JP2018077565A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】渋滞中の合流地点を走行する場合における運転の利便性を向上可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置１０は、自車両１００の走行予定経路上における渋滞中の合流地点１０４を検出する合流地点検出部６２と、合流先レーン１１６内の自車両１００の進入空間１２４を探索する進入空間探索部６４と、進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合に、自車両１００の自動運転を継続したまま合流先レーン１１６への合流に対処する対処制御を行う対処制御部６６を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置に関する。

従来から、自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置が知られている。例えば、運転モードを円滑に移行するためのタイミング制御技術が種々開発されている。

特許文献１には、自動運転中である自車両の進行方向前方に所定条件を満たす分岐地点がある場合に、当該分岐地点の手前で自動運転から手動運転への引き継ぎを行う方法及びシステムが提案されている。この所定条件とは、例えば、自車両が走行する場合に所定角度以上の車両方位の変更が必要となる等、主に道路形状に関する条件を想定している。

国際公開第２０１６／０３５４８５号パンフレット

ところで、自車両が道路の合流地点を走行する場合において、交通量が相対的に多い合流先レーンへの合流動作は、交通量が相対的に少ない場合と比べて運転の難易度が高くなると考えられる。ただし、合流先レーン上にて渋滞が発生している場合、自車両は、合流前レーン（高速道路の場合は、加速レーン）上を低速で走行しながら合流先レーン内の進入空間を探索すればよく、自動運転を継続したまま合流動作を行うことは一応可能である。

しかしながら、特許文献１で提案される方法を渋滞中の合流地点（所定条件を満たす道路）にそのまま適用すると、渋滞状況の局所的・時間的な変化にかかわらず、自動運転の継続を試みることなく手動運転の引き継ぎを行ってしまう。その結果、自動運転の実行区間が短くなるので、運転の利便性の観点から車両の商品性を損なうとも言える。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、渋滞中の合流地点を走行する場合における運転の利便性を向上可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う装置であって、前記自車両の走行予定経路上における渋滞中の合流地点を検出する合流地点検出部と、前記合流地点検出部により検出された前記合流地点に通じる合流前レーンを自動運転により前記自車両が走行している間、前記合流地点に通じる合流先レーン内の前記自車両の進入空間を探索する進入空間探索部と、前記進入空間探索部により前記進入空間が存在する旨の探索結果が得られた場合に前記自車両を前記進入空間内に進入させる合流制御を行う一方、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合に前記自車両の自動運転を継続したまま前記合流先レーンへの合流に対処する対処制御を行う対処制御部を備える。

このように、自車両の進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合に、自車両の自動運転を継続したまま合流先レーンへの合流に対処する対処制御を行うので、進入空間が存在する旨の探索結果を得るまでの間に自動運転をそのまま継続可能となり、渋滞中の合流地点を走行する場合における運転の利便性が向上する。

また、前記対処制御部は、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記合流前レーン上であって前記合流地点の手前側で停車させる前記対処制御を行ってもよい。これにより、進入空間を発見するまでの間、自車両を合流前レーン上に待機させることができる。

また、前記対処制御部は、前記自車両が合流し易い方向に向けて停車させる前記対処制御を行ってもよい。具体的には、前記対処制御部は、前記合流先レーンに近づく向きに車体又は舵角を傾けた状態で停車させる前記対処制御を行ってもよい。これにより、進入空間の発見後、円滑且つ速やかに、自車両を合流先レーンに合流させることができる。

また、前記対処制御部は、前記合流前レーン上の他車両が前記自車両の後方から近づいた場合、停車した状態で前記合流先レーンから遠ざかる向きに舵角を傾ける前記対処制御を行ってもよい。これにより、後続する他車両により後方から追突されることで自車両が前方に押し出される場合であっても、合流先レーンから遠ざかる方向に自車両が移動し、或いは、合流先レーンに進入するまでの距離マージンを稼ぐことができる。

また、当該車両制御装置は、前記自車両が停車した時点から所定時間が経過した後に前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記自車両のドライバに対して手動運転への引き継ぎを要求する要求動作を行う引継要求部をさらに備えてもよい。これにより、合流の終了までに時間を要する交通状況において、運転主体をドライバに円滑に引き継がせることができる。

また、前記対処制御部は、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記合流先レーン側の方向指示器を作動させる前記対処制御を行ってもよい。これにより、合流先レーン上の他車両に対して、自車両が合流を行う意図を可視的に明示することができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、渋滞中の合流地点を走行する場合における運転の利便性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す車両制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 高速道路の合流地点における渋滞状況を示す図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、第１の対処による自車両の挙動を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、合流制御による自車両の挙動を示す図である。 図６Ａは、第２の対処による自車両の挙動を示す図である。図６Ｂは、第３の対処による自車両の挙動を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、第３の対処による効果を示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、第４の対処による自車両の挙動を示す図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、第５の対処による自車両の挙動を示す図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［車両制御装置１０の構成］
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、車両（図３等の自車両１００）に組み込まれており、且つ、自動運転又は手動運転により車両の走行制御を行う。この「自動運転」は、車両の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」又は「運転支援」を含む概念である。

車両制御装置１０は、基本的には、入力系装置群と、制御システム１２と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、制御システム１２に通信線を介して接続されている。

入力系装置群は、外界センサ１４と、通信装置１６と、ナビゲーション装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。

出力系装置群は、車輪１３２Ｆ、１３２Ｒ（図６Ｂ等）を駆動する駆動力装置２８と、車輪１３２Ｆ（Ｒ）を操舵する操舵装置３０と、車輪１３２Ｆ（Ｒ）を制動する制動装置３２と、主に視覚・聴覚を通じてドライバに報知する報知装置３４と、車両が向かう方向を示す方向指示器３６と、を備える。

＜入力系装置群の具体的構成＞
外界センサ１４は、車両の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、当該外界情報を制御システム１２に出力する。外界センサ１４は、具体的には、複数のカメラ３８と、複数のレーダ３９と、複数のＬＩＤＡＲ４０（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）を含んで構成される。

通信装置１６は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他の車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報４４を送受信する。この地図情報４４は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、或いはナビゲーション装置１８に記憶される。

ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、指定した目的地までの経路を算出し、制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１８により算出された経路は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、経路情報４６として記憶される。

車両センサ２０は、車両の走行速度（車速）を検出する速度センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各々のセンサからの検出信号を制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、記憶装置４２の所定メモリ領域内に、自車情報４８として記憶される。

自動運転スイッチ２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられた押しボタンスイッチである。自動運転スイッチ２２は、ドライバを含むユーザのマニュアル操作により、自動運転の度合いが異なる複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。

操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ステアリング操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御部６０に出力する。

＜出力系装置群の具体的構成＞
駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車両の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して、或いは直接的に車輪１３２Ｆ（Ｒ）に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪１３２Ｆ（Ｒ）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、車両制御部６０から入力される車両制御値に従って車輪１３２Ｆ（Ｒ）を制動する。

報知装置３４は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置とから構成される。報知装置３４は、制御システム１２（具体的には、合流対処部５４）から出力される報知指令に応じて、自動運転又は手動運転に関わる報知動作（後述するＴＯＲを含む）を行う。方向指示器３６は、車両の前方、後方又は側方に設けられ、右左折又は進路変更の際にその方向を周囲に示すランプである。

＜運転モード＞
ここで、自動運転スイッチ２２が押される度に、「自動運転モード」と「手動運転モード」（非自動運転モード）が順次切り替わるように設定されている。これに代わって、ドライバの意思確認を確実にするため、例えば、２度押しで手動運転モードから自動運転モードに切り替わり、１度押しで自動運転モードから手動運転モードに切り替わるように設定することもできる。

自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、車両が制御システム１２による制御下に走行する運転モードである。換言すれば、自動運転モードは、制御システム１２が、逐次作成される行動計画に従って、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

なお、ドライバが、自動運転モードの実行中に操作デバイス２４を用いた所定の操作を行うと、自動運転モードが自動的に解除されると共に、自動運転の度合いが相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。以下、自動運転から手動運転へ移行させるために、ドライバが自動運転スイッチ２２又は操作デバイス２４を操作することを「オーバーライド操作」ともいう。

＜制御システム１２の構成＞
制御システム１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、上記した記憶装置４２の他、各種機能実現部を備える。この実施形態では、機能実現部は、１つの又は複数のＣＰＵ（中央処理ユニット）が、非一過性の記憶装置４２に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部である。これに代わって、機能実現部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部であってもよい。

制御システム１２は、記憶装置４２及び車両制御部６０の他、外界認識部５０と、行動計画作成部５２と、合流対処部５４と、軌道生成部５６と、を含んで構成される。

外界認識部５０は、入力系装置群により入力された各種情報（例えば、外界センサ１４からの外界情報）を用いて、車両の両側にあるレーンマーク（白線）を認識し、停止線・信号機の位置情報、又は走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。また、外界認識部５０は、入力された各種情報を用いて、駐停車車両等の障害物、人・他車両等の交通参加者、又は信号機の灯色を含む「動的」な外界認識情報を生成する。

行動計画作成部５２は、外界認識部５０による認識結果に基づいて走行区間毎の行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、レーン変更、追い越しが挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、車両を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて車両を円滑に走行させるイベントである。「レーン変更」は、車両の走行レーンを変更させるイベントである。「追い越し」は、車両に前走車両を追い越させるイベントである。

また、「レーンキープ」は、走行レーンを逸脱しないように車両を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、或いは障害物回避走行が含まれる。

合流対処部５４は、車両の合流動作に関わる処理を行うと共に、行動計画作成部５２、報知装置３４又は方向指示器３６に向けて信号を出力する。具体的には、合流対処部５４は、合流地点検出部６２、進入空間探索部６４、対処制御部６６、及び引継要求部６８として機能する。

軌道生成部５６は、記憶装置４２から読み出した地図情報４４、経路情報４６及び自車情報４８を用いて、行動計画作成部５２により作成された行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。この走行軌道は、具体的には、位置、姿勢角、速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とする時系列データセットである。

車両制御部６０は、軌道生成部５６により生成された走行軌道（目標挙動の時系列）に従って、車両を走行制御するための各々の車両制御値を決定する。そして、車両制御部６０は、得られた各々の車両制御値を、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。

［車両制御装置１０の動作］
＜全体の流れ＞
本実施形態における車両制御装置１０は、以上のように構成される。続いて、車両制御装置１０の動作（特に、合流制御及び対処制御）について、図２のフローチャートを主に参照しながら説明する。ここでは、車両制御装置１０を搭載した自車両１００が、自動運転又は手動運転により走行する場合を想定する。

図３に示すように、自車両１００は、破線矢印で示す走行予定経路に沿って高速道路１０２を走行し、合流地点１０４を通過しようとする。この高速道路１０２は、外壁１０５側から順に、概略Ｊ字状の合流前レーン１０６と、直線状の走行側本線１０８と、直線状の対向側本線１１０とから構成される。

合流前レーン１０６は、進行方向の手前側から順に、ランプウェイ１１２と、加速レーン１１４からなる。走行側本線１０８は、左側から順に、合流先レーン１１６と、追い越しレーン１１８からなる。なお、加速レーン１１４及び合流先レーン１１６は、破線状の境界線１２０を介して区画されている。

本図は、自動車が左側走行することを取り極められている国の道路を示す。自車両１００は、合流前レーン１０６（より詳しくは、ランプウェイ１１２）上を走行している。複数の他車両Ｖは、走行側本線１０８、対向側本線１１０上を走行している。走行側本線１０８にて交通密度が相対的に高く渋滞が発生している一方、対向側本線１１０にて交通密度が相対的に低く渋滞が発生していない。

図２のステップＳ１において、制御システム１２（具体的には、車両制御部６０）は、自動運転モードが「オン」であるか否かを判定する。「オン」ではない（「オフ」である）と判定された場合（ステップＳ１：ＮＯ）、車両制御装置１０は、自車両１００の手動運転を実行する（ステップＳ２）。一方、「オン」であると判定された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、合流地点検出部６２は、特定の合流地点１０４の有無を検出する。この「特定の」合流地点１０４とは、例えば、［１］自車両１００の走行予定経路上にあり、［２］合流地点１０４の周辺で渋滞が発生し又は発生する見込みがあり、［３］自車両１００の現在位置から所定の距離範囲内にある（或いは、自車両１００が所定の時間範囲内に到達し得る）合流地点である。

この検出処理に先立ち、合流地点検出部６２は、記憶装置４２から地図情報４４、経路情報４６及び自車情報４８を読み出すと共に、通信装置１６を介して最新の道路交通情報（例えば、渋滞情報、通行規制情報）をＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System；登録商標）から取得する。

特定の合流地点１０４が検出されなかった場合（ステップＳ３：ＮＯ）、車両制御装置１０は、自車両１００の自動運転を継続して実行する（ステップＳ４）。一方、特定の合流地点１０４が検出された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、進入空間探索部６４は、合流先レーン１１６内にある進入空間１２４（図５Ａ参照）の探索を開始する。この処理は、自車両１００が合流先レーン１１６に合流可能なタイミング（時間帯）で実行すればよく、例えば、自車両１００が加速レーン１１４に到達した時点を、探索処理の開始時点としてもよい。

ステップＳ６において、進入空間探索部６４は、自車両１００の進入空間１２４が少なくとも１つ存在するか否かを判定する。この進入空間１２４は、自車両１００がアクセス可能な位置にあって、自車両１００を進入させる程度に十分に確保されたスペースを意味する。

具体的には、進入空間探索部６４は、前後方向に隣接する他車両Ｖ同士の車間距離を求め、予め設定された閾値との大小関係に基づいて、進入空間１２４の有無を判定してもよい。この閾値は、例えば、自車両１００の車長に対してマージン量を加味（加算又は乗算）した値である。

図４Ａに示すように、合流先レーン１１６上には、自車両１００の近くにある他車両Ｖ１、Ｖ２に挟まれた小空間１２２（二点鎖線で囲む領域）が存在する。本図では、残りの他車両Ｖと明確に区別するため、先行車をＶ１と、後行車をＶ２とそれぞれ表記する。ここで、小空間１２２は十分なサイズを有さないため、進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られる。そうすると、進入空間探索部６４により進入空間１２４が存在しないと判定されるので（図２のステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、対処制御部６６は、自動運転を継続したまま合流先レーン１１６への合流に対処する対処制御を行う。この「対処制御」は、例えば、［１］方向指示器３６の発光制御（第１の対処）、［２］自車両１００の停止制御（第２の対処）、［３］舵角の向き制御（第３／第５の対処）、［４］車体１３０の向き制御（第４の対処）、［５］上記した各々の制御の組み合わせである。

ここでは、対処制御部６６（合流対処部５４）は、方向指示器３６を発光させる制御を行うための信号（以下、制御信号）を方向指示器３６に出力する。これにより、方向指示器３６は、対処制御部６６からの制御信号に従って発光する。

図４Ｂに示すように、自車両１００は、合流先レーン１１６側の方向指示器３６を発光（具体的には、点滅・点灯）させると共に、合流前レーン１０６上を道なりに走行する。このように、対処制御部６６は、進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合、合流先レーン１１６側の方向指示器３６を作動させる対処制御（第１の対処）を行ってもよい。これにより、合流先レーン１１６上の他車両Ｖに対して、自車両１００が合流を行う意図を可視的に明示することができる。

ステップＳ８において、対処制御部６６は、対処制御の終了条件を満たしているか否かを判定する。この終了条件は、例えば、［１］探索処理の開始時点から所定の時間が経過したこと、［２］探索処理の開始時点から所定の距離を走行したこと、［３］図６Ｂ又は図９Ｂに示す停車後から所定の時間が経過したこと、である。まだ終了条件を満たしていないと判定された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、以下、ステップＳ６〜Ｓ８を順次繰り返す。

図５Ａに示すように、自車両１００を先に通すため、他車両Ｖ２がしばらく停止を続けたとする。一方、他車両Ｖ１がそのまま前進することで、他車両Ｖ１、Ｖ２同士の車間距離が大きくなり、十分なサイズの空間（つまり、進入空間１２４）が形成される。この場合、合流先レーン１１６内に進入空間１２４が存在する旨の探索結果が得られる。そうすると、進入空間探索部６４により進入空間１２４が存在すると判定されるので（図２のステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、対処制御部６６は、自車両１００を進入空間１２４内に進入させる合流制御を行う。具体的には、対処制御部６６（合流対処部５４）は、レーン変更を行う旨を行動計画作成部５２に通知する。軌道生成部５６は、行動計画の変更に伴って、合流前レーン１０６から合流先レーン１１６にレーン変更するための走行軌道を生成する。これにより、自車両１００は、軌道生成部５６により生成された走行軌道に従って走行する。

図５Ｂに示すように、自車両１００は、合流制御の実行に伴って、ステアリングホイールを右方向に操舵させながら他車両Ｖ１、Ｖ２の間（進入空間１２４内）に進入する。これにより、合流先レーン１１６への合流が完了する。

ステップＳ１０において、進入空間探索部６４は、合流先レーン１１６内にある進入空間１２４の探索処理を終了する。そして、車両制御装置１０は、自車両１００の自動運転を継続して実行し（ステップＳ４）、走行側本線１０８（ここでは、合流先レーン１１６）の走行制御を行う。

一方、ステップＳ８に戻って、対処制御の終了条件を満たすと判定された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、進入空間探索部６４は、合流先レーン１１６内にある進入空間１２４の探索処理を終了する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１１において、車両制御装置１０は、自動運転から手動運転への引き継ぎ動作を行う。具体的には、引継要求部６８は、ドライバに対して手動運転への引き継ぎ（テイクオーバー）を要求する要求動作を行う。そうすると、報知装置３４は、引継要求部６８からの要求動作（報知指令）に応じて、ドライバに対して引き継ぎを行うべき旨を報知する。この要求動作から報知動作までの一連の動作のことを「ＴＯＲ」（テイクオーバーリクエスト）という。

そして、車両制御装置１０は、ドライバによるオーバーライド操作を受け付けた場合、自車両１００の手動運転に切り替える（ステップＳ２）。その後、ドライバは、操作デバイス２４を用いて、合流前レーン１０６から合流先レーン１１６に合流するための手動運転を行う。

＜対処制御の別例＞
ところで、対処制御部６６は、上記した方向指示器３６の発光制御（第１の対処）に限らず、様々な形態の対処制御を行ってもよい（ステップＳ７）。ここでは、自車両１００は、進入空間１２４の探索を継続しながら、合流前レーン１０６（ここでは、加速レーン１１４）上を道なりに走行する場合を想定する。

この場合、対処制御部６６（合流対処部５４）は、後述する第２〜第５の対処を行う旨を行動計画作成部５２に通知する。軌道生成部５６は、行動計画の変更に伴って、各々の対処を行うための走行軌道を生成する。これにより、自車両１００は、軌道生成部５６により生成された走行軌道に従って動作し、合流に対処することができる。

（停車制御その１）
図６Ａに示すように、自車両１００は、合流前レーン１０６の終端部１２６の付近に到達したにもかかわらず進入空間１２４を発見できなかった場合、終端部１２６に対して手前側の位置（以下、停止位置１２８）で停止する。例えば、停止位置１２８は、終端部１２６の近くに停止線がある場合は当該停止線の位置、停止線がない場合は外壁１０５の突き当たり位置から所定長さ（具体例として、５〜１０ｍ）だけ離れた位置に相当する。

このように、対処制御部６６は、進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合、合流前レーン１０６上であって合流地点１０４の手前側（停止位置１２８）で停車させる対処制御（第２の対処）を行ってもよい。これにより、進入空間１２４を発見するまでの間、自車両１００を合流前レーン１０６上に待機させることができる。

（操舵制御その１）
図６Ｂに示すように、自車両１００は、車体１３０の向き及び後側の車輪１３２Ｒ、１３２Ｒの向きが、境界線１２０の延在方向に対して略平行になるように停止している。一方、前側の車輪１３２Ｆ、１３２Ｆは、境界線１２０の延在方向に対して傾斜角θだけ傾いて向いている。ここでは、傾斜角θは鋭角（０度＜θ＜９０度）であるため、車輪１３２Ｆ、１３２Ｆの先端側が合流先レーン１１６に臨んでいる。

図７Ａに示すように、自車両１００を先に通すため、他車両Ｖ４がしばらく停止を続けたとする。一方、他車両Ｖ４に先行する他車両Ｖ３がそのまま前進することで、他車両Ｖ３、Ｖ４同士の車間距離が大きくなり、十分なサイズの進入空間１２４が形成される。

図７Ｂに示すように、自車両１００は、合流制御の実行に伴って、停止位置１２８から走行を開始し、実線矢印に示す軌道に沿いながらレーン変更を行う。ここで、走行の開始時には車輪１３２Ｆ、１３２Ｆを傾けた状態であるので、合流時における自車両１００の挙動が円滑になる。

このように、対処制御部６６は、自車両１００が合流し易い方向に向けて停車、より詳細には、合流先レーン１１６に近づく向きに舵角を傾けた状態で停車させる対処制御（第３の対処）を行ってもよい。これにより、進入空間１２４の発見後、円滑且つ速やかに、自車両１００を合流先レーン１１６に合流させることができる。

（操舵制御その２）
図８Ａに示すように、他車両Ｖ５は、自車両１００に後続して合流前レーン１０６上を走行している。例えば、自車両１００に対する他車両Ｖ５のＴＴＣ（Time To Collision）が閾値（例えば、１ｓ）よりも小さくなり、他車両Ｖ５が自車両１００の後方から近づいた場合を想定する。そうすると、図６Ｂに示す停車状態から、図８Ｂに示す停車状態に移行される。

図８Ｂに示すように、自車両１００は、車体１３０、後側の車輪１３２Ｒ、１３２Ｒのみならず、前側の車輪１３２Ｆ、１３２Ｆの向きが、境界線１２０の延在方向に対して略平行（傾斜角θ＝０度に相当）になるように停止している。換言すれば、合流先レーン１１６から遠ざかる向きに操舵（転舵）されている。

このように、対処制御部６６は、合流前レーン１０６上の他車両Ｖ５が自車両１００の後方から近づいた場合、停車した状態で合流先レーン１１６から遠ざかる向きに舵角を傾ける対処制御（第４の対処）を行ってもよい。これにより、後続する他車両Ｖ５により後方から追突されることで自車両１００が前方に押し出される場合であっても、合流先レーン１１６から遠ざかる方向に自車両１００が移動し、或いは、合流先レーン１１６に進入するまでの距離マージンを稼ぐことができる。

（停車制御その２）
図９Ａに示すように、自車両１００は、終端部１２６の付近に到達したにもかかわらず進入空間１２４を発見できなかった場合、停止位置１２８の手前側の位置から、ステアリングホイールを右回りに僅かに操舵させながら、停止位置１２８にて停止する。

図９Ｂに示すように、自車両１００は、全体の向きが境界線１２０の延在方向に対して傾斜角θだけ傾いて停止している。ここでは、傾斜角θは鋭角（０度＜θ＜９０度）であるため、車体１３０の先端側が合流先レーン１１６に臨んでいる。図７Ｂの場合と同様にレーン変更を行うとき、走行の開始時には車体１３０を傾けた状態であるので、合流時における自車両１００の挙動が円滑になる。

このように、対処制御部６６は、自車両１００が合流し易い方向に向けて停車、より詳細には、合流先レーン１１６に近づく向きに車体１３０を傾けた状態で停車させる対処制御（第５の対処）を行ってもよい。これにより、図６Ｂの場合と同様に、進入空間１２４の発見後、円滑且つ速やかに、自車両１００を合流先レーン１１６に合流させることができる。

なお、引継要求部６８は、停止位置１２８に停車した時点（図６Ｂ及び図９Ｂ参照）から所定時間が経過した後に進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合、ドライバに対して手動運転への引き継ぎを要求する要求動作を行ってもよい。これにより、合流の終了までに時間を要する交通状況において、運転主体をドライバに円滑に引き継がせることができる。

［車両制御装置１０による効果］
以上のように、車両制御装置１０は、自動運転により自車両１００の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う装置であり、［１］自車両１００の走行予定経路上における渋滞中の合流地点１０４を検出する合流地点検出部６２と、［２］検出された合流地点１０４に通じる合流前レーン１０６を自動運転により自車両１００が走行している間、合流地点１０４に通じる合流先レーン１１６内の自車両１００の進入空間１２４を探索する進入空間探索部６４と、［３］（３ａ）進入空間１２４が存在する旨の探索結果が得られた場合に自車両１００を進入空間１２４内に進入させる合流制御を行う一方、（３ｂ）進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合に自車両１００の自動運転を継続したまま合流先レーン１１６への合流に対処する対処制御を行う対処制御部６６と、を備える。

また、車両制御装置１０を用いた車両制御方法では、［１］自車両１００の走行予定経路上における渋滞中の合流地点１０４を検出する検出ステップ（Ｓ３）と、［２］検出された合流地点１０４に通じる合流前レーン１０６を自動運転により自車両１００が走行している間、合流地点１０４に通じる合流先レーン１１６内の自車両１００の進入空間１２４を探索する探索ステップ（Ｓ６）と、［３］（３ａ）進入空間１２４が存在する旨の探索結果が得られた場合に自車両１００を進入空間１２４内に進入させる合流制御を行う一方、（３ｂ）進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合に自車両１００の自動運転を継続したまま合流先レーン１１６への合流に対処する対処制御を行う対処ステップ（Ｓ７、Ｓ９）と、を１つ又は複数のＣＰＵ（或いは、ＥＣＵ）に実行させる。

このように、自車両１００の進入空間１２４が存在しない旨の探索結果が得られた場合に、自車両１００の自動運転を継続したまま合流先レーン１１６への合流に対処する対処制御を行うので、進入空間１２４が存在する旨の探索結果を得るまでの間に自動運転をそのまま継続可能となり、渋滞中の合流地点１０４を走行する場合における運転の利便性が向上する。

［補足］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

例えば、この実施形態では、ステアリングホイールの操舵角（steering angle）を変更する場合を例に挙げて説明しているが、制御対象（舵角）は、自車両１００の操舵に関わる他の物理量又は制御量であってもよい。例えば、舵角は、車輪１３２Ｆ（Ｒ）の転舵角（turning angle）又はトー角であってもよいし、車両制御装置１０の内部で定義される舵角指令値であってもよい。

また、この実施形態では、ステアリングホイールの自動操舵を行う構成を採用しているが、舵角を変更する手段はこれに限られない。例えば、車両制御部６０がステアバイワイヤによる指令信号を操舵装置３０に出力することで、車輪１３２Ｆ（Ｒ）の転舵角としての舵角を変更してもよい。或いは、内輪と外輪の間にトルク差（速度差）を設けることで、車輪１３２Ｆ（Ｒ）の転舵角としての舵角を変更してもよい。

また、この実施形態では、自車両１００が高速道路１０２を走行する事例を用いて説明したが、この発明は、合流前レーン及び合流先レーンを有する他の道路（例えば、一般道路）に適用してもよい。

１０…車両制御装置 １２…制御システム
１４…外界センサ １６…通信装置
１８…ナビゲーション装置 ２０…車両センサ
２２…自動運転スイッチ ２４…操作デバイス
３４…報知装置 ３６…方向指示器
４２…記憶装置 ５０…外界認識部
５２…行動計画作成部 ５４…合流対処部
５６…軌道生成部 ６０…車両制御部
６２…合流地点検出部 ６４…進入空間探索部
６６…対処制御部 ６８…引継要求部
１００…自車両 １０２…高速道路
１０４…合流地点 １０６…合流前レーン
１０８…走行側本線 １１０…対向側本線
１１２…ランプウェイ １１４…加速レーン
１１６…合流先レーン １１８…追い越しレーン
１２０…境界線 １２２…小空間
１２４…進入空間 １２６…終端部
１２８…停止位置 １３０…車体
１３２Ｆ、１３２Ｒ…車輪 Ｖ（Ｖ１〜Ｖ５）…他車両

Claims (7)

1. 自動運転により自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置であって、
   前記自車両の走行予定経路上における渋滞中の合流地点を検出する合流地点検出部と、
   前記合流地点検出部により検出された前記合流地点に通じる合流前レーンを自動運転により前記自車両が走行している間、前記合流地点に通じる合流先レーン内の前記自車両の進入空間を探索する進入空間探索部と、
   前記進入空間探索部により前記進入空間が存在する旨の探索結果が得られた場合に前記自車両を前記進入空間内に進入させる合流制御を行う一方、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合に前記自車両の自動運転を継続したまま前記合流先レーンへの合流に対処する対処制御を行う対処制御部と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記対処制御部は、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記合流前レーン上であって前記合流地点の手前側で停車させる前記対処制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記対処制御部は、前記自車両が合流し易い方向に向けて停車させる前記対処制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記対処制御部は、前記合流先レーンに近づく向きに車体又は舵角を傾けた状態で停車させる前記対処制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記対処制御部は、前記合流前レーン上の他車両が前記自車両の後方から近づいた場合、停車した状態で前記合流先レーンから遠ざかる向きに舵角を傾ける前記対処制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両制御装置であって、
   前記自車両が停車した時点から所定時間が経過した後に前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記自車両のドライバに対して手動運転への引き継ぎを要求する要求動作を行う引継要求部をさらに備えることを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記対処制御部は、前記進入空間が存在しない旨の探索結果が得られた場合、前記合流先レーン側の方向指示器を作動させる前記対処制御を行うことを特徴とする車両制御装置。

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