JP5810520B2 - 車線変更制御装置および車線変更ストレス評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、車線変更制御装置および車線変更ストレス評価方法に関するものである。

従来より、合流車線が本線車線に合流する合流地点において、交通の安全性の向上を図るために、合流地点付近に設けた監視センサにより、合流地点を通行する車両を監視することで、合流車線を走行する車両が、本線車線に安全に車線変更することができるか否かを判定し、該判定の結果を、合流車線を走行する車両の運転者に提示する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特開２００１−１３４９００号公報

しかしながら、従来技術においては、合流車線を走行する車両の運転者に対して、現在の走行状況に基づいた車線変更の可否のみが提供されるに過ぎず、どのようなタイミングで、どのように操舵操作を行えばよいかなどの車線変更に関する具体的な情報が提示されるものではなかった。そのため、合流地点において車線変更を行う際の運転者の運転負荷を十分に軽減することができないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、合流地点において車線変更を行う際の運転者の運転負荷を軽減することができる車線変更制御装置を提供することである。

本発明は、自車線が合流車線の終端である車線終端点に接近することに対する運転者のストレスを車線終端ストレス度合として時系列に沿って評価するとともに、本線車線において自車両の後方を走行する後方車両に対する運転者のストレスを後方車両ストレス度合として時系列に沿って評価する。そして、各時刻における車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合のうち大きい方の値を、合流地点における運転者のストレスを合流ストレス度合として時系列に沿って評価し、合流ストレス度合が小さくなるようなタイミングで、自車両の車線変更を行うように、自車両を誘導することで、上記課題を解決する。

自車両が車線終端点に接近することに対する車線終端ストレス度合と、合流地点における後方車両に対する後方車両ストレス度合とを評価することで、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスを適切に評価することができ、これにより、合流地点における自車両の運転者のストレスが小さくなるタイミングで、自車両の車線変更を行うように、自車両を誘導することができる。その結果、合流地点において自車両が車線変更を行う際の運転者の運転負荷を軽減することができる。

本実施形態に係る車線変更制御装置の構成図である。 本実施形態に係るマイクロプロセッサのブロック図である。 第１実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車線変更制御処理を説明するための図である。 第１実施形態における合流ストレス度合の一例を示す図である。 車線変更所要時間を説明するための図である。 ステップＳ１１１の所要時間算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態において算出される目標操舵角の一例を示す図である。 第２実施形態に係る車線変更制御処理を説明するための図である。 第３実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態において算出される合流ストレス度合の一例を示す図である。 第３実施形態において算出される目標操舵角の一例を示す図である。 第４実施形態において算出される合流ストレス度合の一例を示す図である。 第６実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。 ステップＳ６０７の後方車両挙動予測処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される車線変更制御装置を例示して説明する。

≪第１実施形態≫
図１は、本実施形態に係る車線変更制御装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る車線変更制御装置は、カメラ１０ａ〜１０ｄ、車速センサ２０、ストロークセンサ３０、操舵角センサ４０、方向指示スイッチ５０、ＧＰＳユニット６０、道路情報データベース７０、マイクロプロセッサ８０、モーターコントローラ９０、操舵アシストモーター１００、パワートレーンコントローラ１１０、およびエンジン・駆動系１２０から構成されている。これらの各構成は、ＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮによって接続され、相互に情報の授受を行うことができる。

カメラ１０ａ〜１０ｄは、図１に示すように、自車両の前方および後方に、それぞれ左右対称に設置されている。自車両の左前方に設置されたカメラ１０ａは、自車両の左前方を中心とする領域を撮像し、撮像した画像をマイクロプロセッサ８０に送信する。同様に、カメラ１０ｂ〜１０ｄは、自車両の右前方、左後方、および右後方を中心とする領域をそれぞれ撮像し、撮像した画像をマイクロプロセッサ８０に送信する。なお、本実施形態においては、自車両の前方および後方に、カメラを２台ずつ設置することにより、自車両周囲の他車両（自車両以外の車両）が存在する方向だけではなく、他車両の相対位置も検出することができるようになっている。

車速センサ２０は、自車両の車速を検出する。車速センサ２０としては、例えば、自車両の前輪のタイヤホイールに設置したロータリーエンコーダを用いることができる。車速センサ２０として、ロータリーエンコーダを用いる場合には、タイヤホイールの回転に比例して発生するパルス信号を検出することで、自車両の車速を計測することができる。車速センサ２０により検出された自車両の車速情報は、マイクロプロセッサ８０に送信される。

ストロークセンサ３０は、アクセルペダルに設置され、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（ストローク量）を検出する。ストロークセンサ３０により検出されたストローク量の情報は、マイクロプロセッサ８０に送信される。

操舵角センサ４０は、ステアリングコラム内に設置され、ステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。操舵角センサ４０により検出された操舵角の情報は、マイクロプロセッサ８０に送信される。

方向指示スイッチ５０は、ステアリングコラム上に設置され、運転者の操作により、自車両の方向指示器の点灯制御を行う。また、方向指示スイッチ５０は、方向指示器が点灯しているか否かの情報を、マイクロプロセッサ８０に送信する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット６０は、図示しない複数の衛星通信から送信される電波を検出して、自車両の位置情報を取得する。ＧＰＳユニット６０により取得された自車両の位置情報は、マイクロプロセッサ８０に送信される。

道路情報データベース７０は、道路に関する道路情報を記憶している。具体的には、道路情報データベース７０は、道路情報として、例えば、各道路の車線が、本線車線であるか、あるいは、合流地点において本線車線に合流する合流車線であるかを示す情報や、車線が合流車線である場合には、合流車線の終端である車線終端点の位置情報を記憶している。

マイクロプロセッサ８０は、経路誘導を行うためのプログラムの他、合流地点における自車両の車線変更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。

そして、マイクロプロセッサ８０は、図２に示すように、自車両の走行情報を取得する走行情報取得部８１、自車両が走行する車線の車線情報を取得する車線情報取得部８２、自車両周囲を走行する他車両を検出する他車両検出部８３、合流地点における自車両の挙動を予測する自車両挙動予測部８４、本線車線において自車両の後方を走行する後方車両の挙動を予測する後方車両挙動予測部８５、自車両が車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを評価する車線終端ストレス評価部８６、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスを評価する後方車両ストレス評価部８７、および合流地点における自車両の車線変更を制御する車線変更制御部８８を有する。なお、図２は、マイクロプロセッサ８０を示すブロック図である。

走行情報取得部８１は、車速センサ２０、ストロークセンサ３０、および操舵角センサ４０から、自車両の車速情報、アクセルペダルのストローク量情報、および操舵角情報を、それぞれ取得する。また、走行情報取得部８１は、ＧＰＳユニット６０により検出された自車両の現在位置の情報も取得する。

車線情報取得部８２は、走行情報取得部８１により取得された自車両の現在位置に基づいて、自車両が走行している道路の道路情報を、道路情報データベース７０から抽出する。例えば、車線情報取得部８２は、自車両が走行している車線が合流車線である場合に、道路情報として、合流車線の終端である車線終端点の位置情報を取得する。

他車両検出部８３は、カメラ１０ａ〜１０ｄにより撮像された画像データを取得し、取得した画像データを処理することで、自車両周囲に存在する他車両を検出するとともに、検出した他車両の相対位置および相対速度を算出する。なお、他車両の相対速度は、時系列に沿って検出された他車両の相対位置の履歴に基づいて、算出することができる。

自車両挙動予測部８４は、走行情報取得部８１により取得された自車両の走行情報に基づいて、合流地点における自車両の挙動を予測する。なお、本実施形態においては、自車両挙動予測部８４は、現在時刻以降の各時刻における自車両の走行位置および走行速度を、時系列に沿って算出することで、合流地点における自車両の挙動を予測する。

後方車両挙動予測部８５は、他車両検出部８３により、本線車線において自車両の後方を走行する車両（以下、後方車両という。）が検出された場合に、合流地点における後方車両の挙動を予測する。なお、本実施形態においては、後方車両挙動予測機能８５は、現在時刻以降の各時刻における後方車両の走行位置および走行速度を、時系列に沿って算出することで、後方車両の挙動を予測する。

車線終端ストレス評価部８６は、自車両挙動予測部８４により予測された自車両の挙動と、車線情報取得部８２により取得された自車両が走行する合流車線の車線終端点の位置情報とに基づいて、自車両が車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを、車線終端ストレス度合として評価する。なお、本実施形態においては、車線終端ストレス評価部８６は、現在時刻以降の各時刻における車線終端ストレス度合を、時系列に沿って評価する。

後方車両ストレス評価部８７は、自車両挙動予測部８４により予測された自車両の挙動と、後方車両挙動予測部８５により予測された後方車両の挙動とに基づいて、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスを、後方車両ストレス度合として評価する。なお、本実施形態においては、後方車両ストレス評価部８７は、現在時刻以降の各時刻における後方車両ストレス度合を、時系列に沿って評価する。

車線変更制御部８８は、車線終端ストレス評価部８６により算出された車線終端ストレス度合と、後方車両ストレス評価部８７により算出された後方車両ストレス度合とに基づいて、合流地点における自車両の車線変更を制御する。具体的には、車線変更制御部８８は、車線終端ストレス度合と後方車両ストレス度合とに基づいて、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスを合流ストレス度合として評価し、該合流ストレス度合に基づいて、合流地点における自車両の車線変更を制御するための車線変更計画を作成する。そして、車線変更制御部８８は、作成した車線変更計画に基づいて、合流地点における自車両の操舵制御を行うことで、合流地点において自車両を合流車線から本線車線に誘導する。

図１に戻り、モーターコントローラ９０は、マイクロプロセッサ８０による操舵制御により、自車両の実際の操舵角を、合流地点において自車両が車線変更を行うために必要な操舵角（目標操舵角）に追従させるための操舵トルク量を算出する。そして、モーターコントローラ９０により算出された操舵トルク量は、転舵アシストモーター１００に送信され、転舵アシストモーター１００により取得される。転舵アシストモーター１００は、取得した操舵トルク量に応じた転舵トルクを、図示しない操舵系に加えることで、マイクロプロセッサ８０により算出された車線変更計画に応じて、自車両が合流車線から本線車線に誘導されることとなる。

また、パワートレーンコントローラ１１０は、マイクロプロセッサ８０から運転者によるアクセル操作に応じた目標駆動力を取得し、取得した目標駆動力を出力するように、エンジンのスロットル開度やトランスミッションの変速比を算出する。そして、パワートレーンコントローラ１１０は、算出したエンジンのスロットル開度やトランスミッションの変速比に応じて、エンジン・駆動機構１２０を制御する。

続いて、図３を参照して、本実施形態の車線変更制御処理について説明する。図３は、第１実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。なお、本実施形態の車線変更制御処理は、マイクロプロセッサ８０により、一定の時間間隔ごとに繰り返し行われる。また、本実施形態に係る車線変更制御処理は、図４に示すように、自車両が合流地点において合流車線を走行している場面において行われる。なお、図４は、本実施形態に係る車線変更制御処理を説明するための図である。

まず、ステップＳ１０１では、走行情報取得部８１により、自車両の走行情報の取得が行われる。具体的には、走行情報取得部８１は、車速センサ２０、ストロークセンサ３０、操舵角センサ４０、およびＧＰＳユニット６０から、自車両の車速ｖ_ｈ、アクセルペダルのストローク量ｄ_Ａ、操舵角θ_ｓ、および自車両の現在位置の各種情報を、走行情報として取得する。例えば、図４に示す場面例において、自車両は位置ｘ_ｈを速度ｖ_ｈで走行しているため、走行情報取得部８１は、自車両の走行位置ｘ_ｈおよび走行速度ｖ_ｈを走行情報として取得する。なお、ＧＰＳユニット６０から取得される自車両の位置情報が、ＧＰＳ座標系で表されている場合には、走行情報取得部８１は、自車両の位置情報を、例えば、図４に示すように、車線の延伸方向をＸ軸とし、Ｘ軸と垂直となる方向をＹ軸として設定した対地座標系に変換することができる。これにより、図４に示す例では、自車両の走行位置が、Ｘ座標がｘ_ｈ、Ｙ座標がｙ_ｍとして取得される。

ステップＳ１０２では、車線情報取得部８２により、道路情報の取得が行われる。具体的には、車線情報取得部８２は、ステップＳ１０１で取得された自車両の位置情報に基づいて、自車両が走行する車線の道路情報を、道路情報データベース７０から抽出する。ここで、道路情報データベース７０から抽出される道路情報としては、例えば、合流車線の終端である車線終端点の位置情報が挙げられる。図４に示す場面例において、車線情報取得部８２は、自車両が走行する合流車線の車線終端点の位置ｘ_ｅｎｄを、道路情報として取得する。

ステップＳ１０３では、他車両検出部８３により、カメラ１０ａ〜１０ｄにより撮像された画像データが取得され、取得した画像データに基づいて、自車両周囲を走行する他車両が検出される。そして、他車両検出部８３は、取得した画像データに基づいて、検出した他車両の走行情報を取得する。本実施形態においては、他車両検出部８３は、自車両周囲を走行する他車両の走行情報として、他車両の走行位置および走行速度の算出が行われる。例えば、図４に示す場面例においては、本線車線において自車両の後方を走行する後方車両が存在している。そのため、他車両検出部８３は、自車両の後方を撮像するカメラ１０ｃ，１０ｄから送信された画像データに基づいて、後方車両を検出するとともに、検出した後方車両の走行位置ｘ_ｒおよび走行速度ｖ_ｒを算出する。なお、他車両検出部８３は、後方車両の走行位置を自車両の走行位置に対する相対位置として検出し、検出した後方車両の相対位置を対地座標系に変換することで、図４に示すように、後方車両の走行位置ｘ_ｒを取得することができる。

ステップＳ１０４では、車線変更制御部８８により、合流地点における自車両の車線変更を制御するための車線変更計画を作成する必要があるか否かの判定が行われる。本実施形態においては、以下の２つの条件が両方とも成立している場合に、車線変更計画を作成する必要があると判定される。すなわち、第１に、自車両が、図４に示すように、合流車線から本線車線に車線変更することが可能となる地点ｘ_{ｓｔａｒｔ}を通過していること（第１の条件）、第２に、第１の条件が成立してから現在までに、車線変更計画に基づく操舵制御が行われていないこと（第２の条件）の２つの条件が成立している場合に、車線変更計画を作成する必要があると判定される。車線変更計画を作成する必要があると判定された場合はステップＳ１０５に進み、一方、車線変更計画を作成する必要はないと判定された場合はステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１０５では、自車両挙動予測部８４により、合流地点における自車両の挙動の予測が行われる。具体的には、まず、自車両挙動予測部８４は、ステップＳ１０１で取得した自車両の走行情報のうち、自車両の車速ｖ_ｈとアクセルペダルのストローク量ｄ_Ａとから、予め作成されたマップを参照して、合流地点において車線変更を行うための推定目標速度ｖ^＊＾と、該推定目標速度ｖ^＊＾に至るための推定目標加速度ａ^＊＾とを算出する。なお、推定目標速度ｖ^＊＾および推定目標加速度ａ^＊＾において、右肩に付した「＾」は、その値が推定値であることを示している。以下、後述するｖ_ｈ＾（ｔ），ｘ_ｈ＾（ｔ），ｖ_ｒ＾（ｔ），ｘ_ｒ＾（ｔ），ｖ_ｆ＾（ｔ），ｘ_ｆ＾（ｔ），ａ_ｈ＾（ｔ）においても同様である。

そして、自車両挙動予測部８４は、算出した推定目標速度ｖ^＊＾および推定目標加速度ａ^＊＾に基づき、自車両の走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）および走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）を、下記式（１），（２）に従って算出する。なお、本実施形態において、自車両挙動予測部８４は、現在時刻から、自車両が車線終端点に到達するまでの各時刻ｔにおける自車両の走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）および走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）を算出することで、合流地点における自車両の挙動を予測する。

ここで、上記式（１），（２）において、ｔ_０は現在時刻であり、ｔ_１は自車両の走行速度ｖ_ｈが推定目標速度ｖ^＊に到達すると予想される時刻であり、ｘ_１は時刻ｔ_１における自車両の走行位置である。また、上記式（１），（２）では、推定値であることを示す「＾」を、それぞれ、ｖ^＊の「ｖ」の真上、ａ^＊の「ａ」の真上、ｘ_ｈ（ｔ）の「ｘ」の真上、ｖ_ｈ（ｔ）の「ｖ」の真上としているが、下記式（３）に示すように、これはｖ^＊＾，ａ^＊＾，ｖ_ｈ＾（ｔ）およびｘ_ｈ＾（ｔ）と同義である。以下、ｖ_ｒ＾（ｔ），ｘ_ｒ＾（ｔ），ｘ_ｆ＾（ｔ），ａ_ｈ＾（ｔ）においても同様である。

次に、ステップＳ１０６では、車線終端ストレス評価部８６により、ステップＳ１０５で予測された自車両の挙動と、ステップＳ１０２で取得された合流車線の車線終端点の位置情報とに基づいて、車線終端ストレス度合の評価が行われる。ここで、車線終端ストレス度合とは、自車両が合流地点で車線変更を行う際に、自車両が合流車線の車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスの大きさを表すものであり、第１実施形態においては、自車両の運転者のストレスが大きい順から、『高』、『中』、『低』の３段階で評価される。以下に、第１実施形態に係る車線終端ストレス度合の評価方法について説明する。

まず、車線終端ストレス評価部８６は、上記式（２）を用いることにより、自車両の走行位置ｘ_ｈおよび車線終端点の位置ｘ_ｅｎｄに基づいて、自車両が合流地点の車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄを算出する。そして、車線終端ストレス評価部８６は、下記式（４）に基づいて、現在時刻ｔ_０から、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまでの時間Ｔ_ｅｎｄ（ｔ_０）を算出する。

同様に、車線終端ストレス評価部８６は、下記式（５）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔから、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまでの時間Ｔ_ｅｎｄ（ｔ）を、時系列に沿って算出する。

そして、車線終端ストレス評価部８６は、算出された時間Ｔ_ｅｎｄ（ｔ）を用いて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける車線終端ストレス度合を、下記式（６）に示すように評価する。なお、下記式（６）において、Ｔ_ｍａｘおよびＴ_ｍｉｎは所定の到達時間であり、Ｔ_ｍａｘはＴ_ｍｉｎよりも大きい時間（Ｔ_ｍａｘ＞Ｔ_ｍｉｎ）である。

次に、ステップＳ１０７では、後方車両挙動予測部８５により、ステップＳ１０３で取得した後方車両の走行情報に基づいて、合流地点における後方車両の挙動の予測が行われる。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、後方車両は一定速度ｖ_ｒで走行するものとして、下記式（７）に従って、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける後方車両の走行位置ｘ_ｒ＾（ｔ）を算出する。

ステップＳ１０８では、後方車両ストレス評価部８７により、ステップＳ１０５で予測された自車両の挙動と、ステップＳ１０７で予測された後方車両の挙動とに基づいて、後方車両ストレス度合の評価が行われる。ここで、後方車両ストレス度合とは、合流地点における後方車両に対する運転者のストレスの大きさを表すものである。以下に、第１実施形態に係る後方車両ストレス度合の評価方法について説明する。

具体的には、まず、後方車両評価部８７は、ステップＳ１０５で予測された自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）と、ステップＳ１０７で予測された後方車両の走行位置ｘ_ｒ＾（ｔ）と、ステップＳ１０３で取得された後方車両の現在の走行速度ｖ_ｒとに基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける自車両と後方車両との車間時間ｈ_ｒ（ｔ）を、下記式（８）に従って算出する。

そして、後方車両ストレス評価部８７は、算出された車間時間ｈ_ｒ（ｔ）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける後方車両ストレス度合を、下記式（９）に示すように評価する。なお、ｈ_ｍａｘおよびｈ_ｍｉｎは所定の車間時間であり、ｈ_ｍａｘはｈ_ｍｉｎよりも大きい（ｈ_ｍａｘ＞ｈ_ｍｉｎ）。

次いで、ステップＳ１０９では、車線変更制御部８８により、ステップＳ１０６で評価された車線終端ストレス度合と、ステップＳ１０８で評価された後方車両ストレス度合とに基づいて、合流ストレス度合の評価が行われる。ここで、合流ストレス度合とは、自車両が前記合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスの大きさを表すものである。第１実施形態においては、車線変更制御部８８は、合流ストレス度合を、合流地点において自車両が車線変更を行うことができるか否かの２段階で評価する。

ここで、上述したように、第１実施形態においては、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合は、『高』、『中』、『低』の３段階で評価される。そこで、車線変更制御部８８は、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合の９通りの組み合わせに対して、合流ストレス度合を、図５に示すように、合流地点において車線変更を行うことができるか否かの２段階で評価する。ここで、図５は、第１実施形態における合流ストレス度合の一例を示す図である。なお、図５において、合流ストレス度合が、合流地点での車線変更を行うことができるものと評価される場合を『合流可』として表示し、合流地点での車線変更を行うことができないものと評価される場合を『合流不可』として表示している。車線変更制御部８８は、図５に示すように、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合のうち、どちらか一方でも『高』と評価されている場合には、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスが大きくなるため、合流ストレス度合を、合流地点での車線変更を行うことができないものと評価する（図５に示す『合流不可』）。一方、車線変更制御部８８は、車線終端ストレス度合が『低』または『中』と評価されており、かつ、後方車両ストレス度合も『低』または『中』と評価されている場合には、合流ストレス度合を、合流地点での車線変更を行うことができるものと評価する（図５に示す『合流可』）。

ここで、図６は、時系列に沿って評価された合流ストレス度合の一例を示す図である。なお、図６においても、合流ストレス度合を、合流地点において自車両が車線変更を行うことができるか否か（『合流可』または『合流不可』）の２段階で表示している。例えば、自車両が合流地点での車線変更のために加速し、時間の経過とともに、自車両と後方車両との車間時間が大きくなった場合には、図６に示すように、時間の経過とともに、後方車両ストレス度合が低くなる。その結果、図６に示す例では、現在時刻ｔ_０から時刻ｔ_ｆにおいて、後方車両ストレス度合が『高』となり、これにより、現在時刻ｔ_０から時刻ｔ_ｆにおいて、合流ストレス度合は、合流地点での車線変更を行うことができないもの（『合流不可』）と評価される。

一方、車線終端点が接近することに対する自車両の運転者のストレスは、自車両が車線終端点に接近するほど大きくなる。そのため、図６に示すように、車線終端ストレス度合は、現在時刻ｔ_０から、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄに向かって高くなる。その結果、図６に示す例では、時刻ｔ_ｔを経過した後に、車線終端ストレス度合が『高』と評価され、これにより、合流ストレス度合も、時刻ｔ_ｔを経過した後に、合流地点での車線変更を行うことができないもの（『合流不可』）と評価される。

これに対して、図６に示す例では、後方車両ストレス度合が『高』から『中』に変わる時刻ｔ_ｆから、車線終端ストレス度合が『中』から『高』に変わる時刻ｔ_ｔまでの時間において、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合がともに『中』と評価されている。そのため、図６に示す例では、合流ストレス度合は、時刻ｔ_ｆから時刻ｔ_ｔまでの時間において、合流地点での車線変更を行うことができるもの（『合流可』）と評価される。

そして、車線変更制御部８８は、合流ストレス度合の評価結果に基づいて、合流地点において自車両の車線変更が許容されるまでの時間を算出する。例えば、図６に示す例において、車線変更制御部８８は、現在時刻ｔ_０から、後方車両ストレス度合が『高』から『中』に変わる時刻ｔ_ｆまでの時間Ｔ_ｆ（Ｔ_ｆ＝ｔ_ｆ−ｔ_０）を、現在時刻から合流地点での車線変更が許容される時刻までの最短時間である最短許容時間Ｔ_ｆとして算出する。また、車線変更制御部８８は、現在時刻ｔ_０から、車線終端ストレス度合が『中』から『高』に変わる時刻ｔ_ｔまでの時間Ｔ_ｔ（Ｔ_ｔ＝ｔ_ｔ−ｔ_０）を、現在時刻から合流地点における車線変更が許容される時刻までの最長時間である最長許容時間Ｔ_ｔとして算出する。なお、最短許容時間Ｔ_ｆおよび最長許容時間Ｔ_ｔは、後述するステップＳ１１０，１１１において用いられる。

なお、本線車線に後方車両が存在しない場合には、合流地点において車線変更が許容されるまでの最短許容時間Ｔ_ｆは０となる。しかしながら、自車両の車線変更を安全に行うためには急速な転舵は望ましくなく、転舵を行う際には、少なくとも最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’が確保されることが推奨される。そのため、本線車線に後方車両が存在しない場合には、車線変更制御部８８は、下記式（１０）に従って、最短許容時間Ｔ_ｆを算出することができる。なお、下記式（１０）におけるｍａｘ（）は、現在時刻ｔ_０から時刻ｔ_ｔまでの時間（ｔ_ｔ−ｔ_０）および最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’のうち、最大となる値を選択的に算出するものであることを示す（以下、式（２５），（３０）においても同様。）

そして、ステップＳ１１０では、車線変更制御部８８により、ステップＳ１０９における合流ストレス度合の評価結果に基づいて、合流地点において車線変更が許容される時間があるか否かの判断が行われる。本実施形態においては、例えば、ステップＳ１０９で最短許容時間Ｔ_ｆおよび最長許容時間Ｔ_ｔを算出できなかった場合や、最短許容時間Ｔ_ｆが最長許容時間Ｔ_ｔよりも大きい場合（Ｔ_ｔ＞Ｔ_ｆ）には、合流地点において車線変更が許容される時間がないものと判断される。合流地点において車線変更が許容される時間があると判断された場合は、ステップＳ１１１に進み、一方、合流地点において車線変更が許容される時間がないと判断された場合はステップＳ１１５に進む。

次に、ステップＳ１１１およびステップＳ１１２では、車線変更制御部８８により、車線変更計画を作成するための処理が行われる。ここで、車線変更計画とは、合流地点において車線変更を行う際の転舵を開始するタイミングや転舵の速度など、合流地点における操舵制御の方法を定めたものである。

まず、ステップＳ１１１では、車線変更制御部８８により、車線変更所要時間を算出するための所要時間算出処理が行われる。具体的には、車線変更制御部８８は、ステップＳ１０９における合流ストレス度合の評価結果に基づいて、合流地点において自車両の車線変更が許容される時間内（例えば、図６に示す例では、時刻ｔ_ｆから時刻ｔ_ｔまでの時間）に、自車両の車線変更が完了するように、合流地点において操舵制御を行う時間を、車線変更所要時間として算出する。

ここで、合流地点において自車両が車線変更を行う際の時間は、自車両が合流車線の走行を継続している時間と、自車両の転舵が開始されてから終了するまでの時間とに分けることができる。そこで、車線変更制御部８８は、合流地点における自車両の車線変更が許容される時間に、自車両の車線変更が完了するように、自車両が合流車線での走行を継続する時間を走行継続時間Ｔ_Ａとして算出するとともに、自車両の転舵が開始されてから終了するまでの時間を車線変更時間Ｔ_Ｂとして算出することで、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間を車線変更所要時間Ｔ_ＬＣ（Ｔ_ＬＣ＝Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ）として算出する。以下においては、図７を参照して、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを算出する所要時間算出処理について説明する。なお、図７は、ステップＳ１１１の所要時間算出処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１０１では、自車両が合流車線での走行を継続する走行継続時間Ｔ_Ａが初期値の０に設定され（Ｔ_Ａ＝０）、自車両の転舵が開始されてから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂが初期値のＴ_ｍｉｎ’に設定される（Ｔ_Ｂ＝Ｔ_ｍｉｎ’）。なお、Ｔ_ｍｉｎ’は、上述したように、転舵を行う際に最低限確保されるべき最小所要時間である。

ステップＳ１１０２では、走行継続時間Ｔ_Ａに所定時間ΔＴ_Ａが追加され、走行継続時間Ｔ_Ａが更新される。そして、ステップＳ１１０３では、ステップＳ１１０２で所定時間ΔＴ_Ａが追加された走行継続時間Ｔ_Ａと、初期値Ｔ_ｍｉｎ’のままの車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最長許容時間Ｔ_ｔ以上（Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ≧Ｔ_ｔ）であるか否かの判断が行われる。走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最長許容時間Ｔ_ｔ以上である場合は、ステップＳ１１１５に進み、現時点での走行継続時間Ｔ_Ａと、初期値Ｔ_ｍｉｎ’である車線変更時間Ｔ_Ｂが、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。一方、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最長許容時間Ｔ_ｔよりも小さい場合は、ステップＳ１１０４に進む。

ステップＳ１１０４では、走行継続時間Ｔ_Ａが、所定時間Ｔ_Ａ ^０に到達したか否かの判定が行われる。ここで、所定時間Ｔ_Ａ ^０は、例えば、自車両の転舵を開始するのに好適な地点まで、自車両が走行するために要する時間とすることができる。走行継続時間Ｔ_Ａが所定時間Ｔ_Ａ ^０に到達していない場合は、ステップＳ１１０２に戻り、走行継続時間Ｔ_Ａが所定時間Ｔ_Ａ ^０に到達するまで、走行継続時間Ｔ_Ａが段階的に増加される。一方、走行継続時間Ｔ_Ａが所定時間Ｔ_Ａ ^０に到達した場合は、ステップＳ１１０５に進む。

ステップＳ１１０５では、所定時間Ｔ_Ａ ^０となった走行継続時間Ｔ_Ａと、初期値Ｔ_ｍｉｎ’のままの車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいか（Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ＜Ｔ_ｆ）否かの判定が行われる。走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆ以上である場合には、ステップＳ１１１５に進み、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、初期値Ｔ_ｍｉｎ’のままの車線変更時間Ｔ_Ｂとが、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。一方、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さい場合には、ステップＳ１１０６に進む。

また、ステップＳ１１０６〜Ｓ１１０９では、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０４と同様に、自車両の転舵が開始されてから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂを、所定時間Ｔ_Ｂ ^０まで段階的に増加させた後（ステップＳ１１０６〜Ｓ１１０８）、所定時間Ｔ_Ａ ^０となった走行継続時間Ｔ_Ａと、所定時間Ｔ_Ｂ ^０となった車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいか（Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ＜Ｔ_ｆ）否かの判定が行われる（ステップＳ１１０９）。すなわち、車線変更時間Ｔ_Ｂが所定時間Ｔ_Ｂ ^０に到達するまで、車線変更時間Ｔ_Ｂに所定時間ΔＴ_Ｂが繰り返し追加され（ステップＳ１１０６）、車線変更時間Ｔ_Ｂが所定時間Ｔ_Ｂ ^０に到達した場合に（ステップＳ１１０８＝Ｙｅｓ）、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいか否かの判定が行われる（ステップＳ１１０９）。そして、ステップＳ１１０９において、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆ以上であると判定された場合には、ステップＳ１１１５に進み、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、所定時間Ｔ_Ｂ ^０である車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。一方、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいと判定された場合には、ステップＳ１１１０に進む。なお、車線変更時間Ｔ_Ｂが所定時間Ｔ_Ｂ ^０に到達するまでに、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最長許容時間Ｔ_ｔ以上となった場合（ステップＳ１１０７＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ１１１５に進み、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、現時点での車線変更時間Ｔ_Ｂとが、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。

さらに、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１１３では、ステップＳ１１０６〜Ｓ１１０９と同様に、車線変更時間Ｔ_Ｂが、所定時間Ｔ_Ｂ ^０から所定時間Ｔ_Ｂ ^１まで段階的に増加され（ステップＳ１１１０〜Ｓ１１１２）、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、所定時間Ｔ_Ｂ ^１となった車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいか（Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ＜Ｔ_ｆ）否かの判定が行われる（ステップＳ１１１３）。そして、ステップＳ１１１３において、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆ以上であると判定された場合は、ステップＳ１１１５に進み、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、所定時間Ｔ_Ｂ ^１である車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。一方、ステップＳ１１１３において、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が最短許容時間Ｔ_ｆよりも小さいと判定された場合は、ステップＳ１１１４に進む。なお、車線変更時間Ｔ_Ｂを、所定時間Ｔ_Ｂ ^０から所定時間Ｔ_Ｂ ^１まで段階的に増加させている間に、走行継続時間Ｔ_Ａと車線変更時間Ｔ_Ｂとの合計時間が、合流地点における車線変更が許容される最長許容時間Ｔ_ｔ以上となった場合（ステップＳ１１１１＝Ｙｅｓ）には、ステップＳ１１１５に進み、所定時間Ｔ_Ａ ^０である走行継続時間Ｔ_Ａと、現時点の車線変更時間Ｔ_Ｂとが、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。

ステップＳ１１１４では、走行継続時間Ｔ_Ａが、最短許容時間Ｔ_ｆと所定時間Ｔ_Ｂ ^１である車線変更時間Ｔ_Ｂとの差（Ｔ_Ａ＝Ｔ_ｆ−Ｔ_Ｂ ^１）に設定される。そして、所定時間Ｔ_Ｂ ^１である車線変更時間Ｔ_Ｂと、最短許容時間Ｔ_ｆおよび車線変更時間Ｔ_Ｂの差である走行継続時間Ｔ_Ａとの合計時間が、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する時間として算出され、この所要時間算出処理を終了する。

以上のように、走行継続時間Ｔ_Ａおよび車線変更時間Ｔ_Ｂが算出され、ステップＳ１１１の所要時間算出処理が行われる。

次いで、ステップＳ１１２では、車線変更制御部８８により、ステップＳ１１１で算出された車線変更所要時間Ｔ_ＬＣに基づいて、目標操舵角の算出が行われる。具体的には、車線変更制御部８８は、合流地点において車線変更を行う際の自車両の操舵角を、目標操舵角として、時系列に沿って算出する。以下においては、図８を参照して、目標操舵角の算出方法について説明する。ここで、図８は、第１実施形態において算出される目標操舵角の一例を示す図である。図８においては、横軸が時間を、縦軸が目標操舵角の大きさ（振幅）を表している。

図８に示すように、車線変更制御部８８は、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣのうち、自車両が合流車線での走行を継続する走行継続時間Ｔ_Ａ（図８においては、現在時刻ｔ_０から時刻ｔ_０＋Ｔ_Ａまでの時間）においては、目標操舵角θ_ｓ ^＊を０°として算出する。また、車線変更制御部８８は、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣのうち、自車両の転舵を開始してから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂ（図８においては、時刻ｔ_０＋Ｔ_Ａから時刻ｔ_０＋Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂまでの時間）においては、目標操舵角θ_ｓ ^＊を、例えば、周期が車線変更時間Ｔ_Ｂである正弦波状の操舵パターンとして生成する。なお、車線変更時間Ｔ_Ｂにおける目標操舵角θ_ｓ ^＊の大きさ（正弦波状の操舵パターンの振幅）は、図８に示すように、自車両が合流車線の中央位置から本線車線の中央位置まで移動するのに十分な値に設定されることが好適である。そして、車線変更制御部８８は、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを経過した後（時刻ｔ_０＋Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂの経過後）は、目標操舵角θ_ｓ ^＊を０°として算出する。

次に、ステップＳ１１３では、車線変更制御部８８により、ステップＳ１１２で算出された目標操舵角θ_ｓ ^＊のうち、現在時刻に応じた目標操舵角θ_ｓ ^＊が、モーターコントローラ９０に出力される。これにより、モーターコントローラ９０は、現在時刻の目標操舵角θ_ｓ ^＊に応じた転舵トルク量を算出し、転舵アシストモーター１００を介して、自車両の操舵系に、転舵トルク量に応じた転舵トルクを加える。その結果、合流地点における自車両の車線変更において、ステップＳ１１１，Ｓ１１２で作成された車線変更計画に応じた操舵制御が行われることとなる。

なお、ステップＳ１０４において、車線変更計画を作成する必要がないと判断された場合は、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、車線変更制御部８８により、車線変更計画に基づく自車両の操舵制御が行われているか否かの判断が行われる。車線変更制御部８８は、例えば、車線変更計画が作成されていない場合や、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣが経過し、車線変更計画に基づく自車両の操舵制御が終了している場合には、車線変更計画に基づく自車両の操舵制御が行われていないと判断することができる。車線変更計画に基づく自車両の操舵制御が行われていないと判断された場合には、この車線変更制御処理を終了する。一方、車線変更計画に基づく自車両の操舵制御が行われている場合には、ステップＳ１１３に進み、現在時刻の目標操舵角θ_ｓ ^＊がモーターコントローラ９０に出力される。

また、ステップＳ１１０において、合流地点において車線変更が許容される時間がないと判断された場合は、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、このままの状態で、合流地点における車線変更は困難であると判断され、自車両の運転者に対して警報が行われる。なお、自車両の運転者に対して警告を行う方法は、特に限定されず、例えば、図示しないディスプレイやスピーカにより警告することができる。

以上のように、本実施形態に係る車線変更制御装置は、合流地点において自車両が車線変更を行う際に、車線終端点が接近することに対する自車両の運転者のストレスを車線終端ストレス度合として評価するとともに、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスを後方車両ストレス度合として評価することで、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合に基づいて、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスを、合流ストレス度合として評価する。そして、この合流ストレス度合が低く、合流地点における自車両の車線変更が許容される時間（例えば、図６に示す例では、時刻ｔ_ｆから時刻ｔ_ｔまでの時間）に、自車両の車線変更が完了するように、自車両の誘導が行われる。これにより、本実施形態では、合流地点において自車両が車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスを、自車両周囲の状況に応じて適切に評価することができ、その結果、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスを低減するように、自車両の誘導を適切に行うことができる。特に、本実施形態では、合流地点において自車両が車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスが小さくなるように、合流地点における車線変更を行うための目標操舵角の時系列データを、車線変更計画として作成し、該車線変更計画に基づいて操舵制御を行うことで、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者の運転負荷を低減することができる。

また、本実施形態に係る車線変更制御装置では、合流地点における自車両の車線変更が許容される時間内に、自車両の車線変更が完了するように、自車両が合流車線での走行を継続する走行継続時間と、自車両の転舵を開始してから終了するまでの車線変更時間とを算出し、走行継続時間と車線変更時間との合計時間を車線変更所要時間として算出する。これにより、本実施形態においては、合流地点において自車両の車線変更を行う際の自車両の転舵を開始するタイミングや、自車両の転舵速度を適切に算出することができる。

≪第２実施形態≫
続いて、第２実施形態に係る車線変更制御処理を説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、図１に示す構成を備える車両において、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。具体的には、第２実施形態に係る車線変更制御処理では、図９に示すように、本線道路において自車両の前方を走行する他車両（以下、前方車両と言う。）が存在する場合に、この前方車両を考慮して、合流地点における自車両の車線変更を行うように、自車両を誘導するため、ステップＳ１０３，Ｓ１０５およびステップＳ１０７のみにおいて、第１実施形態に係る車線変更制御処理と異なる処理が行われ、それ以外の処理においては、第１実施形態と同様に処理が行われる。そこで、以下においては、図９に示すように、前方車両が存在する場面において、第２実施形態に係るステップＳ１０３，Ｓ１０５およびステップＳ１０７について説明する。なお、図９は、第２実施形態に係る車線変更制御処理を説明するための図である。

ステップＳ１０３では、他車両検出部８３により、自車両周囲を走行する他車両の検出が行われる。ここで、第２実施形態では、図９に示すように、本線車線において自車両の前方に前方車両が走行しているため、他車両検出部８３は、自車両前方を撮像するカメラ１０ａ，１０ｂから送信された画像データに基づいて、前方車両を検出し、検出した前方車両の走行位置ｘ_ｆおよび走行速度ｖ_ｆを検出する。

また、ステップＳ１０５では、自車両挙動予測部８４により、合流地点における自車両の挙動の予測が行われる。ここで、第２実施形態では、図９に示す場面例のように、ステップＳ１０３において、前方車両が検出されているため、自車両挙動予測部８４は、この前方車両を考慮して、合流地点における自車両の挙動を予測する。以下に、第２実施形態に係る自車両の挙動の予測方法について、説明する。

自車両挙動予測部８４は、まず、自車両の車速ｖ_ｈとストローク量ｄ_Ａとに基づき、予め作成されたマップを参照して、推定目標速度ｖ^＊＾および推定目標加速度ａ^＊＾を算出する。ここで、図９に示すように、前方車両が存在する場面では、算出された推定目標速度ｖ^＊＾と、ステップＳ１０３で検出された前方車両の走行速度ｖ_ｆとの比較が行われ、比較の結果、推定目標速度ｖ^＊＾よりも前方車両の走行速度ｖ_ｆのほうが遅い場合には、前方車両の走行速度ｖ_ｆが推定目標速度ｖ^＊＾として設定される。

次に、自車両挙動予測部８４は、ステップＳ１０３で検出された前方車両の走行位置ｘ_ｆおよび走行速度ｖ_ｆに基づいて、合流地点における前方車両の挙動を予測する。具体的には、自車両挙動予測部８４は、下記式（１１）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける前方車両の走行位置ｘ_ｆ＾（ｔ）を算出する。

そして、自車両挙動予測部８４は、自車両の車速ｖ_ｈが推定目標速度ｖ^＊＾に到達する時刻ｔ_１において、自車両と前方車両とが接近しているか否かの判断を行う。具体的には、自車両挙動予測部８４は、自車両と前方車両とが接近しているか否かを判断するために、まず、時刻ｔ_１における自車両と前方車両との車間時間ｈ_ｆ（ｔ_１）を、下記式（１２）に基づいて算出する。

そして、自車両挙動予測部８４は、時刻ｔ_１における車間時間ｈ_ｆ（ｔ_１）が所定の車間時間ｈ^＊以上であるか否かを判断することで、自車両と前方車両とが接近しているか否かを判断する。すなわち、自車両挙動予測部８４は、時刻ｔ_１における車間時間ｈ_ｆ（ｔ_１）が所定の車間時間ｈ^＊以上である場合には、自車両と前方車両とが接近していないと判断する。このように、自車両と前方車両とが接近していない場合には、自車両は前方車両の影響を受けずに加減速を行うものと考えられる。そこで、この場合、自車両挙動予測部８４は、第１実施形態と同様に、上記式（１），（２）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける自車両の走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）と走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）とを予測する。

一方、時刻ｔ_１における車間時間ｈ_ｆ（ｔ_１）が所定の車間時間ｈ^＊未満である場合には、自車両挙動予測部８４は、自車両と前方車両とが接近していると判断する。この場合、自車両が前方車両に過度に接近しないように、自車両の走行速度を加減速するものと考えられるため、自車両挙動予測部８４は、下記式（１３）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける自車両の加速度を算出する。

ここで、上記式（１３）において、ｔ_０’は、自車両と前方車両とが接近することにより、自車両の運転者が加速を緩め始めると予想される時刻であり、ｔ_１’は、自車両の運転者が自車両の加速を緩めた後、自車両の走行速度が推定目標速度ｖ^＊＾に到達すると予想される時刻である。また、ｋは、下記式（１４）で求められるパラメータ値である。

また、ｔ_０’を所定時刻として設定し、上記式（１３）を２回積分して自車両の走行位置に関する予測を生成すると、下記式（１５）の条件を満たすｔ_１’を一意に定めることができる。

このように、自車両挙動予測部８４は、前方車両と自車両とが接近している場合に、上記式（１３）式に基づいて加速度ａ_ｈ＾（ｔ）を算出し、算出した加速度ａ_ｈ＾（ｔ）を用いて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける自車両の走行速度ｖ_ｈ（ｔ）と走行位置ｘ_ｈ（ｔ）とを予測することで、合流地点における自車両の挙動を予測する。

また、ステップＳ１０７では、後方車両挙動予測部８５により、後方車両の挙動の予測が行なわれる。ここで、図９に示す例のように前方車両が検出される場合に、後方車両挙動予測部８５は、後方車両が前方車両の存在を考慮して走行するものとして、後方車両の挙動を予測する。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、前方車両を先行車両、後方車両を後続車両とした、公知の追従モデルを用いて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔの後方車両の走行位置ｘ_ｆ（ｔ）と走行速度ｖ_ｆ（ｔ）とを算出することで、合流地点における後方車両の挙動を予測する。

以上のように、第２実施形態に係る車線変更制御装置は、図９に示すように、本線車線において自車両の前方に前方車両が存在する場合に、自車両が前方車両に接近しすぎないように、自車両の運転者が加減速を行うものとして、自車両の挙動を予測する。これにより、第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、前方車両が存在する状況における自車両の挙動を適切に予測することができ、合流地点において車線変更を行う際の自車両の誘導を適切に行うことができる。さらに、第２実施形態では、後方車両が前方車両に追従するものとして、後方車両の挙動を予測することで、前方車両が存在する状況における後方車両の挙動も適切に予測することができる。

≪第３実施形態≫
続いて、第３実施形態に係る車線変更制御装置について説明する。第３実施形態に係る車線変更制御装置は、図１に示す車線変更制御装置と同様の構成を有するものであり、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１０を参照して、第３実施形態に係る車線変更制御装置の動作について説明する。図１０は、第３実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。なお、第３実施形態に係る車線変更制御処理も、マイクロプロセッサ８０により、一定の時間間隔ごとに繰り返し行われる。

まず、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３では、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、自車両の走行情報、合流車線の車線終端点を含む車線情報、および他車両の走行情報の取得が行われる。

そして、ステップＳ３０４では、車線変更計画に基づく操舵制御が行われているか否かの判断が行われる。車線変更計画に基づく操舵制御が行われている場合は、ステップＳ３１４に進み、一方、車線変更計画に基づく操舵操作が行われていない場合は、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、第１実施形態のステップＳ１０５と同様に、合流地点における自車両の挙動の予測が行われる。

そして、ステップＳ３０６では、車線終端ストレス評価部８６により、車線終端ストレス度合の算出が行われる。第３実施形態では、以下に説明するように、自車両が合流車線の車線終端点に到達するまでの到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄに基づいて、車線終端ストレス度合が、時系列に沿った数値データとして算出される。

すなわち、車線終端ストレス評価部８６は、まず、自車両が合流車線の車線終端点ｘ_ｅｎｄに到達するまでの到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄを算出する。具体的には、車線終端ストレス評価部８６は、ステップＳ３０５で予測した各時刻ｔにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）と、ステップＳ３０２で取得した合流車線の車線終端点の位置情報とに基づいて、下記式（１６）に従って、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）を算出する。

ここで、自車両が車線終端点に到達するまでの到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄが小さいほど、車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスは大きくものと考えられる。そこで、車線終端ストレス評価部８６は、算出した到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄに基づいて、自車両が車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）として算出する。具体的には、車線終端ストレス評価部８６は、下記式（１７）に基づいて、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を、時系列に沿った数値データとして算出する。なお、下記式（１７）において、ａは、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）と到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）の逆数の値とをスケーリングするためのパラメータ値である。

ステップＳ３０７では、第１実施形態のステップＳ１０７と同様に、後方車両挙動予測部８５により、合流地点における後方車両の挙動の予測が行なわれる。

そして、ステップＳ３０８では、後方車両ストレス評価部８７により、後方車両ストレス度合の評価が行われる。第３実施形態では、後述するように、自車両と後方車両との車間時間および接近時間に基づいて、後方車両ストレス度合が、時系列に沿った数値データとして算出される。以下に、第３実施形態に係る後方車両ストレス度合の評価方法について説明する。

まず、後方車両ストレス評価部８７は、ステップＳ３０５で予測した各時刻ｔにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）と、ステップＳ３０７で予測した各時刻ｔにおける後方車両の走行位置ｘ_ｒ＾（ｔ）および走行速度ｖ_ｒ＾（ｔ）とに基づいて、下記式（１８）に従って、各時刻ｔにおける自車両と後方車両との車間時間ｈ_ｒ（ｔ）を算出する。

さらに、後方車両ストレス評価部８７は、ステップＳ３０５で予測した各時刻ｔにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）と、ステップＳ３０７で予測した各時刻ｔにおける後方車両の走行位置ｘ_ｒ＾（ｔ）および走行速度ｖ_ｒ＾（ｔ）とに基づいて、下記式（１９）に従って、各時刻ｔにおける自車両と後方車両との接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）を算出する。

ここで、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）および接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）が小さくなるほど、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスは大きくなるものと考えられる。そこで、後方車両ストレス評価部８７は、以下に説明するように、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）および接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）に基づいて、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）を算出する。具体的には、後方車両ストレス評価部８７は、下記式（２０）に基づいて、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）を、時系列に沿った数値データとして算出する。なお、下記式（２０）において、ｂおよびｃは、後方車両ストレス度合に対して、車間時間および接近時間がそれぞれ寄与する大きさを示すパラメータである。

ステップＳ３０９では、車線変更制御部８８により、ステップＳ３０６で算出された車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）と、ステップＳ３０８で算出された後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）とに基づいて、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）の算出が行われる。具体的には、車線変更制御部８８は、下記式（２１）に示すように、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）と、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）とを加算することで、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）を、時系列に沿った数値データとして算出する。

ここで、図１１は、第３実施形態における合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）の一例を示す図である。自車両が車線終端点に到達する時間は、時間の経過とともに小さくなるため、図１１に示すように、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）は、時間の経過とともに大きくなる。また、合流地点において車線変更を行うために自車両の加速が行われ、自車両と後方車両との車間時間および接近時間が、時間の経過とともに大きくなる場合には、図１１に示すように、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒは、時間の経過とともに小さくなる。そして、図１１に示すような車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）と後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）とが算出された場合、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）は、図１１に示すように、現在時刻ｔ_０から、合流ストレス度合が最小の値となる時刻ｔ^＊に向かって小さくなり、時刻^＊から時刻ｔ_ｅｎｄに向かって大きくなる。

次いで、ステップＳ３１０では、車線変更制御部８８により、合流地点での車線変更を行うために、自車両の運転者により操舵が開始されたか否かの判定が行われる。本実施形態において、車線変更制御部８８は、例えば、ステップＳ３０１で取得した操舵角θ_ｓが所定値以上であるか否かを判断し、操舵角θ_ｓが所定値以上である場合には、自車両の運転者により操舵が開始されたものと判定する。自車両の運転者により操舵が開始されたと判定された場合は、ステップＳ３１１に進み、一方、自車両の運転者により操舵が開始されていないと判定された場合は、この車線変更制御処理を終了する。

ステップＳ３１１では、車線変更制御部８８により、ステップＳ３０９における合流ストレス度合の評価結果に基づいて、合流地点における自車両の車線変更を行うことができるか否かの判断が行われる。本実施形態においては、車線変更制御部８８は、合流地点における自車両の車線変更を行うことができる時間があるか否かを判断することで、合流地点における自車両の車線変更を行うことができるか否かを判断する。具体的には、車線変更制御部８８は、図１１に示すように、現在時刻ｔ_０から、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまでの時間において、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が所定値Ｓ_ｍ ^ａを下回る時間があるか否かを判断することで、合流地点において車線変更を行うことができる時間があるか否かの判断を行う。図１１に示す例では、例えば、時刻ｔ^＊において、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が所定値Ｓ_ｍ ^ａを下回っているため、合流地点において車線変更を行うことができる時間があると判断され、これにより、合流地点における自車両の車線変更を行うことができると判断される。合流地点において車線変更を行うことができる時間があると判断された場合は、車線変更計画の作成を行うために、ステップＳ３１２に進み、一方、合流地点において車線変更を行うことができる時間がないと判断された場合は、ステップＳ３１５に進む。

ステップＳ３１２では、車線変更計画を作成するために、車線変更制御部８８により、合流ストレス度合が最小となる時刻ｔ^＊が、自車両が本線車線への合流を完了する時刻として算出され、現在時刻ｔ_０から、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が最小となる時刻ｔ^＊までの時間が、車線変更所要時間Ｔ_Ｌｃ（Ｔ_ＬＣ＝ｔ^＊−ｔ_０）として算出される。

そして、ステップＳ３１３では、車線変更制御部８８により、ステップＳ３１２で算出した車線変更所要時間Ｔ_Ｌｃに基づいて、目標操舵角θ_ｓ ^＊の算出が行われる。具体的には、車線変更制御部８８は、図１２に示すように、車線変更所要時間Ｔ_Ｌｃに基づいて、目標操舵角θ_ｓ ^＊を時系列に沿って算出する。ここで、図１２は、第３実施形態において算出される目標操舵角θ_ｓ ^＊の一例を示す図である。車線変更制御部８８は、例えば、図１２に示すように、現在時刻ｔ_０から、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が最小となる時刻ｔ^＊までの車線変更所要時間Ｔ_Ｌｃにおいて、目標操舵角θ_ｓ ^＊を、周期が車線変更所要時間Ｔ_Ｌｃである正弦波状の操舵パターンとして算出する。なお、目標操舵角θ_ｓ ^＊の大きさ（正弦波状の操舵パターンの振幅）は、自車両が合流車線の中央位置から本線車線の中央位置まで移動するのに十分な値に設定することが好適である。

そして、ステップＳ３１４においては、ステップＳ３１３で算出された目標操舵角θ_ｓ ^＊のうち、現在時刻に応じた目標操舵角θ_ｓ ^＊がモーターコントローラ９０に出力され、モーターコンローラ９０により、転舵アシストモーター１００が制御される。これにより、合流地点における自車両の車線変更において、車線変更計画に応じた操舵制御が行われることとなる。

また、ステップＳ３１１において、合流地点において車線変更を行うことができないと判断された場合は、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、このままの状況では、合流地点における車線変更が困難であると判断され、自車両の運転者に対して警報が行われる。そして、ステップＳ３１５において警告が行われた後は、この車線変更制御処理を終了する。

以上のように、第３実施形態に係る車線変更制御装置では、車線終端ストレス度合を、時系列に沿って、自車両が合流車線の車線終端に到達するまでの時間に応じた数値データ（車線終端ストレス度合の経時変化を表す関数）として算出するとともに、後方車両ストレス度合を、時系列に沿って、自車両と後方車両との車間時間および接近時間に応じた数値データ（後方車両ストレス度合の経時変化を表す関数）として算出する。そして、車線終端ストレス度合の時系列に沿った数値データと、後方車両ストレス度合の時系列に沿った数値データとを、加算し、または各時刻において最大となる値を選択することで、合流ストレス度合を、時系列に沿った数値データとして適切に算出することができる。これにより、第３実施形態では、合流ストレス度合が最小となる時刻を算出することでき、合流ストレス度合が最小となる時刻で車線変更を行うように、自車両の車線変更を行う車線変更所要時間を算出することができる。その結果、第３実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、自車両の運転者のストレスが最も小さくなるタイミングに合わせて、自車両が車線変更を行うように、自車両の誘導を行うことができ、合流地点における自車両の運転者の運転負荷をより軽減することができる。

≪第４実施形態≫
続いて、第４実施形態に係る車線変更制御装置について説明する。第４実施形態に係る車線変更制御装置は、図１に示す車線変更制御装置と同様の構成を有するものであり、車線終端ストレス度合を評価するステップＳ３０６、後方終端ストレス度合を評価するステップＳ３０８、合流ストレス度合を評価するステップＳ３０９、およびステップＳ３１１のみにおいて、第３実施形態に係る車線変更制御装置と異なり、それ以外の処理においては、第３実施形態と同様に処理が行われる。そこで、以下においては、第４実施形態に係るステップＳ３０６，Ｓ３０８，Ｓ３０９、およびステップＳ３１１について説明する。

ステップＳ３０６では、車線終端ストレス評価部８６により、車線終端ストレス度合の評価が行われる。第４実施形態においては、車線終端ストレス評価部８６は、まず、第３実施形態と同様に、自車両が合流車線の車線終端点ｘ_ｅｎｄに到達するまでの到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）を算出する。

そして、車線終端ストレス評価部８６は、算出した到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）に基づき、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を評価する。具体的には、車線終端ストレス評価部８６は、下記式（２２）に基づいて、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を、時系列に沿った数値データとして算出する。

ここで、ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎは、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が小さいために、自車両の運転者のストレスが大きく、自車両の運転者により車線変更が許容されない状態であると考えられる到達時間である。また、ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘは、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が大きいために、車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスは小さく、自車両の運転者により車線終端点があまり意識されることがない状態であると考えられる到達時間である。

このように、車線終端ストレス評価部８６は、上記式（２２）に従って、接近時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が所定時間ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎ以下（ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）≦ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎ）である場合には、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を上限値である『１』として算出し（Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）＝１）、接近時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が所定時間ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘよりも大きい（ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）＞ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘ）場合には、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を下限値である『０』として算出する（Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）＝０）。また、車線終端ストレス評価部８６は、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が、所定時間ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎよりも大きく、かつ、所定時間ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘ以下である（ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎ≦ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）≦ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘ）場合には、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が大きくなるほど、車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）を、上限値である『１』から下限値である『０』へと連続的に変化するように算出する。

また、ステップＳ３０８では、後方車両ストレス評価部８７により、後方車両ストレス度合の評価が行われる。第４実施形態においては、まず、第３実施形態と同様に、自車両と後方車両との車間時間ｈ_ｒ（ｔ）と、自車両と後方車両との接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）とが算出される。

そして、後方車両ストレス評価部８７は、算出した車間時間ｈ_ｒ（ｔ）に基づいて、下記式（２３）に示すように、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による自車両の運転者のストレスを、車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）として算出するとともに、算出した接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）に基づいて、下記式（２４）に示すように、接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による自車両の運転者のストレスを、接近時間ストレス度合Ｓ_ＴＴＣ（ｔ）として算出する。

ここで、ｈ_ｒ ^ｍｉｎは、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が小さいため、後方車両に対する自車両の運転者のストレスが大きくなり、自車両の運転者により車線変更が許容されない状態であると考えられる車間時間である。同様に、ＴＴＣ_ｒ ^ｍｉｎは、接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）が小さいため、自車両の運転者により車線変更が許容されない状態であると考えられる接近時間である。一方、ｈ_ｒ ^ｍａｘは、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が大きいため、後方車両に対する自車両の運転者のストレスは小さく、自車両の運転者により後方車両があまり意識されない状態であると考えられる車間時間であり、同様に、ＴＴＣ_ｒ ^ｍａｘは、車間時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）が大きいため、自車両の運転者により後方車両があまり意識されない状態であると考えられる車間時間である。

このように、後方車両ストレス評価部８７は、上記式（２４）に従って、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が所定時間ｈ_ｒ ^ｍｉｎ以下（ｈ_ｒ（ｔ）≦ｈ_ｒ ^ｍｉｎ）である場合には、車間時間ｈ_ｒによる車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）を上限値である『１』として算出し（Ｓ_ｈ（ｔ）＝１）、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が所定時間ｈ_ｒ ^ｍａｘよりも大きい（ｈ_ｒ（ｔ）＞ｈ_ｒ ^ｍａｘ）場合には、車間時間ｈ_ｒによる車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）を下限値である『０』として算出する（Ｓ_ｈ（ｔ）＝０）。また、後方車両ストレス評価部８７は、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が、所定時間ｈ_ｒ ^ｍｉｎよりも大きく、かつ、所定時間ｈ_ｒ ^ｍａｘ以下である（ｈ_ｒ ^ｍｉｎ＜ｈ_ｒ（ｔ）≦ｈ_ｒ ^ｍａｘ）場合には、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）を、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）が大きくなるほど、上限値である『１』から下限値である『０』へと連続的に変化するように算出する。同様に、後方車両ストレス評価部８７は、接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による接近時間ストレス度合Ｓ_ＴＴＣ（ｔ）も算出する。

次いで、後方車両ストレス評価部８７は、各時刻ｔにおける車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）と、各時刻ｔにおける接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による接近時間ストレス度合Ｓ_ＴＴＣ（ｔ）とに基づいて、各時刻ｔにおける後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）を算出する。第４実施形態では、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）、および、接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による接近時間ストレス度合Ｓ_ＴＴＣ（ｔ）のうち、そのストレス度合の大きいいずれか一方が、自車両の運転者に大きく影響するものと考えて、下記式（２５）に示すように、各時刻ｔにおける後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）が算出される。

ここで、上記式（２５）において、車間時間に対する車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）が合流ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）として選択される場合とは、自車両と後方車両とが同程度の走行速度で走行している場合であるものと想定される。自車両と後方車両との相対速度が小さくなるほど、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）に対して、接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）は大きくなることから、車間時間に基づくストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）が、接近時間に基づく後方車両ストレス度合Ｓ_ＴＴＣ（ｔ）よりも大きいことが想定されるためである。このように、自車両と後方車両とが同程度の走行速度で走行している場合に、自車両と後方車両との間に、自車両が後方車両の前方に車線変更することが可能な車間距離が確保されていれば、後方車両は、自車両の車線変更を予測し、自車両に接近しないように挙動するものと想定されることから、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスも小さくなるものと想定される。そこで、車線変更制御部８８は、上記式（２５）において、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合Ｓ_ｈ（ｔ）を、合流ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）として選択した場合に、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）を、以下に説明するように設定する。

すなわち、まず、後方車両ストレス評価部８７は、自車両と後方車両との車間距離が、自車両が後方車両の前方に車線変更することが可能な車間距離となる時刻ｔ_Ｒを算出する。具体的には、後方車両ストレス評価部８７は、下記式（２６）に従って、時刻ｔ_Ｒを算出する。

なお、上記式（２６）において、Ｒ_ｍｉｎは、自車両が後方車両の前方に車線変更することが可能な自車両と後方車両との車間距離のうち、最小の車間距離である。

次に、後方車両ストレス評価部８７は、時刻ｔ_Ｒに基づいて、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）を補正するための補正量ΔＳ（ｔ）を、下記式（２７）に従って算出する。なお、下記式（２７）において、Ｓ_ｍａｘは補正量の最大値、αは補正量の増加の速さを調節するためのパラメータ値を示す。

なお、後方車両ストレス評価部８７は、自車両の方向指示器の動作状況の検出を行い、本線車線側における方向指示器の点灯を検出した場合には、この方向指示器の点灯により、後方車両が自車両の車線変更をより早く予測するものと判断し、自車両の車線変更をより早いタイミングで行うことができるように、例えば、上記式（２７）におけるαを、より大きな値に設定して、補正量ΔＳ（ｔ）を算出してもよい。

そして、後方車両ストレス評価部８７は、算出された補正量ΔＳ（ｔ）を用いて、下記式（２８）に示すように、各時刻ｔにおける後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ ^〜（ｔ）を算出する。なお、Ｓ_ｒ ^〜（ｔ）は、補正後の後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）である。

ここで、下記式（２８）においては、補正値であることを示す「^〜」を、Ｓ_ｒ（ｔ）の「Ｓ」の真上としているが、下記式（２９）に示すように、これはＳｒ^〜（ｔ）と同義である。

そして、ステップＳ３０９では、車線変更制御部８８により、ステップＳ３０６で算出された車線終端ストレス度合Ｓ_ｅｎｄ（ｔ）と、ステップＳ３０８で算出された後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）または補正後の後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ ^〜（ｔ）とに基づいて、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）の算出が行われる。例えば、補正後の後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ ^〜（ｔ）が算出された場合には、図１３に示すように、下記式（３０）に基づいて、現在時刻ｔ_０以降の各時刻ｔにおける合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が算出される。なお、図１３は、第４実施形態における合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）の一例を示す図である。

また、車線変更制御部８８は、下記式（３１）に従って、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）を算出してもよい。

なお、上記式（３０），（３１）は、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）が補正された場合の合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）の算出方法を示すものであり、後方ストレス度合Ｓ_ｒ（ｔ）が補正されていない場合には、下記式（３０），（３１）における後方ストレス度合Ｓ_ｒ ^〜（ｔ）を、後方車両ストレス度合Ｓ_ｒに置き換えることで、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）を算出することができる。

ステップＳ３１１では、車線変更制御部８８により、合流ストレス度合の評価結果に基づいて、合流地点において車線変更を行うことができるか否かの判断が行われる。第４実施形態では、車線変更制御部８８は、図１３に示すように、現在時刻ｔ_０から、自車両が車線終端に到達するまでの時刻ｔ_ｅｎｄにおいて、合流ストレス度合Ｓ_ｍ（ｔ）が１よりも小さくなる時間があるか否かを判断することで、合流地点において車線変更を行うことができるか否かの判定を行う。

以上のように、第４実施形態に係る車線変更制御装置では、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が所定値ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍｉｎ以下となる場合には、自車両の運転者により車線変更が許容されない状態であると判断し、車線変更ストレス度合に上限値が設定されるとともに、到達時間ＴＴＣ_ｅｎｄ（ｔ）が所定値ＴＴＣ_ｅｎｄ ^ｍａｘよりも大きい場合には、自車両の運転者により合流車線の車線終端点があまり意識されない状態であるとして、車線変更ストレス度合に下限値が設定される。そして、車線変更ストレス度合が、設定された上限値と下限値との間の範囲内において算出されることとなる。同様に、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合、および接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による接近時間ストレス度合についても、上限値および下限値が設定され、設定された上限値と下限値との間の範囲内において、車間時間ｈ_ｒ（ｔ）による車間時間ストレス度合、および接近時間ＴＴＣ_ｒ（ｔ）による接近時間ストレス度合が算出されることとなる。これにより、第４実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合のいずれか一方が過大な値になることを防止することができ、車線終端ストレス度合と後方車両ストレス度合とがバランスのとれた合流ストレス度合を算出することができる。

また、第４実施形態においては、自車両と後方車両とが同程度で走行しており、自車両と後方車両との車間距離が、自車両が後方車両の前方に車線変更することが可能な範囲内である場合には、後方車両は、自車両の車線変更を予測し、自車両に対して一定の車間距離を確保するものと判断し、後方車両ストレス度合を低くなるように設定する。さらに、このような場合に、自車両の方向指示器の点灯が検出された場合には、後方車両の運転者が、自車両の車線変更をより早く予測するものと判断し、自車両の車線変更をより早いタイミングで行えるように、後方車両ストレス度合を設定する。このように、第４実施形態においては、自車両と後方車両との走行状況に応じて、後方車両ストレス度合を適切に算出することがで、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスをより適切に評価することができる。

≪第５実施形態≫
続いて、第５実施形態に係る車線変更制御装置について説明する。第５実施形態に係る車線変更制御装置は、図１に示す車線変更制御装置と同様の構成を有するものであり、車線変更所要時間を算出するステップＳ１１１のみにおいて、第１実施形態に係る車線変更制御装置と異なり、それ以外の処理においては、第１実施形態と同様に処理が行われる。そこで、以下においては、第５実施形態に係るステップＳ１１１について説明する。

第５実施形態に係るステップＳ１１１では、車線変更制御部８８により、自車両の方向指示器の動作状況に基づいて、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣの算出が行われる。以下、第５実施形態における車線変更所要時間Ｔ_ＬＣの算出方法について説明する。なお、第５実施形態においても、第１実施形態と同様に、自車両が合流車線での走行を継続する走行継続時間Ｔ_Ａと、自車両の転舵が開始されてから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂとを算出することで、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣの算出を行う。

ここで、合流地点において自車両が車線変更を行う際に、自車両の運転者が方向指示スイッチ５０を操作して、本線車線側の方向指示器を点灯した場合、自車両の運転者は、後方車両の運転者に自車両が車線変更を行うことを認知させるために、方向指示器の点灯後、合流車線での走行を一定時間継続することが推奨される。そのため、車線変更制御部８８は、本線車線側の方向指示器の動作状況の検出を行い、方向指示器の点灯を検出した場合には、走行継続時間Ｔ_Ａを、下記式（３２）の条件を満たすものと判断する。なお、下記式（３２）において、ｔ_ｗは、本線車線側の方向指示器の点灯が検出された時刻であり、Ｔ_ｗは、自車両の運転者が方向指示器を点灯した後、自車両が合流車線での走行を継続することが推奨される推奨時間である。

なお、現在時刻ｔ_０において自車両の方向指示器が点灯されていない場合には、自車両の運転者が、所定時間Ｔ_ｏｎ後に、自車両の方向指示器を点灯させるものと判断し、上記式（３２）のｔ_ｗを、現在時刻ｔ_０から所定時間Ｔ_ｏｎ経過した時刻（ｔ_ｗ＝ｔ_０＋Ｔ_ｏｎ）として設定してもよい。

そして、上記式（３２）から、走行継続時間Ｔ_Ａは、現在時刻ｔ_０から自車両の方向指示器の点灯が検出される時刻までの時間（ｔ_ｗ―ｔ_０）と、自車両の方向指示器の点灯後に、自車両が合流車線での走行を継続することが推奨される推奨時間Ｔ_ｗとの合計時間以上（Ｔ_Ａ≧Ｔ_ｗ＋ｔ_ｗ―ｔ_０）という条件を満たすものと判断される。また、上述したように、車線変更のために転舵を行う際には、少なくとも最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’を確保する必要がある。そのため、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣのうち、自車両の転舵を開始してから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂは、最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’以上（Ｔ_Ｂ≧Ｔ_ｍｉｎ’）となるため、走行継続時間Ｔ_Ａは、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣ（Ｔ_ＬＣ＝Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂ）から最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’を引いた時間以下（Ｔ_Ａ≦Ｔ_ＬＣ−Ｔ_ｍｉｎ’）であるという条件も満たすものと判断される。そこで、車線変更制御部８８は、下記式（３３）に従って、走行継続時間Ｔ_Ａの暫定値Ｔ_Ａ＾を算出する。なお、下記式（３３）におけるｍｉｎ（）は、方向指示器を点灯させた場合に推奨される走行継続時間（Ｔ_ｗ＋ｔ_ｗ―ｔ_０）と、転舵に要する最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’とに基づく走行継続時間（Ｔ_ＬＣ−Ｔ_ｍｉｎ’）のうち、最小となる値を選択的に算出することを示す（以下、式（３４）においても同様。）

一方、自車両が転舵を開始してから終了するまでの車線変更時間Ｔ_Ｂについては、速すぎる転舵が許容されないことに対応して、車線変更時間Ｔ_Ｂが最小所要時間Ｔ_ｍｉｎ’以上（Ｔ_Ｂ≧Ｔ_ｍｉｎ’）という制約を設けているが、余りにも遅すぎる転舵も運転者にとっては違和感を生じる原因となる。そこで、車線変更制御部８８は、転舵を行う際に許容される最大所要時間をＴ_ｍａｘ’とした場合に、車線変更時間Ｔ_Ｂが最大所要時間Ｔ_ｍａｘ’以下（Ｔ_Ｂ≦Ｔ_ｍａｘ’）であるという条件も満たすように、車線変更時間Ｔ_Ｂを算出する。具体的には、車線変更制御部８８は、算出した暫定値Ｔ_Ａ＾に基づいて、車線変更時間Ｔ_Ｂを、下記式（３４）に従って算出する。

そして、車線変更制御部８８は、算出した車線変更時間Ｔ_Ｂに基づいて、下記式（３５）に従って、走行継続時間Ｔ_Ａを算出する。

以上のように、第５実施形態に係る車線変更制御装置は、自車両の方向指示器の動作状況を検出し、自車両の方向指示器の点灯を検出した場合には、自車両の運転者は、後方車両の運転者に自車両が車線変更を行うことを認知させるために、方向指示器の点灯後、合流車線での走行を一定時間継続するものと判断し、自車両が合流車線での走行を継続する車走行継続時間Ｔ_Ａを算出することで、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣの算出を行う。これにより、第５実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、自車両の方向指示器の動作状況に応じて推奨される運転方法で、自車両の操舵制御を行うことができ、合流地点における自車両の誘導をより適切に行うことができる。

≪第６実施形態≫
続いて、第６実施形態に係る車線変更制御装置について説明する。第６実施形態に係る車線変更制御装置は、図１に示す車線変更制御装置と同様の構成を有するものであり、以下に説明するように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図１４を参照して、第６実施形態に係る車線変更制御装置の動作について説明する。図１４は、第６実施形態に係る車線変更制御処理を示すフローチャートである。なお、第６実施形態に係る車線変更制御処理も、マイクロプロセッサ８０により、一定の時間間隔ごとに繰り返し行われる。

ステップＳ６０１〜Ｓ６０３は、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、自車両の走行情報、合流車線の車線終端点を含む車線情報、および他車両の走行情報の取得が行われる。

そして、ステップＳ６０４では、車線変更制御部８８により、合流地点において車線変更を行うための合流制御モードがオンになっているか否かの判定が行われる。具体的には、以下の４つの条件がすべて成立している場合に、合流制御モードがオンであると判定される。すなわち、第１に、自車両の運転者により合流地点における操舵制御が許可されていること（第１の条件）、第２に、自車両が本線車線に合流可能な範囲を走行していること（第２の条件）、第３に、合流地点における車線変更が完了していないこと（第３の条件）、第４に、後述する停止モードがオンになっていないこと（第４の条件）、の４つの条件を満たしている場合に、合流制御モードがオンであると判定される。ここで、第１の条件については、例えば、自車両の運転者により、合流地点における操舵制御を許可するためのスイッチ（不図示）がオンにされている場合に、自車両の運転者により合流地点における操舵制御が許可されていると判定される。また、第２の条件については、例えば、図４または図９に示すように、自車両の走行位置ｘ_ｈが合流可能開始点ｘ_{ｓｔａｒｔ}から車線終端点ｘ_ｅｎｄまでの範囲内である（ｘ_{ｓｔａｒｔ}≦ｘ_ｈ≦ｘ_ｅｎｄ）場合に、自車両が本線車線に合流可能な範囲を走行していると判定される。合流制御モードがオンと判定された場合はステップＳ６０５に進み、一方、合流制御モードがオフと判定された場合は、この車線変更制御処理を終了する。

ステップＳ６０５，Ｓ６０６では、第１実施形態のステップＳ１０５，１０６と同様に、合流地点における自車両の挙動の予測が行われ（ステップＳ６０５）、予測した自車両の挙動に基づいて、車線終端ストレス度合の評価が行われる（ステップＳ６０６）。

そして、ステップＳ６０７では、後方車両挙動予測部８５により、合流地点における後方車両の挙動の予測が行なわれる。以下においては、図１５を参照して、ステップＳ６０７の後方車両挙動予測処理を説明する。図１５は、ステップＳ６０７の後方車両挙動予測処理を示すフローチャートである。なお、以下においては、図９に示す場面例のように、自車両周囲に後方車両および前方車両が存在するものとして、後方車両の挙動を予測する方法を説明する。また、この後方車両挙動予測処理においては、所定時間Δｔをサイクル時間として設定し、合流地点における後方車両の挙動を、サイクル時間Δｔごとの各時刻ｔ_ｐにおいて予測する。

まず、ステップＳ６７０１では、合流不可能状態（詳細は後述する。）が継続している継続時間Ｔ_ｐが初期値の０に設定され（Ｔ_ｐ＝０）、また、継続時間Ｔ_ｐを求めるための時刻ｔ_ｐが初期値の現在時刻ｔ_０に設定される（ｔ_ｐ＝ｔ_０）。

次いで、ステップＳ６７０２では、公知の追従モデルを用いて、合流地点における後方車両の挙動の予測を行うため、後方車両の追従の対象となる追従対象車両の設定が行われる。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、自車両が合流地点において転舵を開始している場合には、自車両を、後方車両の追従対象車両として設定し、一方、自車両が合流地点において転舵を開始していない場合には、前方車両を、後方車両の追従対象車両として設定する。

ステップＳ６７０３では、時刻ｔ_ｐにおける自車両および前方車両の挙動の予測が行われる。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、時刻ｔ_ｐにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ_ｐ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ_ｐ）を算出するとともに、時刻ｔ_ｐにおける前方車両の走行位置ｘ_ｆ＾（ｔ_ｐ）と走行速度ｖ_ｆ＾（ｔ_ｐ）を算出する。なお、時刻ｔ_ｐにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ_ｐ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ_ｐ）は、ステップＳ６０５で予測した自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ）を用いることができる。また、時刻ｔ_ｐにおける前方車両の走行位置ｘ_ｆ＾（ｔ_ｐ）と走行速度ｖ_ｆ＾（ｔ_ｐ）は、例えば、前方車両の車速が一定であるものとして、ステップＳ６０３で算出した前方車両の現在の走行速度ｖ_ｆに基づいて、算出することができる。

ステップＳ６７０４では、前方車両が、後方車両の追従対象車両として設定されているか否かの判定が行われる。前方車両が、追従対象車両として設定されている場合はステップＳ６７０５に進み、一方、自車両が、追従対象車両に設定されている場合はステップＳ６７１０に進む。

ステップＳ６７０５では、自車両が本線車線に車線変更することができない合流不可能状態となっているか否かの判定が行われる。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、ステップＳ６７０３で算出した時刻ｔ_ｐにおける自車両の走行位置ｘ_ｈ＾（ｔ_ｐ）および走行速度ｖ_ｈ＾（ｔ_ｐ）と、時刻ｔ_ｐにおける後方車両の走行位置ｘ_ｒ＾（ｔ_ｐ）および走行速度ｖ_ｒ＾（ｔ_ｐ）とが、下記式（３６），（３７）に示す条件を満しているか否かを判定することで、時刻ｔ_ｐにおいて、自車両が合流不可能状態であるか否かを判定する。

なお、Ｒ_０は、後方車両から自車両を視認することができる自車両と後方車両との車間距離のうち、最小の車間距離であり、また、Ｖ_０は、自車両と後方車両がほぼ同じ速度で走行していると判断できる相対速度のうち、最大の相対速度である。なお、自車両が合流不可能状態であるか否かを判定する際には、上記式（３６），（３７）に示す条件に加えて、自車両と後方車両との車間距離が、自車両が後方車両の前方に車線変更することができない範囲にあるという条件を満たすかを判定してもよい。

ステップＳ６７０５において、時刻ｔ_ｐにおいて自車両が合流不可能状態であると判定された場合は、ステップＳ６７０６に進み、一方、時刻ｔ_ｐにおいて、自車両が合流不可能状態ではないと判定された場合は、ステップＳ６７０９に進み、合流不可能状態が継続する継続時間Ｔ_ｐが０にリセットされる。

ステップＳ６７０６では、自車両が合流不可能状態であると判定されているため、合流不可能状態が継続する継続時間Ｔ_ｐに、上述したサイクル時間Δｔが追加され、継続時間Ｔ_ｐが更新される。

そして、ステップＳ６７０７では、継続時間Ｔ_ｐが、所定時間Ｔ_ｐ ^０よりも大きいか否かの判定が行われる。継続時間Ｔ_ｐが所定時間Ｔ_ｐ ^０よりも大きいと判定された場合には、後方車両の運転者が、後方車両の前方に自車両が車線変更するものと予測し、後方車両が自車両に対して一定の車間距離を確保するように挙動するものと判断して、ステップＳ６７０８に進む。そして、ステップＳ６７０８において、追従対象車両が、前方車両から自車両に変更される。一方、ステップＳ６７０７において、継続時間Ｔ_ｐが所定時間Ｔ_ｐ ^０以下であると判定された場合には、前方車両が、追従対象車両として設定されたまま、ステップＳ６７１０に進む。

なお、後方車両挙動予測部８５は、自車両の方向指示器の動作状況の検出を行い、本線車線側の方向指示器の点灯を検出した場合には、後方車両の運転者は、後方車両の前方に自車両が車線変更をすることを、より早いタイミングで予測することができるものと判断し、所定時間Ｔ_ｐ ^０をより小さい値に設定してもよい。

そして、ステップＳ６７１０では、公知の追従モデルに基づいて、合流地点における後方車両の挙動の予測が行われる。具体的には、後方車両挙動予測部８５は、追従対象車両として設定された自車両または前方車両に、後方車両が追従するものとして、時刻ｔ_ｐにおける後方車両の挙動を予測する。そして、ステップＳ６７１１では、時刻ｔ_ｐが、上述したサイクル時間Δｔ経過した時刻に更新される。

ステップＳ６７１２では、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまでの後方車両の挙動が予測されたか否かの判定が行われる。本実施形態においては、後方車両挙動予測部８５は、時刻ｔ_ｐが、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄよりも遅い時刻であるか否かを判定し、時刻ｔ_ｐが時刻ｔ_ｅｎｄよりも遅い時刻である場合に、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまでの後方車両の挙動が予測されたと判定する。刻ｔ_ｅｎｄまでの後方車両の挙動が予測されたと判定された場合は、この後方車両挙動予測処理を終了する。一方、時刻ｔ_ｅｎｄまでの後方車両の挙動が予測されていないと判定された場合は、ステップＳ６７０３に戻り、自車両が車線終端点に到達する時刻ｔ_ｅｎｄまで、合流地点における後方車両の挙動の予測が行われる。

以上のように、ステップＳ６０７の後方車両挙動予測処理が行われる。

図１４に戻り、ステップＳ６０８〜Ｓ６１０では、第１実施形態のステップＳ１０８〜Ｓ１１０と同様に、後方車両ストレス度合の評価が行われ（ステップＳ６０８）、合流ストレス度合の評価が行われた後（ステップＳ６０９）、合流地点において車線変更が許容される時間があるか否かの判断が行われる（ステップＳ６１０）。ステップＳ６１０において、合流地点において車線変更が許容される時間があると判断された場合には、ステップＳ６１１に進み、一方、合流地点において車線変更が許容される時間がないと判断された場合は、ステップＳ６１５に進む。

ステップＳ６１１では、車線変更制御部８８により、車線変更所要時間の算出が行われる。ここで、第６実施形態では、後方車両が、自車両の車線変更を予測して、自車両に対して一定の車間距離を確保するように挙動するまでは、自車両は合流車線を走行するものと判断して、車線変更所要時間Ｔ_ＬＣを構成する走行継続時間Ｔ_Ａを算出してもよい。具体的には、車線変更制御部８８は、走行継続時間Ｔ_Ａが下記式（３８）に示す条件を満たすものとして、走行継続時間Ｔ_Ａを算出する。

なお、上記式（３８）において、ｔ_ｗ’は、自車両と後方車両とが上記式（３６），（３７）に示す条件を満たすことで、自車両が合流不可能状態となった最初の時刻である。また、Ｔ_ｗ’は、合流不可能状態が継続することで、後方車両の運転者が、自車両が後方車両の前方に車線変更することを予測し、自車両と一定の車間距離をとるように挙動するものと判断されるまでの時間であり、例えば、上述したステップＳ６７０７で導入した所定時間Ｔ_ｐ ^０を用いることができる。

次に、ステップＳ６１２，Ｓ６１３では、第１実施形態のステップＳ１１２，１１３と同様に、目標操舵角の算出および出力が行われ、ステップＳ６１４に進む。

ステップＳ６１４では、車線変更制御部８８により、目標駆動力の出力が行われる。具体的には、車線変更制御部８８は、例えば、ステップＳ６０１で算出した推定目標加速度ａ^＊＾を得るための駆動力を目標駆動力として算出し、パワートレーンコントローラ１１０に出力することができる。これにより、パワートレーンコントローラ１１０は、目標駆動力に応じて、エンジンのスロットル開度やトランスミッションの変速比を算出し、エンジン・駆動機構１２０を制御する。

なお、ステップＳ６１０において、合流地点において車線変更が許容される時間がないと判断された場合に、ステップＳ６１５に進む。ステップＳ６１５では、車線変更制御部８８により、自車両の現在の走行位置から車線終端点までの距離が、所定値以下か否かの判定が行われる。自車両の走行位置から車線終端点までの距離が所定値以下である場合には、ステップＳ６１７に進み、一方、自車両の走行位置から車線終端点までの距離が所定値よりも大きい場合はステップＳ６１６に進む。

ステップＳ６１６では、自車両の走行位置から車線終端点までの距離が所定値よりも大きく、自車両が車線終端点に到達するまでに時間的な余裕があるものと判断される。そこで、車線変更制御部８８は、合流制御モードを継続したまま、自車両の現在の車速を維持するように、パワートレーンコントローラ１１０に指示し、この車線変更制御処理を終了する。これにより、次回以降の車線変更制御処理において、合流地点における自車両の誘導を行うことができる。

一方、ステップＳ６１５において、自車両の走行位置から車線終端点までの距離が所定値以下であると判断された場合には、ステップＳ６１７に進む。ステップＳ６１７では、自車両が車線終端点に接近しているため、自車両の車線変更が困難であると判断され、自車両の走行を停止するための停止モードがオンとなり、自車両を停止させように、パワートレーンコントローラ１１０が制御される。なお、自車両の走行を停止するための停止モードがオンにされた後は、次回処理以降のステップＳ６０４において、合流制御モードがオンと判断されず、合流地点における自車両の誘導が行われないこととなる。

以上のように、第６実施形態に係る車線変更制御装置は、自車両と後方車両との車間距離が、後方車両から自車両を視認できる範囲にあり、かつ、自車両と後方車両とが同程度の走行速度で、所定時間以上継続して走行している場合に、後方車両の運転者は、自車両が後方車両の前方に車線変更するものと予測し、自車両と一定の車間距離をとるものと判断し、合流地点における後方車両の挙動を予測する。また、このような場合に、自車両の方向指示器の点灯が検出された場合には、後方車両の運転者は、後方車両の前方に自車両が車線変更をすることを、より早いタイミングで予測することができるものと判断し、合流地点における後方車両の挙動を予測する。これにより、第６実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、合流地点における後方車両の挙動を、自車両と後方車両との走行状況に応じて、より適切に予測することができ、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスをより適切に評価することができる。

さらに、第６実施形態においては、合流地点における自車両の操舵制御を行うだけではなく、推定目標加速度に基づいて、合流地点における自車両の駆動力の制御も行われる。そのため、第６実施形態においては、合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者の運転負荷をより低減することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

すなわち、本発明は、上述した実施形態に限られず、また、上述した第１〜６実施形態を組合せて実施してもよい。

また、上述した２，３実施形態では、合流ストレス度合を、車線終端ストレス度合と後方車両ストレス度合との合計値、または、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合のうち各時刻において最大となる値を選択して算出する構成を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、合流ストレス度合を、車線終端ストレス度合および後方車両ストレス度合のうち各時刻において最小となる値を選択して算出する構成としてもよい。

さらに、上述した第２，３実施形態では、自車両と後方車両との車間時間および接近時間に基づいて、後方車両ストレス度合を算出する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、自車両と後方車両との車間時間および接近時間のうち、いずれか一方のみに基づいて、後方車両ストレス度合を算出する構成としてもよい。
また、自車両の走行情報(自車位置情報)を取得する走行情報取得部８１、自車両が走行する車線の車線情報を取得する車線情報取得部８２、自車両周囲を走行する他車両を検出する他車両検出部８３、合流地点における自車両の挙動を予測する自車両挙動予測部８４、本線車線において自車両の後方を走行する後方車両の挙動を予測する後方車両挙動予測部８５、自車両が車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを評価する車線終端ストレス評価部８６、合流地点における後方車両に対する自車両の運転者のストレスを評価する後方車両ストレス評価部８７、車線変更制御部８８の合流ストレス評価までを、車線変更ストレス評価方法として車両に予め記憶させるのではなく、プログラムデータとして外部から通信によって受信し、記憶させてもよい。これにより、最新の合流地点が随時更新可能になり、ユーザーが逐次設定する手間を省くことができる。

なお、上述した実施形態のマイクロプロセッサ８０の走行情報取得部８１は本発明の走行情報取得手段に、車線情報取得部８２は本発明の車線情報取得手段に、自車両挙動予測部８４は本発明の自車両挙動予測手段に、他車両検出部８３は本発明の他車両検出手段に、後方車両挙動予測部８５は本発明の後方車両挙動予測手段および合流不可能状態判断手段に、車線終端ストレス評価部８６は本発明の車線終端ストレス評価手段に、後方車両ストレス評価部８７は本発明の後方車両ストレス評価手段および合流可能状態判断手段に、車線変更制御部８８は本発明の合流ストレス評価手段、車線変更計画手段、および誘導手段に、モーターコントローラ９０および操舵アシストモーター１００は、本発明の誘導手段にそれぞれ相当する。

１０ａ〜１０ｄ…カメラ
２０…車速センサ
３０…ストロークセンサ
４０…操舵角センサ
５０…方向指示スイッチ
６０…ＧＰＳユニット
７０…道路情報データベース
８０…マイクロプロセッサ
８１…走行情報取得部
８２…車線情報取得部
８３…他車両検出部
８４…自車両挙動予測部
８５…後方車両挙動予測部
８６…車線終端ストレス評価部
８７…後方車両ストレス評価部
８８…車線変更制御部
９０…モーターコントローラ
１００…操舵アシストモーター
１１０…パワートレーンコントローラ
１２０…エンジン・駆動系

Claims (13)

1. 自車両の操舵角を含む走行情報を取得する走行情報取得手段と、
   前記自車両の走行情報に基づいて、自車両が走行する車線が本線車線に合流する合流車線であるかを判断し、自車両が走行する車線が前記合流車線である場合に、前記合流車線と前記本線車線とが合流する合流地点において、前記合流車線の終端である車線終端点の位置情報を取得する車線情報取得手段と、
   前記自車両の走行情報に基づいて、前記合流地点における自車両の挙動を予測する自車両挙動予測手段と、
   自車両周囲を走行する他車両を検出し、検出した他車両の走行情報を検出する他車両検出手段と、
   前記他車両検出手段により検出された前記他車両が、前記本線車線において自車両の後方を走行する後方車両である場合に、前記他車両の走行情報に基づいて、前記合流地点における前記後方車両の挙動を予測する後方車両挙動予測手段と、
   前記車線終端点の位置情報と、前記合流地点における自車両の挙動の予測結果とに基づいて、自車両が前記車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを、車線終端ストレス度合として、時系列に沿って評価する車線終端ストレス評価手段と、
   前記合流地点における自車両の挙動の予測結果と、前記合流地点における後方車両の挙動の予測結果とに基づいて、前記合流地点における前記後方車両に対する自車両の運転者のストレスを、後方車両ストレス度合として、時系列に沿って評価する後方車両ストレス評価手段と、
   各時刻における前記車線終端ストレス度合および前記後方車両ストレス度合のうち大きい方の値を、自車両が前記合流地点において車線変更を行う際の自車両の運転者のストレスである合流ストレス度合として、時系列に沿って評価する合流ストレス評価手段と、
   前記合流ストレス度合が、小さくなるようなタイミングで、自車両が前記合流車線から前記本線車線に車線変更することができるように、自車両の操舵角の時系列データを車線変更計画として作成する車線変更計画手段と、
   前記車線変更計画に基づいて、自車両を前記合流車線から自車両の操舵制御を行うことにより、前記本線車線に誘導する誘導手段と、を備えることを特徴とする車線変更制御装置。
2. 請求項１に記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線変更計画手段は、時系列に沿って算出された前記合流ストレス度合の数値データが、相対的に小さくなるようなタイミングで、自車両が前記合流車線から前記本線車線に車線変更することができるように、前記車線変更計画を作成することを特徴とする車線変更制御装置。
3. 請求項２に記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線変更計画手段は、前記車線変更計画を作成する際に、前記合流ストレス度合が最小となる時刻を、自車両が前記本線車線への合流を完了する時刻として算出することを特徴とする車線変更制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線終端ストレス評価手段は、前記車線終端ストレス度合を、前記車線終端ストレス度合の経時変化を表す関数として算出し、
   前記後方車両ストレス評価手段は、前記後方車両ストレス度合を、前記後方車両ストレス度合の経時変化を表す関数として算出し、
   前記合流ストレス評価手段は、前記合流ストレス度合を、前記車線終端ストレス度合の経時変化を表す関数と前記後方車両ストレス度合の経時変化を表す関数とに基づいて、前記合流ストレス度合の経時変化を表す関数として算出することを特徴とする車線変更制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線終端ストレス度合の数値データおよび前記後方車両ストレス度合の数値データは、前記合流地点において自車両が車線変更を行う際に、自車両の運転者が車線変更を不可能であると判断する値である上限ストレス値と、自車両の運転者がストレスを感じない値である下限ストレス値との間の範囲内となるように設定されることを特徴とする車線変更制御装置。
6. 請求項５に記載の車線変更制御装置であって、
   自車両と前記後方車両との相対速度が所定値以下であり、かつ、自車両と前記後方車両との車間距離が、自車両が前記後方車両の前方に車線変更することが可能な範囲にある場合に、自車両が前記本線車線に合流可能な合流可能状態であると判断する合流可能状態判断手段をさらに備え、
   前記後方車両ストレス評価手段は、前記合流可能状態の継続時間が大きいほど、前記後方車両ストレス度合を、前記下限ストレス値に近づけるように設定することを特徴とする車線変更制御装置。
7. 請求項６に記載の車線変更制御装置であって、
   前記後方車両ストレス評価手段は、自車両の方向指示器の動作状況の検出を行い、前記方向指示器の方向指示動作を検出した場合には、前記合流可能状態が継続することにより、前記後方車両ストレス度合を前記下限ストレス値に近づける度合を、大きくなるようにすることを特徴とする車線変更制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線変更計画手段は、自車両が転舵を開始せずに前記合流車線での走行を継続する時間である走行継続時間、および自車両が車線変更するための転舵を開始してから終了するまでの時間である車線変更時間を算出し、現在の時刻から、前記走行継続時間と前記車線変更時間とを合計した時間である合計時間が経過した際の時刻を、自車両が前記本線車線への合流を完了する時刻として算出することを特徴とする車線変更制御装置。
9. 請求項８に記載の車線変更制御装置であって、
   前記車線変更計画手段は、自車両の方向指示器の動作状況の検出を行い、前記方向指示器の方向指示動作を検出した場合に、前記方向指示器の方向指示動作を検出した時刻から一定時間は、前記自車両が転舵を開始せずに前記合流車線での走行を継続すると判断し、該判断に基づき、前記走行継続時間を算出することを特徴とする車線変更制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の車線変更制御装置であって、
    自車両と前記後方車両との相対速度が所定値以下であり、かつ、自車両と前記後方車両との車間距離が、前記後方車両から自車両が視認可能な範囲にある場合に、自車両が前記本線車線に合流不可能な合流不可能状態であると判断する合流不可能状態判断手段をさらに備え、
    前記後方車両挙動予測手段は、前記合流不可能状態が所定の継続時間以上継続した場合に、前記後方車両は、自車両に対して一定の車間距離を確保するように挙動するものと予測し、
    前記後方車両ストレス評価手段は、前記後方車両の挙動の予測結果に基づいて、前記後方車両ストレス度合を評価することを特徴とする車線変更制御装置。
11. 請求項１０に記載の車線変更制御装置であって、
    前記後方車両挙動予測手段は、自車両の方向指示器の動作状況の検出を行い、前記方向指示器の方向指示動作を検出した場合に、前記所定の継続時間よりも短い時間で、前記後方車両が自車両に対して一定の車間距離を確保するように挙動するものと予測することを特徴とする車線変更制御装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の車線変更制御装置であって、
    前記自車両挙動予測手段は、前記他車両検出手段により前記本線車線において自車両の前方を走行する前方車両が検出された場合に、自車両は前記前方車両に接近しすぎないように加減速を行うものとして、自車両の挙動を予測し、
    前記車線終端ストレス評価手段は、前記自車両の挙動の予測結果に基づいて、前記車線終端ストレス度合を評価し、
    前記後方車両ストレス評価手段は、前記自車両の挙動の予測結果に基づいて、前記後方車両ストレス度合を評価することを特徴とする車線変更制御装置。
13. 走行情報取得手段と、自車両挙動予測手段と、車線情報取得手段と、車線終端ストレス評価手段と、他車両検出手段と、後方車両挙動予測手段と、後方車両ストレス評価手段と、合流ストレス評価手段と、を備えるコンピュータを用いて、合流地点において車線変更を行う際の運転者のストレスを合流ストレス度合として評価する車線変更ストレス評価方法であって、
    前記走行情報取得手段により、自車両の走行情報を取得し、
    前記自車両挙動予測手段により、取得した前記自車両の走行情報に基づいて、合流車線と本線車線とが合流する合流地点における自車両の挙動を予測し、
    前記車線情報取得手段により、前記合流車線の終端である車線終端点の位置情報を取得し、
    前記車線終端ストレス評価手段により、取得した前記車線終端点の位置情報と、予測した前記自車両の挙動とに基づいて、自車両が前記車線終端点に接近することに対する自車両の運転者のストレスを車線終端ストレス度合として時系列に沿って評価し、
    前記他車両検出手段により、自車両周囲の他車両を検出して該他車両の走行情報を取得し、
    前記後方車両挙動予測手段により、前記他車両が前記本線車線において自車両の後方を走行する後方車両である場合に、前記他車両の走行情報に基づいて、前記合流地点における前記後方車両の挙動を予測し、
    前記後方車両ストレス評価手段により、予測した前記他車両の挙動と、前記予測した自車両との挙動とに基づいて、前記合流地点における前記後方車両に対する自車両の運転者のストレスを後方車両ストレス度合として時系列に沿って評価し、
    前記合流ストレス評価手段により、各時刻における前記車線終端ストレス度合および前記後方車両ストレス度合のうち大きい方の値を、前記合流ストレス度合として、時系列に沿って評価することを特徴とする車線変更ストレス評価方法。
    

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