
図１３（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る車両１２による処理の概要を示す。図１３（ａ）は、状態１：サービスアウトを示す。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、本線２００、合流路２０２、合流区間起点２０４、目標合流位置２０６、合流走行区間２０８は、図５（ａ）−（ｃ）と同様に示される。また、第２車両１２ｂは、第１車両１２ａよりも前方の位置において本線２００に合流しようとする。しかしながら、図５（ａ）−（ｃ）とは異なって、第１車両１２ａ、第２車両１２ｂは車車間通信を実行しない。その代わりに、図１３（ａ）では、本線２００に基地局装置１０が設置され、基地局装置１０は、本線２００を走行する第１車両１２ａと路車間通信を実行する。一方、基地局装置１０は、合流路２０２を走行する第２車両１２ｂと路車間通信を実行しない。

ここで、基地局装置１０には図示しないセンサが設けられており、センサは、検出範囲３００を形成することによって、合流路２０２を走行する第２車両１２ｂを検出する。基地局装置１０は、検出結果を車両検知情報として路車間通信によって送信する。車両検知情報には、第２車両１２ｂの速度、合流区間起点２０４までの距離が含まれる。また、合流路２０２に複数の車両１２が走行していた場合、車両検知情報には、複数の車両１２に関する情報が含まれる。

図１３（ｂ）は、状態２：車間調整を示す。状態２は、第１車両１２ａが、基地局装置１０からの車両検知情報に含まれた第２車両１２ｂをターゲットとして、減速により車間距離を確保する状態を示す。ここで、第１車両１２ａは、第２車両１２ｂが合流区間起点２０４を通過した後に、想定加速度で加速することを想定し、第２車両１２ｂと干渉するか否かを判定する。また、第１車両１２ａは、第２車両１２ｂと干渉すると判定した場合、第２車両１２ｂの合流が容易となるように、減速して車間を確保する。干渉するか否かの判定、減速のための減速開始時間の導出は、実施例１と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。減速開始時間は、車間調整開始時間と呼ばれてもよい。図１３（ｃ）は、第１車両１２ａの前方に、第２車両１２ｂが合流した状態を示す。これは、図５（ｃ）と同様に示される。

図１４は、本発明の実施例２の車両１２における合流手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、車両検知情報を第１車両１２ａに順次送信する（Ｓ３００、Ｓ３０２、Ｓ３０４）。第１車両１２ａは、これらの車両検知情報を受信する。これは、前述の状態１、状態２に相当する。

図１５は、本発明の実施例２の端末装置１４において受信されるパケット信号に含まれるデータのフォーマットを示す図である。データは複数種類のデータフレームを含み、各データフレームは複数種類のデータエレメントを含む。データエレメントの意味は概要に示される。データフレーム「車両検知情報」が前述の車両検知情報に相当する。また、データエレメント「検知車両位置」は、合流区間起点２０４までの距離を示し、データエレメント「検知車両速度」は、第２車両１２ｂの速度を示す。なお、データエレメント「路側機ＩＤ」は、基地局装置１０を識別するための情報に相当する。

図１６は、本発明の実施例２の車両制御装置３０における状態遷移を示す。これは、第１車両１２ａの合流処理部４２における処理に相当する。図１６に示される状態は、これまでの状態に対応する。合流処理部４２は、状態１：サービスアウト（本線）において、サービスアウト通知（本線）を発行する（Ｔ３００）。合流処理部４２は、状態１においてサービスインを判定すれば（Ｔ３０２）、状態２：車間調整に遷移させて、車間調整通知を発行するとともに、速度を指示する（Ｔ３０４）。合流処理部４２は、状態２においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ３０６）、状態１に遷移させる（Ｔ３００）。ここで、サービスアウト判定は、ａ）合流走行区間２０８の終点を通過した場合、あるいはｂ）コースから外れた場合になされる。

（２）第２パターン
図１７（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る車両１２による別の処理の概要を示す。図１７（ａ）は、状態１：サービスアウトを示す。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、本線２００、合流路２０２、合流区間起点２０４、目標合流位置２０６、合流走行区間２０８は、図１３（ａ）−（ｃ）と同様に示される。ここでも、第１車両１２ａ、第２車両１２ｂは車車間通信を実行せずに、本線２００に基地局装置１０が設置される。しかしながら、基地局装置１０は、合流路２０２を走行する第２車両１２ｂと路車間通信を実行し、本線２００を走行する第１車両１２ａと路車間通信を実行しない。

基地局装置１０には図示しないセンサが設けられており、センサは、検出範囲３０２を形成することによって、本線２００を走行する車両１２を検出する。基地局装置１０は、検出結果を車両検知情報として路車間通信によって送信する。車両検知情報には、第１車両１２ａの速度、合流区間起点２０４までの距離が含まれる。また、本線２００に複数の車両１２が走行していた場合、車両検知情報には、複数の車両１２に関する情報が含まれる。

図１７（ｂ）は、状態２：合流タイミング調整を示す。状態２は、第２車両１２ｂが、基地局装置１０からの車両検知情報に含まれた第１車両１２ａをターゲットとして、本線２００への合流のタイミングを調整する状態を示す。第２車両１２ｂは、基地局装置１０からの車両検知情報をもとに、本線車の存在を認識し、合流可否を確認する。その際、第２車両１２ｂは、第１車両１２ａが定速で走行することを想定するとともに、第２車両１２ｂが合流区間起点２０４を通過した後に想定加速度で加速することを前提にする。第２車両１２ｂは、合流が容易となる位置を算出するとともに、加速タイミングを調整する。特に、第２車両１２ｂは、合流可能な時間内で、最も早く発生する合流可能な車間を狙って合流する。合流完了（加速完了時）の位置が、目標合流位置２０６として示される。

ここで、第２車両１２ｂの干渉処理部４４においてなされる合流可否の確認を具体的に説明する。第２車両１２ｂが合流する場合として、ケース１からケース３の３種類が想定される。ケース１では、第１車両１２ａの前方に第２車両１２ｂが合流しようとする。干渉処理部４４は、第１車両１２ａから第２距離Ｄｂよりも前方に第２車両１２ｂが合流するのであれば、第１車両１２ａの前方に合流可であると判定する。ケース２では、第１車両１２ａの後方に第２車両１２ｂが合流しようとする。干渉処理部４４は、第１車両１２ａから第１距離Ｄｆよりも後方に第２車両１２ｂが合流するのであれば、第１車両１２ａの後方に合流可であると判定する。ケース３では、第１車両１２ａの後方に設定された第１距離Ｄｆと、第１車両１２ａの前方に設定された第２距離Ｄｂとの間に、第２車両１２ｂが合流しようとする。第１距離Ｄｆと第２距離Ｄｂとの組合せは、実施例１の干渉範囲に相当する。この場合、干渉処理部４４は、第１車両１２ａの後方に第２車両１２ｂが合流するように、第２車両１２ｂの速度を調整する。

さらに、干渉処理部４４における干渉が発生するか否かの判定と、第２車両１２ｂの速度の調整とを詳細に説明する。干渉処理部４４の判定部５４は、第１車両１２ａの情報として、本線規制速度（Ｖｈｕ）を保持するとともに、現在速度（Ｖｈｎ）、現在位置（Ｐｈｎ）、相対位置（Ｌｈｎ）を第２取得部５２から受けつける。相対位置（Ｌｈｎ）は、第１車両１２ａの現在位置（Ｐｈｎ）から合流区間起点２０４までの距離である。また、判定部５４は、走行距離（Ｒｈ）、目標合流位置（Ｌｈｐ）を演算により導出する。判定部５４は、第２車両１２ｂの情報として、想定合流加速度（Ａｇ）を保持するとともに、現在速度（Ｖｇｎ）、相対位置（Ｌｇｎ）を第１取得部５０から受けつける。相対位置（Ｌｇｎ）は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｐｇｎ）から合流区間起点２０４までの距離である。また、判定部５４は、目標合流位置（Ｌｇｐ）を演算により導出する。判定部５４は、判定しきい値として、安全車間距離時間（Ｔｄ）、安全車間距離前方係数（ｆ）、安全車間距離後方係数（ｂ）、ドライバ反応時間（Ｔε）を保持する。判定部５４は、合流区間起点（Ｐｓ）を保持するとともに、合流区間終点（Ｌｅ）を第２取得部５２から取得し、合流完了予測時間（Ｔ）を演算により導出する。

判定部５４は、以下のように初期値を算出する。判定部５４は、加速所要時間（Ｔａ）を（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）／Ａｇによって導出する。また、判定部５４は、合流完了予測時間（Ｔ１）を、Ｌｇｎ＞０のときＬｇｎ／Ｖｇｎ＋Ｔａとし、Ｌｇｎ≦０のときＴａとする。さらに、判定部５４は、合流車目標合流位置（Ｌｇｐ１）を、Ｌｇｎ＞０のとき−（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）（Ｖｈｕ＋Ｖｇｎ）／２Ａｇとし、Ｌｇｎ≦０のときＬｇｎ−（Ｖｈｕ−Ｖｇｎ）（Ｖｈｕ＋Ｖｇｎ）／２Ａｇとする。判定部５４は、定速走行距離上限（Ｒｇｍａｘ）を、合流区間距離＋Ｌｇｐ１(合流区間距離＝合流区間終点)とする。なお、Ｒｇｍａｘ＜０のとき合流失敗とされる。これは、目標速度まで加速に要する距離が不足の場合に相当する。
なお、Ｌｇｎ＞０は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｌｇｎ）が合流区間起点２０４よりも上流（合流区間起点２０４に到達する前）の場合に相当し、Ｌｇｎ≦０は、第２車両１２ｂの現在位置（Ｌｇｎ）が合流区間起点２０４よりも下流（合流区間起点２０４の上、または合流区間起点２０４を通過した後）の場合に相当する。

次に、判定部５４は、判定処理を次のように実行する。判定部５４には、合流完了予測時間（Ｔ）、合流車目標到達位置（Ｌｇｐ）、加速所要時間（Ｔａ）、定速走行距離上限（Ｒｇｍａｘ）が入力される。判定部５４は、第１車両１２ａの走行距離（Ｒｈ）を次のように導出する。
Ｒｈ＝Ｖｈｎ＊Ｔ
判定部５４は、Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ≦−Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕである場合、ケース１に該当し、第１車両１２ａの前方に合流可能であると判定する。なお、Ｌｇｎ≦０＆Ｔ≦Ｔａ＋Ｔεの場合、指示部５６は加速を指示する。それ以外の場合、指示部５６は指示を出力しない。また、合流完了予測時間（Ｔ）、目標合流位置（Ｌｇｐ）が出力される。判定部５４は、Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ≦Ｔｄ＊ｆ＊Ｖｈｕである場合、ケース２に該当し、第１車両１２ａの後方に合流可能であると判定する。その際、合流完了予測時間（Ｔ）、目標合流位置（Ｌｇｐ）が出力される。判定部５４は、Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ＞−Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕ、かつＬｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ＜Ｔｄ＊ｆ＊Ｖｈｕである場合、ケース３に該当し、干渉が発生すると判定する。その際、第２車両１２ｂのタイミング調整により、第１車両１２ａの後方に合流が可能になる。

判定部５４は、タイミング調整を次のように実行する。
−Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕ−（Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ）＝−（Ｖｈｎ−Ｖｇｎ）＊ｔ
ｔ＝（Ｔｄ＊ｂ＊Ｖｈｕ＋Ｌｇｐ−Ｌｈｎ＋Ｒｈ）／（Ｖｈｎ−Ｖｇｎ）
Ｔ＝Ｔ＋ｔ、Ｌｇｐ＝Ｌｇｐ−ｔ＊Ｖｇｎで更新される。さらに、判定部５４は、合流区間走行時間判定を実行し、Ｔ≦Ｒｇｍａｘ／Ｖｇｎ＋Ｔａである場合、合流可能であると判定する。一方、判定部５４は、前述の条件を満たさない場合、合流失敗と判定する。

図１７（ｃ）は、状態３：サービスアウト（本線）を示す。状態３は、例えば、第１車両１２ａの前方に、第２車両１２ｂが合流した状態を示す。これは、図１３（ｃ）と同様に示される。

図１８は、本発明の実施例２の車両１２における別の合流手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、車両検知情報を第２車両１２ｂに順次送信する（Ｓ３２０、Ｓ３２２、Ｓ３２４）。第２車両１２ｂは、これらの車両検知情報を受信する。これは、前述の状態１、状態２に相当する。

図１９は、本発明の実施例２の車両制御装置３０における別の状態遷移を示す。これは、第２車両１２ｂの合流処理部４２における処理に相当する。図１９に示される状態は、これまでの状態に対応する。合流処理部４２は、状態１：サービスアウト（合流）において、サービスアウト通知（合流）を発行する（Ｔ４００）。合流処理部４２は、状態１においてサービスインを判定すれば（Ｔ４０２）、状態２：合流タイミング調整に遷移させて、合流タイミング調整通知を発行するとともに、速度を指示する（Ｔ４０４）。合流処理部４２は、状態２においてサービスアウトを判定すれば（Ｔ４０６）、状態１に遷移させる（Ｔ４００）。ここで、サービスアウト判定は、ａ）目標速度未達のまま合流走行区間２０８の終点を通過した場合、あるいはｂ）コースから外れた場合になされる。合流処理部４２は、状態２において合流完了を判定すれば（Ｔ４０８）、状態３：サービスアウト（本線）に遷移させて、サービスアウト通知（本線）を発行する（Ｔ４１０）。ここで、合流完了は、合流区間起点２０４を通過し、かつ目標速度に到達した場合に判定される。

図２０は、本発明の実施例２の車両制御装置３０による合流手順を示すフローチャートである。本線２００の車両１２の前方に合流可能でなく（Ｓ３００のＮ）、本線２００の車両１２の後方に合流可能であれば（Ｓ３０２のＹ）、干渉処理部４４は合流可能であると判定する（Ｓ３０４）。本線２００の車両１２の前方に合流可能である場合（Ｓ３００のＹ）、干渉処理部４４は合流可能であると判定する（Ｓ３０４）。本線２００の車両１２の後方に合流可能でない場合（Ｓ３０２のＮ）、干渉範囲内であれば（Ｓ３０６のＹ）、干渉処理部４４は、速度を調整後、合流可能であると判定する（Ｓ３０８）。干渉範囲内でなければ（Ｓ３０６のＮ）、干渉処理部４４は合流不可であると判定する（Ｓ３１０）。

本発明の実施例によれば、基地局装置１０に設けたセンサでの検出結果をもとに車両制御装置３０において合流処理を実行するので、車車間通信に対応しない車両１２が含まれる場合であっても、路車間通信に対応した車両１２において合流処理を実行できる。また、車車間通信に対応しない車両１２が含まれる場合であっても、路車間通信に対応した車両１２において合流処理が実行されるので、合流処理を早期に実現できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の車両制御装置は、車両に搭載可能な車両制御装置であって、本車両の位置情報と速度情報とを取得する第１取得部と、他の車両の位置情報と速度情報とを取得する第２取得部と、第２取得部において取得した位置情報と速度情報と、第１取得部において取得した位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定する判定部と、判定部において速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させる指示部とを備える。判定部は、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、判定部において第１距離は第２距離よりも短い。

この態様によると、他の車両の前方に設定される第１距離を、他の車両の後方に設定される第２距離よりも短くするので、他の車両の合流をスムーズにしながら、本線を走行する車両への影響を低減できる。

判定部は、本車両が走行している道路の規制速度に応じて、第１距離と第２距離とを調整してもよい。この場合、道路の規制速度に応じて、第１距離と第２距離とを調整するので、各道路に適した第１距離と第２距離とを設定できる。

本車両は本線道路を走行しており、他の車両は本線への合流路を走行していてもよい。この場合、本線への合流路を走行している他の車両が、本線道路に合流する場合において、他の車両の合流をスムーズにしながら、本線を走行する車両への影響を低減できる。

本発明の別の態様は、車両制御方法である。この方法は、車両に搭載可能な車両制御装置における車両制御方法であって、本車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、他の車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、取得した本車両の位置情報と速度情報と、取得した他の車両の位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定するステップと、速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させるステップとを備える。判定するステップは、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、判定するステップにおいて第１距離は第２距離よりも短い。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１、２において、合流路２０２を走行している車両１２が本線２００に合流する場合を一例として使用している。しかしながらこれに限らず例えば、所定の距離の間に車線変更をしなければならない場合であってもよい。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。

本発明の実施例１において車車間通信が利用され、本発明の実施例２において路車間通信として第１パターンと第２パターンとが利用されている。しかしながらこれに限らず例えば、車車間通信、第１パターン、第２パターンが任意に組み合わされてもよい。本変形例によれば、組み合わせた効果を得ることができる。

１０ 基地局装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 １６ 位置情報取得装置、 ２０ ネットワーク、 ２２ エリア、 ２４ エリア外、 ３０ 車両制御装置、 ３２ 自動運転制御装置、 ４０ Ｉ／Ｏ部、 ４２ 合流処理部、 ４４ 干渉処理部、 ５０ 第１取得部、 ５２ 第２取得部、 ５４ 判定部、 ５６ 指示部、 ６０ Ｉ／Ｏ部、 ６２ 処理部、 １００ 通信システム。

Claims (4)

1. 車両に搭載可能な車両制御装置であって、
   本車両の位置情報と速度情報とを取得する第１取得部と、
   他の車両の位置情報と速度情報とを取得する第２取得部と、
   前記第２取得部において取得した位置情報と速度情報と、前記第１取得部において取得した位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部において速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させる指示部とを備え、
   前記判定部は、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、
   前記判定部において第１距離は第２距離よりも短いことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記判定部は、本車両が走行している道路の規制速度に応じて、第１距離と第２距離とを調整することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 本車両は本線道路を走行しており、他の車両は本線への合流路を走行していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 車両に搭載可能な車両制御装置における車両制御方法であって、
   本車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、
   他の車両の位置情報と速度情報とを取得するステップと、
   取得した本車両の位置情報と速度情報と、取得した他の車両の位置情報と速度情報とをもとに、他の車両が本車両に合流する場合に本車両の速度の調整が必要であるか否かを判定するステップと、
   速度の調整が必要であると判定した場合、速度を調整させるステップとを備え、
   前記判定するステップは、他の車両よりも第１距離前方から、他の車両よりも第２距離後方の範囲において、本車両が合流される場合、速度の調整が必要であると判定し、
   前記判定するステップにおいて第１距離は第２距離よりも短いことを特徴とする車両制御方法。

Images