JP7134310B1 - 車両走行支援制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合流車線を走行している車両をよりスムーズに本線車線に移動させることができる車両走行支援制御装置を得る。【解決手段】合流判断部１０２は、設定距離ｄｓとして第１距離ｄｓ１を用いて、それぞれ合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、複数の合流加速度ａｍｒｇを演算する。合流判断部１０２は、複数の合流加速度ａｍｒｇのうち、絶対値が最も小さい合流加速度である第１加速度ａｍ１に対応する候補位置を合流位置として選択する。合流判断部１０２は、第１加速度ａｍ１の絶対値を加速度閾値ａｔｈと比較する。第１加速度ａｍ１が加速度閾値ａｔｈ以下である場合、合流判断部１０２は、合流位置を合流計画生成部１０３に出力する。第１加速度ａｍ１の絶対値が加速度閾値ａｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２は、設定距離ｄｓとして、第１距離ｄｓ１よりも短い第２距離ｄｓ２を用いて、選択した合流位置に対応する合流加速度として、第２加速度ａｍ２を演算する。【選択図】図２

Description

本開示は、車両走行支援制御装置に関する。

従来の車両制御システムでは、本線における複数の合流ターゲット位置候補が設定され、支線上の自車両が各合流ターゲット位置候補に到達するまでの走行距離が導出される。そして、自車両の走行距離が最も短くなる合流ターゲット位置候補が、合流ターゲット位置として選択される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１６５１９７号公報

上記の従来の車両制御システムでは、本線を走行している複数の車両の車間距離が基準距離以下の箇所は、合流ターゲット位置候補から除外される。そのため、自車両の近傍において本線を走行している複数の車両の車間距離が基準距離以下である場合、自車両の近傍以外の合流ターゲット位置候補が合流ターゲット位置として選択される。その場合、合流ターゲット位置に向けて自車両を走行させると、自車両が急加速又は急減速する虞がある。

本開示は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、合流車線を走行している車両をよりスムーズに本線車線に移動させることができる車両走行支援制御装置を得ることを目的とする。

本開示に係る車両走行支援制御装置は、本線車線を走行している車両である本線車両の位置情報と、本線車両の速度情報と、合流車線を走行している車両である合流車両の位置情報と、合流車両の速度情報と、合流車両と本線車両との間に確保すべき車間距離である設定距離とに基づいて、合流車両の本線車線への移動完了時における本線車両に対する合流車両の位置である合流位置を演算する合流判断部、合流車両を合流位置に到達させるための合流計画を生成する合流計画生成部、及び合流計画に基づいて、合流車両を制御する合流制御部を備え、合流判断部は、設定距離として第１距離を用いて、それぞれ合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、複数の候補位置のそれぞれに合流車両が移動した場合に合流車両に生じる加速度である複数の合流加速度を演算し、複数の合流加速度のうち、絶対値が最も小さい合流加速度である第１加速度に対応する候補位置を合流位置として選択し、合流判断部は、第１加速度の絶対値を加速度閾値と比較し、第１加速度の絶対値が加速度閾値以下である場合、合流判断部は、合流位置を合流計画生成部に出力し、第１加速度の絶対値が加速度閾値よりも大きい場合、合流判断部は、設定距離として、第１距離よりも小さい第２距離を用いて、選択した合流位置に対応する合流加速度として、第１加速度の絶対値よりも絶対値が小さい第２加速度を演算し、合流位置を合流計画生成部に出力する。

本開示に係る車両走行支援制御装置によれば、合流車線を走行している車両をよりスムーズに本線車線に移動させることができる。

実施の形態１に係る車両走行支援制御装置が適用される道路、本線車両、及び合流車両を示す模式図である。 図１の合流車両に搭載されている機器を示すブロック図である。 合流開始時における図２の合流判断部の処理を説明するための模式図である。 合流位置が第１本線車両の前方である場合における合流判断部の処理を説明するための模式図である。 合流位置が第１本線車両の後方である場合における合流判断部の処理を説明するための模式図である。 合流位置が第１本線車両の前方である場合における第１車間距離、合流車両の速度、及び合流車両の加速度の時間変化を示す図である。 合流位置が第１本線車両の後方である場合における第１車間距離、合流車両の速度、及び合流車両の加速度の時間変化を示す図である。 図２の車両走行支援制御装置が実行する合流支援制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８の合流支援制御ルーチンにおける合流位置選択のサブルーチンを示すフローチャートである。 図２の車両走行支援制御装置の各機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。 実施の形態２に係る車両走行支援制御装置の構成図である。 設定距離が第１距離に設定されている場合の合流判断部の処理を説明するための模式図である。 設定距離が第２距離に設定されている場合の合流判断部の処理を説明するための模式図である。 図１１の車両走行支援制御装置が実行する合流支援制御ルーチンにおける合流位置選択のサブルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態３に係る車両走行支援制御装置が適用される道路、本線車両、合流車両、及び路側機を示す模式図である。 実施の形態３に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。 図１７の路側制御部の機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。 実施の形態４に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。 実施の形態５に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。 第１本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両の前方に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。 第１本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両の前方に移動して合流を完了する場合の模式図である。 第１本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両の前方に移動して合流を完了する場合における合流車両と仮想車両との間の距離、合流車両の速度、及び合流車両の加速度の時間変化を示す図である。 第１本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両の前方に移動して合流を完了する場合における第１本線車両と仮想車両との間の距離、第１本線車両の速度、及び第１本線車両の加速度の時間変化を示す図である。 第１本線車両が加速するとともに、第２本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両と第２本線車両との間に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。 第１本線車両が加速するとともに、第２本線車両が減速して、合流車両が第１本線車両と第２本線車両との間に移動して合流を完了する場合の模式図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置が適用される道路、本線車両、及び合流車両を示す模式図である。図１は、道路ＲＤの合流部を上方から見た図である。合流部では、本線車線Ｌ１と合流車線Ｌ２とが接続されている。なお、図１では、合流部において、本線車線Ｌ１と合流車線Ｌ２とは互いに平行であるが、これらは必ずしも平行である必要はない。

第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２は、道路ＲＤの本線車線Ｌ１を走行している車両である。第２本線車両ＶＲ２は、第１本線車両ＶＲ１の後続車両である。合流車両ＶＬは、道路ＲＤの合流車線Ｌ２を走行している車両である。

合流車両ＶＬは、合流区間において第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に合流する。本例において、合流区間は、合流車線Ｌ２の始点Ｌ２ｓから合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅまでの区間として定義される。また、合流区間の長さはＸＬと定義される。

図２は、図１の合流車両ＶＬに搭載されている機器を示すブロック図である。合流車両ＶＬは、地図格納部１１、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１２、周辺センサ１３、駆制動制御装置１４、及び車両走行支援制御装置１００を有している。つまり、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００は、合流車両ＶＬに搭載されている。

地図格納部１１には、地図情報が格納されている。地図情報は、道路ＲＤの本線車線Ｌ１及び合流車線Ｌ２の情報を含んでいる。

ＧＰＳ受信機１２は、図示しないＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。

周辺センサ１３は、合流車両ＶＬの周辺に存在する物体を検出するとともに、当該物体の位置及び速度を検出する。

車両走行支援制御装置１００は、機能ブロックとして、本線車両検出部１０１、合流判断部１０２、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４を備えている。車両走行支援制御装置１００は、地図格納部１１から地図情報を取得し、ＧＰＳ受信機１２から合流車両ＶＬの位置、即ち、自車の位置を取得する。また、車両走行支援制御装置１００は、周辺センサ１３から合流車両ＶＬの周辺に存在する物体の位置情報及び合流車両ＶＬの周辺に存在する物体の速度情報を取得する。

車両走行支援制御装置１００は、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に合流するのを支援するための制御量として、加速度指令ａ_ｒｅｆを演算し、駆制動制御装置１４に加速度指令ａ_ｒｅｆを出力する。

駆制動制御装置１４は、車両走行支援制御装置１００からの加速度指令ａ_ｒｅｆに基づいて、合流車両ＶＬの図示しない駆動装置及び制動装置を制御する。これにより、合流車両ＶＬの加減速が制御される。

以下、車両走行支援制御装置１００の各機能ブロックである本線車両検出部１０１、合流判断部１０２、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４について詳細に説明する。

本線車両検出部１０１は、周辺センサ１３から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得する。また、本線車両検出部１０１は、地図格納部１１から地図情報を取得する。本線車両検出部１０１は、ＧＰＳ受信機１２から合流車両ＶＬの位置情報を取得する。本線車両検出部１０１は、取得した周辺物体の位置情報と、取得した周辺物体の速度情報と、地図情報と、合流車両ＶＬの位置情報とに基づいて、第１本線車両ＶＲ１の位置及び第１本線車両ＶＲ１の速度を検出する。本線車両検出部１０１は、同様に、第２本線車両ＶＲ２の位置及び第２本線車両ＶＲ２の速度を検出する。

より具体的に述べると、本線車両検出部１０１は、周辺センサ１３により検出された周辺物体の位置情報と地図情報とを照合し、検出した周辺物体の中から本線車線Ｌ１上に存在する物体を特定する。図１の例では、本線車線Ｌ１上に存在する物体として、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２が特定される。そして、本線車両検出部１０１は、第１本線車両ＶＲ１の位置情報と、第１本線車両ＶＲ１の速度情報と、第２本線車両ＶＲ２の位置情報と、第２本線車両ＶＲ２の速度情報とを合流判断部１０２に出力する。

合流判断部１０２は、第１本線車両ＶＲ１の位置情報、第２本線車両ＶＲ２の位置情報、第１本線車両ＶＲ１の速度情報、第２本線車両ＶＲ２の速度情報、合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、及び地図情報に基づいて、合流位置及び合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算する。また、合流判断部１０２は、演算した合流位置及び合流時間Ｔ_ｍｒｇを合流計画生成部１０３へ出力する。

ここで、合流位置は、合流車両ＶＬの本線車線Ｌ１への移動完了時における第１本線車両ＶＲ１又は第２本線車両ＶＲ２に対する合流車両ＶＬの位置である。また、合流時間Ｔ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬの合流開始から本線車線Ｌ１への移動完了までの時間である。合流開始とは、合流車両ＶＬが合流車線Ｌ２の始点Ｌ２ｓを通過した時点であり、移動完了とは、合流車両ＶＬが合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅを通過した時点である。即ち、合流時間Ｔ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬが合流区間を走行している時間である。

図３は、合流開始時における図２の合流判断部の処理を説明するための模式図である。図３において、合流車両ＶＬが、合流車線Ｌ２の始点Ｌ２ｓを通過している。また、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２が本線車線Ｌ１を走行している。合流車両ＶＬの速度はＶ_Ｌ０、第１本線車両ＶＲ１の速度及び第２本線車両ＶＲ２の速度はいずれもＶ_Ｒである。

また、合流車両ＶＬと第１本線車両ＶＲ１との車間距離を第１車間距離ｄ１、合流車両ＶＬと第２本線車両ＶＲ２との車間距離を第２車間距離ｄ２とする。合流開始時の第１車間距離ｄ１及び第２車間距離ｄ２をそれぞれ第１車間距離の初期値ｄ１_０及び第２車間距離の初期値ｄ２_０とする。以下、車間距離は、合流車両が本線車両に対して先行している場合は負の値として定義され、本線車両が合流車両に対して先行している場合は正の値として定義される。また、車間距離は、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２の走行方向に平行な方向における距離である。

この例のように、２台の本線車両ＶＲ１，ＶＲ２が連なって本線車線Ｌ１を走行している場合、合流車両ＶＬの合流の候補位置としては、以下の４通りが考えられる。
（１）第１本線車両ＶＲ１の前方
（２）第１本線車両ＶＲ１の後方
（３）第２本線車両ＶＲ２の前方
（４）第２本線車両ＶＲ２の後方

図４は、合流位置が第１本線車両ＶＲ１の前方である場合における合流判断部１０２の処理を説明するための模式図である。この場合、合流車両ＶＬは、合流区間の終点、即ち、合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅにおいて、第１本線車両ＶＲ１との間に第１車間距離ｄ１として－ｄ_ｓの距離を確保した状態で、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２との合流を完了する。ここで、ｄ_ｓは、設定距離である。設定距離ｄ_ｓは、走行中の車両同士が互いに確保すべき車間距離である。例えば、設定距離ｄ_ｓは、合流車両ＶＬと第１本線車両ＶＲ１との間に確保すべき車間距離である。なお、設定距離ｄ_ｓは０よりも大きい値である。

図５は、合流位置が第１本線車両ＶＲ１の後方である場合における合流判断部１０２の処理を説明するための模式図である。この場合、合流車両ＶＬは、合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅにおいて、第１本線車両ＶＲ１との間に、第１車間距離ｄ１として設定距離ｄ_ｓを確保した状態で、第１本線車両ＶＲ１との合流を完了する。

図３、図４、及び図５の例では、２台の本線車両、即ち、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に対して、合流車両ＶＬの合流の候補位置は、最大で各本線車両の前後に１つずつ、計４通り存在する。Ｎ台の本線車両に対しては、合流の候補位置は、最大２×Ｎ通り存在する。ここで、Ｎは自然数である。

ただし、合流位置は、合流車両ＶＬとすべての本線車両との間において設定距離ｄ_ｓを確保可能な位置である必要がある。そこで、２×Ｎ個の候補位置のうち、各本線車両との間の距離が設定距離ｄ_ｓよりも短くなるような候補位置が存在する場合、合流判断部１０２は、当該候補位置を合流の候補位置から除外する。

例えば、図５に示すように、第１本線車両ＶＲ１の後方に、第１本線車両ＶＲ１との間に設定距離ｄ_ｓを確保するように候補位置が設定され、当該候補位置に合流車両ＶＬが移動した場合を考える。この場合、第２本線車両ＶＲ２の位置によっては、当該候補位置と第２本線車両ＶＲ２との間に設定距離ｄ_ｓを確保できない場合がある。この場合、合流判断部１０２は、当該候補位置を合流の候補位置から除外する。

図６は、合流位置が第１本線車両ＶＲ１の前方である場合、即ち、図４の場合における第１車間距離ｄ１、合流車両ＶＬの速度、及び合流車両ＶＬの加速度の時間変化を示す図である。図７は、合流位置が第１本線車両ＶＲ１の後方である場合、即ち、図５の場合における第１車間距離ｄ１、合流車両ＶＬの速度、及び合流車両ＶＬの加速度の時間変化を示す図である。

図６及び図７において、合流車両ＶＬが合流車線Ｌ２の始点Ｌ２ｓを通過する時刻をｔ０とする。時刻ｔ０から合流時間Ｔ_ｍｒｇが経過した時刻ｔ２において、第１車間距離ｄ１は、目標車間距離ｄ＊に到達する。また、時刻ｔ２において、合流車両ＶＬの速度Ｖは、目標速度である第１本線車両ＶＲ１の速度Ｖ_Ｒに到達する。

第１車間距離ｄ１の時刻ｔ０における車間距離ｄ１_０は、図６の例、図７の例ともにｄ_０とする。目標車間距離ｄ＊は、図６の場合、ｄ＊＝－ｄ_ｓであり、図７の場合、ｄ＊＝ｄ_ｓである。このとき、合流車両ＶＬは、一定時間τ_ｄの間に加速又は減速を１回ずつ行う。図６及び図７において、合流時間Ｔ_ｍｒｇ、第１車間距離ｄ１、目標車間距離ｄ＊、合流車両ＶＬの速度、及び合流車両ＶＬの加速度には、以下の式（１）～（４）の関係が成り立つ。

ここで、Ｖ_Ｌ０は、時刻ｔ０における合流車両ＶＬの速度、Ｖ_Ｌ１は、時刻ｔ１における合流車両ＶＬの速度、ａ_１は、時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間における合流車両ＶＬの加速度、ａ_２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間における合流車両ＶＬの加速度である。

合流車両ＶＬが合流開始から合流時間Ｔ_ｍｒｇ経過後に合流を完了したとき、第１本線車両ＶＲ１は、合流車両ＶＬから目標車間距離ｄ＊だけ離れた位置にある。そのため、第１本線車両ＶＲ１は、合流時間Ｔ_ｍｒｇの間に［ＸＬ－（ｄ_０－ｄ＊）］だけ走行している。第１本線車両ＶＲ１の速度Ｖ_Ｒを用いると、合流時間Ｔ_ｍｒｇは、以下の式（５）により演算される。

また、式（１）～（４）を整理すると、１回目の加減速時における加速度ａ_１及び２回目の加減速時における加速度ａ_２は、それぞれ以下の式（６）及び式（７）により演算することができる。

次に、合流加速度ａ_ｍｒｇを、加速度ａ_１，ａ_２の絶対値の最大値として、以下の式（８）のように定義する。合流加速度ａ_ｍｒｇは、複数の候補位置のそれぞれに合流車両ＶＬが移動した場合に合流車両ＶＬに生じる加速度の絶対値の最大値である。言い換えると、合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流区間における合流車両ＶＬの加速度の絶対値の最大値である。合流加速度ａ_ｍｒｇが小さいほど、合流時における合流車両ＶＬの加減速が緩やかとなる。

なお、合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流時における合流車両ＶＬの加速度ａの二乗の積分値として、以下の式（９）のように定義してもよい。

合流判断部１０２は、４つの合流の候補位置、即ち、第１本線車両ＶＲ１の前方、第１本線車両ＶＲ１の後方、第２本線車両ＶＲ２の前方、第２本線車両ＶＲ２の後方に対して、それぞれ合流加速度ａ_ｍｒｇを演算する。そして、合流判断部１０２は、第１加速度ａ_ｍ１に対応する候補位置を合流位置として選択する。第１加速度ａ_ｍ１は、絶対値が最も小さい合流加速度ａ_ｍｒｇである。

合流判断部１０２は、選択した合流位置に対応する合流加速度ａ_ｍｒｇ、即ち、第１加速度ａ_ｍ１を加速度閾値ａ_ｔｈと比較する。合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈ以下の場合、合流判断部１０２は、合流位置と、式（５）において求めた合流時間Ｔ_ｍｒｇとを合流計画生成部１０３に出力する。

一方、合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２は、設定距離ｄ_ｓを小さくする。例えば、設定距離ｄ_ｓとして第１距離ｄ_ｓ１が設定されている場合、合流判断部１０２は、設定距離ｄ_ｓを第１距離ｄ_ｓ１から、第１距離ｄ_ｓ１よりも短い第２距離ｄ_ｓ２に変更する。

そして、合流判断部１０２は、第２距離ｄ_ｓ２を用いて、選択した合流位置に対応する合流加速度として、第２加速度ａ_ｍ２を式（６）～（８）により演算し、この場合の合流時間Ｔ_ｍｒｇを式（５）により演算する。合流判断部１０２は、合流位置と、合流時間Ｔ_ｍｒｇとを合流計画生成部１０３に出力する。

合流計画生成部１０３は、合流車両ＶＬを、合流位置に到達させるための合流計画を生成し、生成された合流計画を合流制御部１０４へ出力する。より具体的に述べると、合流計画生成部１０３は、合流判断部１０２により演算された合流位置と、合流時間Ｔ_ｍｒｇとに基づいて、合流車両ＶＬが、合流位置に合流区間内で到達するための合流計画を生成する。合流計画は、合流車両ＶＬの車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの少なくとも１つを含んでいる。

車間計画ｄ_ｐｌａｎは、合流車両ＶＬが合流位置に移動するまでの合流車両ＶＬと、第１本線車両ＶＲ１又は第２本線車両ＶＲ２との間の距離である。速度計画ｖ_ｐｌａｎは、合流車両ＶＬが合流位置に移動するまでの合流車両ＶＬの速度の目標値である。加速度計画ａ_ｐｌａｎは、合流車両ＶＬが合流位置に移動するまでの合流車両ＶＬの加速度の目標値である。

図６及び図７に示した車間距離、速度、及び加速度の各時間変化の波形が、それぞれ車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎを表している。なお、図６及び図７に示された車間距離は、合流車両ＶＬと第１本線車両ＶＲ１との間の車間距離ｄ１である。

図６及び図７における車間距離ｄ１の時間変化は、車間距離ｄ１が、時刻ｔ０において車間距離ｄ１_０から目標車間距離ｄ＊へと変化するステップ入力に対して、移動平均フィルタ処理を２回実施することによって得られる。移動平均フィルタ処理を２回実施した場合の伝達関数Ｆ_ａｖｅ（ｓ）は、以下の式（１０）により表される。ここで、ｓは、複素変数である。

式（１０）の移動平均フィルタを用いて、車間計画ｄ_ｐｌａｎは、以下の式（１１）のように演算される。ここで、ｄ_ｉｎは、時刻ｔ０において第１車間距離ｄ１_０から目標車間距離ｄ＊へと変化するステップ入力である。

また、式（１０）をパデ近似することにより、以下の式（１２）が得られる。

式（１１）の車間計画ｄ_ｐｌａｎを用いて、速度計画ｖ_ｐｌａｎ及び加速度計画ａ_ｐｌａｎは、それぞれ以下の式（１３）及び式（１４）のように演算される。

また、加速度計画ａ_ｐｌａｎは、次のように、フィードフォワード制御により演算してもよい。加速度指令ａ_ｒｅｆに対する駆制動制御装置１４の応答Ｃ_ｄｒｖ（ｓ）は、以下の式（１５）のように定義される。ここで、Ｔ_ａは、駆制動制御装置１４が有する時定数である。

このとき、加速度指令ａ_ｒｅｆから車間距離ｄまでの伝達関数Ｐ_ｄ（ｓ）は、以下の式（１６）のようになる。なお、加速度指令ａ_ｒｅｆから車間距離ｄまでの伝達関数Ｐ_ｄ（ｓ）は、加速度指令ａ_ｒｅｆと合流車両ＶＬの加速度との関係及び合流車両ＶＬの加速度から車間距離ｄまでの伝達関数に基づいて演算される。

式（１２）及び式（１６）から、以下の式（１７）の伝達関数Ｃ_ｆｆ（ｓ）が演算される。加速度計画ａ_ｐｌａｎは、式（１７）の伝達関数Ｃ_ｆｆ（ｓ）を用いて、式（１８）のように演算される。このように、加速度計画ａ_ｐｌａｎは、伝達関数を用いることにより、即ち、フィードフォワード制御により演算することができる。

合流制御部１０４は、合流計画生成部１０３により生成された合流計画に基づいて、合流車両ＶＬを制御する。より具体的に述べると、合流制御部１０４は、合流計画生成部１０３から出力された車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの少なくとも１つに基づいて、加速度指令ａ_ｒｅｆを演算し、演算した加速度指令ａ_ｒｅｆを駆制動制御装置１４へ出力する。これにより、合流車両ＶＬの加減速が駆制動制御装置１４により制御される。

例えば、合流制御部１０４に速度計画ｖ_ｐｌａｎのみが入力される場合、加速度指令ａ_ｒｅｆは、以下の式（１９）により演算される。ここで、Ｋ_ｓｐ，Ｋ_ｓｉはそれぞれ、合流車両ＶＬの速度制御のための比例ゲイン，積分ゲインである。

また、合流制御部１０４に車間計画ｄ_ｐｌａｎ及び速度計画ｖ_ｐｌａｎが入力される場合、加速度指令ａ_ｒｅｆは、以下の式（２０）により演算される。ここで、Ｋ_ｄｐ，Ｋ_ｄｄはそれぞれ、車間距離制御のための比例ゲイン，微分ゲインである。

また、合流制御部１０４に車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎが入力される場合、加速度指令ａ_ｒｅｆは、以下の式（２１）により演算される。

また、合流制御部１０４に加速度計画ａ_ｐｌａｎのみが入力される場合、加速度指令ａ_ｒｅｆは、加速度計画ａ_ｐｌａｎに等しい。

このようにして、車両走行支援制御装置１００は、合流支援を実行する。合流支援は、合流判断部１０２により合流位置を演算し、合流計画生成部１０３により合流計画を生成し、合流制御部１０４により合流車両ＶＬを制御することにより、合流車両ＶＬを合流位置に到達させるための車両走行支援である。

なお、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、合流判断部１０２は、合流車両ＶＬに対する合流支援を中断させる。加速度上限値ａ_ｌｉｍは、合流時において合流車両ＶＬに生じる加速度の絶対値の上限値である。加速度上限値ａ_ｌｉｍは、加速度閾値ａ_ｔｈ以上の値である。

つまり、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、車両走行支援制御装置１００は、合流計画生成部１０３における合流計画の生成及び合流制御部１０４による加速度指令ａ_ｒｅｆの演算を実行しない。

図８は、図２の車両走行支援制御装置１００が実行する合流支援制御ルーチンを示すフローチャートである。図８のルーチンは、例えば、合流車両ＶＬが合流開始位置を通過したときに実行されるようになっている。図８のルーチンが開始されると、本線車両検出部１０１は、ステップＳ１０１において、本線車両が検出されたか否かを判定する。

本線車両が検出されない場合、車両走行支援制御装置１００は、このルーチンを一旦終了する。この場合、合流車両ＶＬは、別途実行される制御ルーチンによって、合流車線Ｌ２から本線車線Ｌ１へ移動する。

本線車両が検出された場合、合流判断部１０２は、ステップＳ１０２において、合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、及び地図情報を取得する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ１０３において、取得した合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、地図情報、及び設定距離ｄ_ｓに基づいて、複数の候補位置を抽出する。そして、合流判断部１０２は、複数の候補位置の中から合流位置を選択する。

次いで、合流計画生成部１０３は、ステップＳ１０４において、選択された合流位置に対する合流計画を生成する。

次いで、合流制御部１０４は、ステップＳ１０５において、生成された合流計画に基づいて、加速度指令ａ_ｒｅｆを演算し、演算した加速度指令ａ_ｒｅｆを駆制動制御装置１４へ出力して、本ルーチンを一旦終了する。

図９は、図８の合流支援制御ルーチンにおける合流位置選択のサブルーチンを示すフローチャートである。合流判断部１０２は、ステップＳ２０１において、設定距離ｄ_ｓとして第１距離ｄ_ｓ１を設定する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０２において、合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、本線車両ＶＲ１の位置情報、本線車両ＶＲ１の速度情報、地図情報、及び設定距離ｄ_ｓに基づいて、複数の候補位置を抽出する。そして、合流判断部１０２は、それぞれの候補位置に対して、少なくとも１台の本線車両との間に第１距離ｄ_ｓ１を確保することができない候補位置を合流の候補位置から除外する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０３において、複数の候補位置のそれぞれに対応する合流加速度ａ_ｍｒｇを演算する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０４において、複数の合流加速度ａ_ｍｒｇのうち、第１加速度ａ_ｍ１に対応する候補位置を合流位置として選択する。また、合流判断部１０２は、ステップＳ２０４において、選択された合流位置に対する合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０５において、第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。

第１加速度ａ_ｍ１が、加速度閾値ａ_ｔｈ以下の場合、合流判断部１０２は、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。このとき、合流判断部１０２は、ステップＳ２０４において選択された合流位置に関する情報と、演算された合流時間Ｔ_ｍｒｇとを合流計画生成部１０３に出力する。

第１加速度ａ_ｍ１が、加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２は、ステップＳ２０６において、設定距離ｄ_ｓを第１距離ｄ_ｓ１から第２距離ｄ_ｓ２に変更する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０７において、第２距離ｄ_ｓ２を用いて、ステップＳ２０４において選択された合流位置に対応する合流加速度ａ_ｍｒｇとして、第２加速度ａ_ｍ２を演算するとともに、合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算する。

次いで、合流判断部１０２は、ステップＳ２０８において、第２加速度ａ_ｍ２が加速度上限値ａ_ｌｉｍ以下であるか否かを判定する。

第２加速度ａ_ｍ２が加速度上限値ａ_ｌｉｍ以下である場合、合流判断部１０２は、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。このとき、合流判断部１０２は、ステップＳ２０４において選択された合流位置に関する情報と、ステップＳ２０７において演算された合流時間Ｔ_ｍｒｇとを合流計画生成部１０３に出力する。

第２加速度ａ_ｍ２が加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、合流判断部１０２は、ステップＳ２０９において、合流支援を中断し、図８の合流支援制御ルーチンを一旦終了する。従って、合流支援が中断された場合、図８のステップＳ１０４及びステップＳ１０５は実行されない。

ここで、実施の形態１の車両走行支援制御装置１００の各機能は、処理回路によって実現される。図１０は、図２の車両走行支援制御装置１００の各機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。車両走行支援制御装置１００は、演算処理装置８０と、複数の記憶装置８１と、通信装置８２と、車載ネットワーク８３とを有している。

演算処理装置８０には、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が用いられる。複数の記憶装置８１は、演算処理装置８０との間においてデータを送受信し、データを記憶する。通信装置８２は、車載ネットワーク８３とデータ通信を行う。通信装置８２は、車載ネットワーク８３を経由して、外部装置としての地図格納部１１、ＧＰＳ受信機１２、及び周辺センサ１３と通信を行う。

また、演算処理装置８０には、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路が備えられていてもよい。また、演算処理装置８０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられることにより、各処理が複数の演算処理装置によって分担して実行されてもよい。

複数の記憶装置８１としては、例えば、演算処理装置８０からのデータの読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び演算処理装置８０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）が備えられている。

車両走行支援制御装置１００の各機能は、演算処理装置８０が、複数の記憶装置８１に記憶されたソフトウェア又はプログラムを実行し、車両走行支援制御装置１００の他のハードウェア、例えば、複数の記憶装置８１及び通信装置８２と協働することにより実現される。なお、車両走行支援制御装置１００の各機能により用いられる設定データは、ソフトウェア又はプログラムの一部として、複数の記憶装置８１に記憶されている。

以上のように、車両走行支援制御装置１００は、合流判断部１０２、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４を備えている。合流判断部１０２は、本線車両の位置情報と、本線車両の速度情報と、合流車両ＶＬの位置情報と、合流車両ＶＬの速度情報と、設定距離ｄ_ｓとに基づいて、合流位置を演算する。合流計画生成部１０３は、合流車両ＶＬを合流位置に到達させるための合流計画を生成する。合流制御部１０４は、合流計画に基づいて、合流車両ＶＬを制御する。

合流判断部１０２は、設定距離として第１距離ｄ_ｓ１を用いて、それぞれ合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、複数の合流加速度ａ_ｍｒｇを演算する。合流判断部１０２は、第１加速度ａ_ｍ１に対応する候補位置を合流位置として選択する。

合流判断部１０２は、第１加速度ａ_ｍ１の絶対値を加速度閾値ａ_ｔｈと比較する。第１加速度ａ_ｍ１の絶対値が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２は、合流位置を合流計画生成部１０３に出力する。第１加速度ａ_ｍ１の絶対値が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２は、設定距離として第２距離ｄ_ｓ２を用いて、選択した合流位置に対応する合流加速度ａ_ｍｒｇとして、第２加速度ａ_ｍ２を演算する。第２距離ｄ_ｓ２は、第１距離ｄ_ｓ１よりも短く、第２加速度ａ_ｍ２の絶対値は、第１加速度ａ_ｍ１の絶対値よりも小さい。そして、合流判断部１０２は、合流位置を合流計画生成部１０３に出力する。

例えば、合流位置が本線車両の前方である場合に、合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈを超えると、設定距離ｄ_ｓは、第１距離ｄ_ｓ１から第２距離ｄ_ｓ２に変更される。これにより、目標車間距離ｄ＊は短くされる。従って、合流車両ＶＬの合流完了までの移動距離は短くなり、合流加速度ａ_ｍｒｇは小さくなる。

一方、合流位置が本線車両の後方である場合に、合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈを超えることにより、目標車間距離ｄ＊が短くされると、合流車両ＶＬの合流完了までの移動距離が長くなり、合流加速度ａ_ｍｒｇが大きくなることがある。しかし、図６及び図７に示したように、合流位置が本線車両の前方である場合の合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流位置が本線車両の後方である場合の合流加速度ａ_ｍｒｇよりも大きい傾向がある。従って、上記例では、合流位置が本線車両の後方である場合の合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈを超えず、且つ合流位置が本線車両の前方である場合の合流加速度ａ_ｍｒｇが加速度閾値ａ_ｔｈを超えるように加速度閾値ａ_ｔｈが設定されることが望ましい。

このように、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００によれば、合流車両ＶＬをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。

また、合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬが、対応する候補位置に移動するまでに合流車両ＶＬに生じる加速度の絶対値の最大値である。このため、合流加速度ａ_ｍｒｇをより容易に演算することができる。

また、車両走行支援制御装置１００は、第２加速度ａ_ｍ２の絶対値が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、合流支援を中断する。このため、合流時における合流車両ＶＬの急な加減速を回避することができる。また、加速度上限値ａ_ｌｉｍを、駆制動制御装置１４による加減速の上限値とすることで、合流区間の始点を走行する初期段階に、車両走行支援制御装置１００による合流支援の可否を判断することができる。

また、合流計画生成部は、合流計画として、車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの少なくとも１つを含んでいる。このため、合流車両ＶＬをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。

また、合流計画生成部１０３は、加速度計画ａ_ｐｌａｎを、フィードフォワード制御により生成する。このため、加速度計画ａ_ｐｌａｎを、より容易に演算することができる。

なお、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置は、合流位置を演算するために、地図情報を用いていたが、地図情報は必ずしも用いられる必要はない。

例えば、本線車両検出部１０１は、合流開始前の合流車両ＶＬに対する周辺物体の横位置に基づいて、検出された周辺物体が本線車線Ｌ１上に存在する物体であるか否かを判定してもよい。例えば、検出された周辺物体の横位置が規定範囲内にあれば、当該周辺物体を本線車線Ｌ１上に存在する物体として特定することができる。

また、実施の形態１において、合流判断部１０２は、地図情報から取得される合流区間の長さＸＬを用いて合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算していた。しかし、合流判断部１０２は、合流区間の長さＸＬに代えて、合流車両ＶＬの速度Ｖ_Ｌ０と、規定の移動時間Ｔ_ｖ１との積を用いて合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算してもよい。

また、合流判断部１０２は、ステップＳ２０７において第２加速度ａ_ｍ２を演算した後、ステップＳ２０８を実行する前に、第２加速度ａ_ｍ２と加速度閾値ａ_ｔｈとの比較、設定距離ｄ_ｓの変更、及び合流加速度ａ_ｍｒｇの演算を含む処理を実行してもよい。

この場合、例えば、合流判断部１０２は、ステップＳ２０７において第２加速度ａ_ｍ２を演算した後、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。そして、合流判断部１０２は、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、設定距離ｄ_ｓを第２距離ｄ_ｓ２から、第２距離ｄ_ｓ２よりも短い距離に変更した上で、合流加速度ａ_ｍｒｇとして第３加速度ａ_ｍ３を演算する。その後、合流判断部１０２は、ステップＳ２０８として、第３加速度ａ_ｍ３が加速度上限値ａ_ｌｉｍ以下であるか否かを判定する。一方、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２は、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る車両走行支援制御装置について説明する。実施の形態２に係る車両走行支援制御装置では、抽出した複数の候補位置から合流位置を選択し、選択した合流位置に対応する合流加速度ａ_ｍｒｇが、加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、設定距離ｄ_ｓを短くして、再度複数の候補位置を抽出する。さらに、実施の形態２に係る車両走行支援制御装置では、再度抽出した複数の候補位置から合流位置を選択する。

図１１は、実施の形態２に係る車両走行支援制御装置の構成図である。車両走行支援制御装置１００Ａは、本線車両検出部１０１、合流判断部１０２Ａ、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４を有している。本線車両検出部１０１、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４は、図１の本線車両検出部１０１、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４と同じであるため、これらの説明は省略される。

実施の形態２に係る車両走行支援制御装置１００Ａは、選択した合流位置に対応する合流加速度ａ_ｍｒｇが、加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、設定距離ｄ_ｓを短くして、再度複数の候補位置を抽出する点において異なっている。

合流判断部１０２Ａは、設定距離ｄ_ｓとして第１距離ｄ_ｓ１を用いて、それぞれ複数の第１候補位置を抽出する。複数の第１候補位置は、合流位置の候補である。合流判断部１０２Ａは、複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を演算する。複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１は、複数の第１候補位置のそれぞれに合流車両ＶＬが移動した場合に合流車両ＶＬに生じる加速度である。

合流判断部１０２Ａは、複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１のうち、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を第１加速度ａ_ｍ１として選択する。

合流判断部１０２Ａは、第１加速度ａ_ｍ１を加速度閾値ａ_ｔｈと比較する。

第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２Ａは、第１加速度ａ_ｍ１に対応する第１候補位置を合流位置として合流計画生成部１０３に出力する。また、合流判断部１０２Ａは、合流位置における合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算し、演算した合流時間Ｔ_ｍｒｇを合流計画生成部１０３に出力する。

第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２Ａは、設定距離として第２距離ｄ_ｓ２を用いて、それぞれ複数の第２候補位置を抽出する。第２距離ｄ_ｓ２は、実施の形態１と同様に、第１距離ｄ_ｓ１よりも短い距離である。複数の第２候補位置は、合流位置の候補である。

合流判断部１０２Ａは、複数の第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を演算する。各第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２は、複数の第２候補位置のそれぞれに合流車両ＶＬが移動した場合に合流車両ＶＬに生じる加速度である。合流判断部１０２Ａは、複数の第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２のうち、絶対値が最も小さい第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を第２加速度ａ_ｍ２として選択する。

合流判断部１０２Ａは、第２加速度ａ_ｍ２に対応する第２候補位置を合流位置として合流計画生成部１０３に出力する。また、合流判断部１０２Ａは、合流位置における合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算し、演算した合流時間Ｔ_ｍｒｇを合流計画生成部１０３に出力する。

図１２は、設定距離ｄ_ｓが第１距離ｄ_ｓ１に設定されている場合の合流判断部１０２Ａの処理を説明するための模式図である。図１３は、設定距離ｄ_ｓが第２距離ｄ_ｓ２に設定されている場合の合流判断部１０２Ａの処理を説明するための模式図である。

図１２には、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に対して、第１距離ｄ_ｓ１が確保された４つの第１候補位置ＣＰ１１～ＣＰ１４が示されている。

ここで、第１本線車両ＶＲ１の後方において、第１本線車両ＶＲ１から第１距離ｄ_ｓ１だけ離れた第１候補位置ＣＰ１２に合流車両ＶＬが移動した場合、合流車両ＶＬは、第２本線車両ＶＲ２との間において第１距離－ｄ_ｓ１を確保できない。このため、第１本線車両ＶＲ１の後方において、第１本線車両ＶＲ１から第１距離ｄ_ｓ１だけ離れた第１候補位置ＣＰ１２は、第１候補位置から除外される。

また、第２本線車両ＶＲ２の前方において、第２本線車両ＶＲ２から第１距離－ｄ_ｓ１だけ離れた第１候補位置ＣＰ１３に合流車両ＶＬが移動した場合、合流車両ＶＬは、第１本線車両ＶＲ１との間において第１距離ｄ_ｓ１を確保できない。このため、第２本線車両ＶＲ２の前方において、第２本線車両ＶＲ２から第１距離－ｄ_ｓ１だけ離れた第１候補位置ＣＰ１３は、第１候補位置から除外される。

この場合、合流判断部１０２Ａは、２つの第１候補位置ＣＰ１１及びＣＰ１４に対して、式（６）～（８）又は式（９）を用いて、それぞれ第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を演算する。
合流判断部１０２Ａは、演算した２つの第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１のうち、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を第１加速度ａ_ｍ１として選択する。

図１３には、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に対して、第２距離ｄ_ｓ２が確保された４つの第２候補位置ＣＰ２１～ＣＰ２４が示されている。

ここで、第１本線車両ＶＲ１の後方において、第１本線車両ＶＲ１から第２距離ｄ_ｓ２だけ離れた第２候補位置ＣＰ２２に合流車両ＶＬが移動した場合、合流車両ＶＬは、第２本線車両ＶＲ２との間において第２距離－ｄ_ｓ２を確保することができる。このため、第１本線車両ＶＲ１の後方において、第１本線車両ＶＲ１から第２距離ｄ_ｓ２だけ離れた第２候補位置ＣＰ２２は、第２候補位置からは除外されない。

また、第２本線車両ＶＲ２の前方において、第２本線車両ＶＲ２から第２距離－ｄ_ｓ２だけ離れた第２候補位置ＣＰ２３に合流車両ＶＬが移動した場合、合流車両ＶＬは、第１本線車両ＶＲ１との間において第２距離ｄ_ｓ２を確保することができる。このため、第２本線車両ＶＲ２の前方において、第２本線車両ＶＲ２から第２距離－ｄ_ｓ２だけ離れた第２候補位置ＣＰ２３は、第２候補位置からは除外されない。

この場合、合流判断部１０２Ａは、４つの第２候補位置ＣＰ２１～ＣＰ２４に対して、式（６）～（８）又は式（９）を用いて、それぞれ第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を演算する。合流判断部１０２Ａは、演算した４つの第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２のうち、絶対値が最も小さい第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を第２加速度ａ_ｍ２として選択する。

なお、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、合流判断部１０２Ａは、合流車両ＶＬに対する合流支援を中断させる。つまり、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、車両走行支援制御装置１００Ａは、合流計画生成部１０３における合流計画の生成及び合流制御部１０４による加速度指令ａ_ｒｅｆの演算を実行しない。

図１１の車両走行支援制御装置１００Ａは、図８のフローチャートに従い、合流支援制御ルーチンを実行する。図１４は、図１１の車両走行支援制御装置が実行する合流支援制御ルーチンにおける合流位置選択のサブルーチンを示すフローチャートである。

合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０１において、合流車両ＶＬと本線車両ＶＲ１及びＶＲ２との間に確保する設定距離ｄ_ｓとして第１距離ｄ_ｓ１を設定する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０２において、取得した合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、及び第１距離ｄ_ｓ１に基づいて、複数の第１候補位置を抽出する。ここで、合流判断部１０２Ａは、それぞれの第１候補位置に対して、第１本線車両ＶＲ１又は第２本線車両ＶＲ２との間に第１距離ｄ_ｓ１を確保できない第１候補位置を候補位置から除外する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０３において、複数の第１候補位置のそれぞれに対応する第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を演算する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０４において、複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１のうち、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を第１加速度ａ_ｍ１として選択する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０４において選択された第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。

第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３１０において、第１加速度ａ_ｍ１に対応する第１候補位置を合流位置として合流計画生成部１０３に出力し、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。

一方、第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０６において、設定距離ｄ_ｓを第１距離ｄ_ｓ１から第２距離ｄ_ｓ２に変更する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０７において、取得した合流車両ＶＬの位置情報、合流車両ＶＬの速度情報、本線車両の位置情報、本線車両の速度情報、及び第２距離ｄ_ｓ２に基づいて、複数の第２候補位置を抽出する。ここで、合流判断部１０２Ａは、それぞれの第２候補位置に対して、第１本線車両ＶＲ１又は第２本線車両ＶＲ２との間に第２距離ｄ_ｓ２を確保できない第２候補位置を候補位置から除外する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０８において、複数の第２候補位置のそれぞれに対応する第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を演算する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３０９において、複数の第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２のうち、絶対値が最も小さい第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を第２加速度ａ_ｍ２として選択する。

次いで、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３１０において、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍ以下であるか否かを判定する。

第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍよりも大きい場合、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３１１において、合流支援を中断し、図８の合流支援制御ルーチンを一旦終了する。従って、合流支援が中断された場合、図８のステップＳ１０４及びステップ１０５は実行されない。

一方、第２加速度ａ_ｍ２が、加速度上限値ａ_ｌｉｍ以下である場合、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３１２において、第２加速度ａ_ｍ２に対応する第２候補位置を合流位置として選択するとともに、合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算する。また、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ３１２において、選択された合流位置に関する情報と演算された合流時間Ｔ_ｍｒｇを合流計画生成部１０３に出力し、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。

以上のように、実施の形態２に係る車両走行支援制御装置１００Ａは、合流判断部１０２Ａ、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４を備えている。

合流判断部１０２Ａは、設定距離として第１距離ｄ_ｓ１を用いて、それぞれ複数の第１候補位置を抽出し、複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を演算する。
合流判断部１０２Ａは、複数の第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１のうち、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１を第１加速度ａ_ｍ１として選択する。

合流判断部１０２Ａは、第１加速度ａ_ｍ１を加速度閾値ａ_ｔｈと比較する。
第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２Ａは、第１加速度ａ_ｍ１に対応する第１候補を合流位置として合流計画生成部１０３に出力する。

第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、合流判断部１０２Ａは、設定距離として、第１距離ｄ_ｓ１よりも短い第２距離ｄ_ｓ２を用いて、複数の第２候補位置を抽出する。

複数の第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を演算し、複数の第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２のうち、絶対値が最も小さい第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２を第２加速度ａ_ｍ２として選択し、第２加速度ａ_ｍ２に対応する第２候補位置を合流位置として合流計画生成部１０３に出力する。

これにより、複数の本線車両の間において、候補位置が抽出され易くなる。つまり、合流車両ＶＬの近傍においても候補位置が抽出され易くなる。従って、合流車両ＶＬをよりスムーズに本線車線Ｌ１に移動させることができる。また、設定距離ｄ_ｓが第１距離ｄ_ｓ１から第２距離ｄ_ｓ２に変更されることにより、合流区間において、設定距離ｄ_ｓが確保された候補位置が抽出されなくなる事態を回避することができる。

また、第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１は、合流車両ＶＬが、対応する第１候補位置に移動するまでに合流車両ＶＬに生じる加速度の絶対値の最大値である。第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２は、合流車両ＶＬが、対応する第２候補位置に移動するまでに合流車両ＶＬに生じる加速度の絶対値の最大値である。このため、第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１及び第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２をより容易に演算することができる。

なお、実施の形態２において、長さの異なる２つの設定距離ｄ_ｓについて、合流加速度ａ_ｍｒｇが演算されていたが、３種類以上の設定距離ｄ_ｓについて、合流加速度ａ_ｍｒｇが演算されてもよい。

この場合、例えば、合流判断部１０２Ａは、図１４のステップＳ３０９において第２加速度ａ_ｍ２を選択した後に、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。そして、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合には、合流判断部１０２Ａは、複数の第３候補位置を抽出し、第３加速度ａ_ｍ３を選択する。各第３候補位置は、本線車両との間において、設定距離ｄ_ｓとして第２距離ｄ_ｓ２よりも短い第３距離ｄ_ｓ３が確保されている候補位置である。そして、合流判断部１０２Ａは、第３加速度ａ_ｍ３を選択した後、ステップＳ３１０に代えて、第３加速度ａ_ｍ３が加速度閾値ａ_ｔｈ以下であるか否かを判定する。一方、第２加速度ａ_ｍ２が加速度閾値ａ_ｔｈ以下である場合、合流判断部１０２Ａは、ステップＳ１０３のサブルーチンを終了する。

また、加速度閾値ａ_ｔｈは、実施の形態１における加速度閾値ａ_ｔｈと等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、第１距離ｄ_ｓ１は、実施の形態１における第１距離ｄ_ｓ１と等しい値であってもよいし、異なる距離であってもよい。第２距離ｄ_ｓ２は、実施の形態１における第２距離ｄ_ｓ２と等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。

また、実施の形態２において、第１加速度ａ_ｍ１を求める演算と第２加速度ａ_ｍ２を求める演算とが並列に処理されてから、第１加速度ａ_ｍ１が加速度閾値ａ_ｔｈと比較されてもよい。

また、実施の形態２において、設定距離ｄ_ｓが第１距離ｄ_ｓ１に設定されている場合、まず、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１に対応する第１候補位置を合流位置と選択してもよい。そして、絶対値が最も小さい第１合流加速度ａ_ｍｒｇ１が加速度閾値ａ_ｔｈよりも大きい場合、絶対値が最も小さい第２合流加速度ａ_ｍｒｇ２に対応する第２候補位置を合流位置として選択し直してもよい。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る車両走行支援制御装置について説明する。図１５は、実施の形態３に係る車両走行支援制御装置が適用される道路、本線車両、合流車両、及び路側機を示す模式図である。図１５に示したように、道路ＲＤの路側には、路側機ＲＳＵが設置されている。

図１６は、実施の形態３に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態３に係る車両走行支援制御装置１００Ｂは、車両側制御部２００及び路側制御部３００を有している。合流車両ＶＬは、地図格納部１１、ＧＰＳ受信機１２、駆制動制御装置１４、通信部１７、及び車両側制御部２００を有している。地図格納部１１、ＧＰＳ受信機１２、及び駆制動制御装置１４は、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００の地図格納部１１、ＧＰＳ受信機１２、及び駆制動制御装置１４と同様であるため、説明は省略される。

通信部１７は、路側機ＲＳＵからの信号を受信し、受信した信号を車両側制御部２００へ出力する。

車両側制御部２００は、機能ブロックとして、合流判断部１０２、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４を有している。合流判断部１０２は、地図格納部１１から地図情報を取得し、ＧＰＳ受信機１２から自車位置、即ち、合流車両ＶＬの位置情報を取得する。また、合流判断部１０２は、通信部１７から本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を取得する。合流判断部１０２のその他の機能、合流計画生成部１０３の機能、及び合流制御部１０４の機能は、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００の各機能と同様であるため、詳細な説明は省略される。

路側機ＲＳＵは、路側センサ２１、地図格納部２２、通信部２３、及び路側制御部３００を有している。路側センサ２１は、道路ＲＤ上の物体を検出する。地図格納部２２は、地図情報を格納している。通信部２３は、路側制御部３００からの信号を合流車両ＶＬの通信部１７へ送信する。

路側制御部３００は、機能ブロックとして、本線車両検出部３０１を有している。本線車両検出部３０１は、路側センサ２１からの情報と地図格納部２２からの情報とに基づいて、本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を検出する。この例の場合、本線車両検出部３０１は、第１本線車両ＶＲ１の位置情報と、第１本線車両ＶＲ１の速度情報と、第２本線車両ＶＲ２の位置情報と、第２本線車両ＶＲ２の速度情報とを検出する。

本線車両検出部３０１は、地図格納部２２によって取得された地図情報と、路側センサ２１によって取得された周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報とに基づいて、本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の位置及び本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の速度を検出する。

より具体的に述べると、本線車両検出部３０１は、周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報と、地図情報とを照合し、周辺物体の中から本線車線Ｌ１上に存在する物体を選択する。そして、本線車両検出部３０１は、選択された物体の位置情報及び選択された物体の速度情報を本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の位置情報及び本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の速度情報として通信部２３へ出力する。そして、通信部２３は、本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の位置情報及び本線車両ＶＲ１，ＶＲ２の速度情報を合流車両ＶＬへ送信する。

実施の形態３に係る車両走行支援制御装置１００Ｂの上記以外の構成は、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００及び実施の形態２に係る車両走行支援制御装置１００Ａと同様である。

図１７は、図１６の路側制御部３００の機能を実現する処理回路の一例を示す構成図である。路側制御部３００は、演算処理装置９０と、複数の記憶装置９１と、通信装置９２と、内部ネットワーク９３とを有している。

演算処理装置９０には、例えば、ＣＰＵが用いられる。複数の記憶装置９１は、演算処理装置９０との間においてデータを送受信し、データを記憶する。通信装置９２は、内部ネットワーク９３とデータ通信を行う。通信装置９２は、内部ネットワーク９３を経由して、外部装置としての路側センサ２１及び地図格納部２２と通信を行う。

また、演算処理装置９０には、例えば、ＡＳＩＣ、ＩＣ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路が備えられていてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられることにより、各処理が複数の演算処理装置によって分担して実行されてもよい。複数の記憶装置９１としては、例えば、演算処理装置９０からのデータの読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ及び演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭが備えられている。

路側制御部３００の機能は、演算処理装置９０が、複数の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア又はプログラムを実行し、複数の記憶装置９１、通信装置９２等の路側機ＲＳＵの他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、路側制御部３００の各機能により用いられる設定データは、ソフトウェア又はプログラムの一部として、複数の記憶装置９１に記憶されている。

以上のように、実施の形態３に係る車両走行支援制御装置１００Ｂでは、本線車両検出部３０１が路側機ＲＳＵ内の路側制御部３００に設けられている。また、合流判断部１０２、合流計画生成部１０３、及び合流制御部１０４は合流車両ＶＬ内の車両側制御部２００に設けられている。そして、合流車両ＶＬの位置情報及び合流車両ＶＬの速度情報と、路側機ＲＳＵにより検出された本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報とに基づいて、車両側制御部２００から駆制動制御装置１４へ合流車両ＶＬの加速度指令ａ_ｒｅｆが出力される。

これによれば、本線車両が合流車両ＶＬの周辺センサの死角に存在している場合であっても、本線車両の位置情報及び本線車両の速度情報を検出することができ、その結果、合流車両ＶＬを、よりスムーズに本線車線に移動させることができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４に係る車両走行支援制御装置について説明する。図１８は、実施の形態４に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態４に係る車両走行支援制御装置１００Ｃは、車両側制御部２００Ａ及び路側制御部３００Ａを有している。

車両側制御部２００Ａは、機能ブロックとして、合流制御部１０４を有している。合流制御部１０４は、合流車両ＶＬの通信部１７から、路側機ＲＳＵ側において生成された合流計画についての情報が入力される。合流制御部１０４は、実施の形態１に係る車両走行支援制御装置１００の合流制御部１０４と同じであるため、詳細な説明は省略される。

路側制御部３００Ａは、機能ブロックとして、本線車両検出部３０１、合流車両検出部３０２、合流判断部３０３、及び合流計画生成部３０４を有している。このように、合流車両検出部３０２、合流判断部３０３、及び合流計画生成部３０４が路側制御部３００Ａに含まれ、合流計画が路側機ＲＳＵから合流車両ＶＬに送信される点が、実施の形態３の車両走行支援制御装置１００Ｂと異なっている。

路側制御部３００Ａは、路側センサ２１から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得し、地図格納部２２から合流区間についての地図情報を取得する。合流計画生成部３０４は、車間計画ｄ_ｐｌａｎ、速度計画ｖ_ｐｌａｎ、及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの少なくとも１つを演算する。そして、合流計画生成部３０４は、路側機ＲＳＵの通信部２３を経由して、合流計画を合流車両ＶＬへ送信する。

本線車両検出部３０１が実行する処理は、実施の形態３の本線車両検出部３０１が実行する処理と同様である。また、合流判断部３０３及び合流計画生成部３０４が実行する処理は、実施の形態１～３の合流判断部及び合流計画生成部が実行する処理と同様であるため、これらの詳細な説明は省略される。

合流車両検出部３０２は、地図格納部２２により取得された地図情報と、路側センサ２１により取得された周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報とに基づいて、合流車両ＶＬの位置情報及び合流車両ＶＬの速度情報を検出する。より具体的に述べると、合流車両検出部３０２は、路側センサ２１により取得された周辺物体の位置情報と、地図情報とを照合し、周辺物体の中から合流車線Ｌ２上に存在する物体を選択する。そして、合流車両検出部３０２は、選択された合流車両ＶＬの位置情報及び合流車両ＶＬの速度情報を合流判断部３０３へ出力する。

車両側制御部２００Ａは、合流車両ＶＬの通信部１７により、路側機ＲＳＵからの合流計画を受信する。車両側制御部２００Ａは、合流計画に基づいて、加速度指令ａ_ｒｅｆを演算し、演算した加速度指令ａ_ｒｅｆを駆制動制御装置１４へ出力する。

以上のように、実施の形態４に係る車両走行支援制御装置１００Ｃによれば、本線車両検出部３０１、合流判断部３０３、及び合流計画生成部３０４が路側機ＲＳＵ内の路側制御部３００Ａに設けられている。また、合流制御部１０４は、合流車両ＶＬ内の車両側制御部２００Ａに設けられている。

これにより、合流車両ＶＬが周辺センサ及びＧＰＳ受信機のいずれかを備えていない場合であっても、合流車両ＶＬをよりスムーズに本線車線に移動させることができる。

実施の形態５．
次に、実施の形態５に係る車両走行支援制御装置について説明する。図１９は、実施の形態５に係る車両走行支援制御装置を示す構成図である。実施の形態５に係る車両走行支援制御装置１００Ｄは、合流車両側制御部２００Ｂ、路側制御部３００Ｂ、第１本線車両側制御部４００、及び第２本線車両側制御部５００を有している。

実施の形態５では、通信部を経由して制御される車両が、合流車両ＶＬ、第１本線車両ＶＲ１、及び第２本線車両ＶＲ２の複数台である点において、実施の形態４の車両走行支援制御装置１００Ｃと異なっている。上記以外の点においては、実施の形態４の車両走行支援制御装置１００Ｃと同様である。

路側制御部３００Ｂは、路側センサ２１から周辺物体の位置情報及び周辺物体の速度情報を取得し、地図格納部２２から地図情報を取得する。路側制御部３００Ｂは、路側機ＲＳＵの通信部２３を経由して合流計画を合流車両ＶＬ、第１本線車両ＶＲ１、及び第２本線車両ＶＲ２へそれぞれ送信する。なお、本線車両検出部３０１及び合流車両検出部３０２が実行する処理は実施の形態４と同様であるため、説明は省略される。

合流判断部３０３Ａには、本線車両検出部３０１から第１本線車両ＶＲ１の位置情報及び第１本線車両ＶＲ１の速度情報と、第２本線車両ＶＲ２の位置情報及び第２本線車両ＶＲ２の速度情報とが入力される。合流判断部３０３Ａには、合流車両検出部３０２から合流車両ＶＬの位置情報及び合流車両ＶＬの速度情報が入力される。合流判断部３０３Ａは、第１本線車両ＶＲ１の位置情報及び第１本線車両ＶＲ１の速度情報と、第２本線車両ＶＲ２の位置情報及び第２本線車両ＶＲ２の速度情報と、合流車両ＶＬの位置情報及び合流車両ＶＬの速度情報とに基づいて、合流車両ＶＬの合流位置及び合流時間Ｔ_ｍｒｇを演算する。

図２０は、第１本線車両ＶＲ１が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１の前方に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。図２０において、合流車両ＶＬが、合流車線Ｌ２の始点Ｌ２ｓを走行し、第１本線車両ＶＲ１が、本線車線Ｌ１を走行している。合流車両ＶＬと第１本線車両ＶＲ１との間の距離を第１車間距離ｄ１、第１車間距離ｄ１の初期値をｄ１_０とする。

１台の本線車両に対して合流車両ＶＬが合流するために本線車線Ｌ１に移動する場合、合流の候補位置としては、本線車両の前方位置又は本線車両の後方位置の２通りが考えられる。さらに、本線車両ＶＲ１が加減速する場合、本線車両ＶＲ１が減速し、合流車両ＶＬが本線車両ＶＲ１の前方に移動する場合と、本線車両ＶＲ１が加速し、合流車両ＶＬが本線車両ＶＲ１の後方に移動する場合とが考えられる。

図２１は、第１本線車両ＶＲ１が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１の前方に移動して合流を完了する場合の模式図である。本実施の形態では、合流開始時において第１本線車両ＶＲ１と同じ位置に存在し、以後、一定の速度ＶＲを維持して走行する仮想車両ＶＩ１が設定される。合流判断部３０３Ａは、第１本線車両ＶＲ１が仮想車両ＶＩ１に対して距離ｄｘだけ後方を走行するように、第１本線車両ＶＲ１を制御する。また、合流判断部３０３Ａは、合流車両ＶＬが仮想車両ＶＩ１に対して（－ｄ_ｓ－ｄｘ）だけ前方を走行するように、合流車両ＶＬを制御する。

図２２は、第１本線車両ＶＲ１が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１の前方に移動して合流を完了する場合における合流車両ＶＬと仮想車両ＶＩ１との間の距離、合流車両ＶＬの速度、及び合流車両ＶＬの加速度の時間変化を示す図である。

例えば、図２２に示された例の場合、第１車間距離ｄ１がｄ１_０から（ｄ＊－ｄｘ）へと変化するステップ入力ｄ_ｉｎとフィルタとを用いて合流車両ＶＬの合流計画が演算される。図６に示された例では、第１車間距離ｄ１の目標値はｄ＊であったが、本例における第１車間距離ｄ１の目標値は、ｄ＊－ｄｘである。従って、本例の場合、合流時間Ｔ_ｍｒｇと仮想車両ＶＩ１の走行距離との間には、以下の式（２２）の関係が成り立つ。

図２３は、第１本線車両ＶＲ１が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１の前方に移動して合流を完了する場合における第１本線車両ＶＲ１と仮想車両ＶＩ１との間の距離、第１本線車両ＶＲ１の速度、及び第１本線車両ＶＲ１の加速度の時間変化を示す図である。

第１本線車両ＶＲ１は、減速と加速とを１回ずつ行うことにより、仮想車両ＶＩ１との間の距離をｄｘだけ離す。このときの第１本線車両ＶＲ１の加速度及び第１本線車両ＶＲ１の減速度の大きさを、予め設定された本線車両加速度ａ_ｓｅｔとすると、距離ｄｘと合流時間Ｔ_ｍｒｇとの間には、以下の式（２３）の関係が成り立つ。

式（２２）及び式（２３）より、合流時間Ｔ_ｍｒｇは、以下の式（２４）を用いて演算される。

評価指標である合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬの加速度ａ_ＶＬと、ｎ番目の本線車両の加速度ａ_ＶＲｎのそれぞれの２乗の積分値として、以下の式（２５）のように定義される。このように、合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬの加速度及び複数の本線車両の加速度の累積値である。

図２４は、第１本線車両ＶＲ１が加速するとともに、第２本線車両ＶＲ２が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１と第２本線車両ＶＲ２との間に移動する場合における合流開始時の状態を表す模式図である。図２５は、第１本線車両ＶＲ１が加速するとともに、第２本線車両ＶＲ２が減速して、合流車両ＶＬが第１本線車両ＶＲ１と第２本線車両ＶＲ２との間に移動して合流を完了する場合の模式図である。

この場合、合流判断部３０３Ａは、まず、仮想車両ＶＩ１を合流開始時の第１本線車両ＶＲ１と第２本線車両ＶＲ２の中央に設定し、仮想車両ＶＩ１を一定の速度で走行させる。次に、合流判断部３０３Ａは、合流完了時に第１本線車両ＶＲ１と仮想車両ＶＩ１との間の距離が設定距離ｄ_ｓとなり、且つ第２本線車両ＶＲ２と仮想車両ＶＩ１との間の距離が設定距離－ｄ_ｓとなるように、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２を制御する。そして、合流判断部３０３Ａは、合流車両ＶＬの位置が仮想車両ＶＩ１の位置と一致するように、合流車両ＶＬを制御する。

なお、このときの合流時間Ｔ_ｍｒｇ及び合流加速度ａ_ｍｒｇの演算方法は、図２０～図２３を用いて説明した場合と同様である。

以上のように、合流判断部３０３Ａは、合流の候補位置を決定するときに、複数の本線車両の加減速を行ったうえで、合流の候補位置を決定する。この場合、合流判断部３０３Ａは、合流車両ＶＬ及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を演算する。合流判断部３０３Ａは、候補位置毎に合流車両ＶＬ及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を積算する。そして、合流判断部３０３Ａは、積算された複数の合流加速度ａ_ｍｒｇのうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を合流位置として選択し、そのときの合流時間Ｔ_ｍｒｇを出力する。

合流計画生成部３０４Ａは、合流判断部３０３Ａから入力された合流車両ＶＬの合流位置及び合流時間Ｔ_ｍｒｇに基づいて、合流車両ＶＬの合流計画、本線車両ＶＲ１の合流計画、及び本線車両ＶＲ２の合流計画をそれぞれ演算する。本演算には、式（１０）又は式（１２）により示されたフィルタを用いる。

このとき、フィルタへのステップ入力ｄ_ｉｎの大きさを、仮想車両ＶＩ１に対する車間距離に設定する。例えば、図２２に示した合流車両ＶＬの場合、合流車両ＶＬと仮想車両ＶＩ１との間の距離に対しては、ｄ１_０からｄ＊－ｄｘのステップ入力とフィルタとを用いて、合流車両ＶＬの合流計画を演算する。同様に、図２３に示した第１本線車両ＶＲ１の場合、第１本線車両ＶＲ１と仮想車両ＶＩ１との間の距離に対しては、０からｄｘのステップ入力とフィルタとを用いて、第１本線車両ＶＲ１の合流計画を演算する。

合流車両ＶＬの合流計画は、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＬ}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＬ}を含んでいる。第１本線車両ＶＲ１の合流計画は、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ１}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ１}を含んでいる。第２本線車両ＶＲ２の合流計画は、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ２}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ２}を含んでいる。また、合流計画生成部３０４Ａから出力される合流計画は、速度計画ｖ_ｐｌａｎ及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの少なくとも１つを含んでいればよい。

合流車両側制御部２００Ｂの合流制御部２０４は、合流計画生成部３０４Ａにより生成された合流計画、即ち、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＬ}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＬ}に基づいて、合流車両ＶＬの加速度指令ａ_{ｒｅｆ＿ＶＬ}を演算する。第１本線車両側制御部４００の合流制御部４０４は、合流計画生成部３０４Ａにより生成された合流計画、即ち、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ１}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ１}に基づいて、第１本線車両ＶＲ１の加速度指令ａ_{ｒｅｆ＿ＶＲ１}を演算する。

第２本線車両側制御部５００の合流制御部５０４は、合流計画生成部３０４Ａにより生成された合流計画、即ち、速度計画ｖ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ２}及び加速度計画ａ_{ｐｌａｎ＿ＶＲ２}に基づいて、第２本線車両ＶＲ２の加速度指令ａ_{ｒｅｆ＿ＶＲ２}を演算する。加速度指令ａ_{ｒｅｆ＿ＶＬ}，ａ_{ｒｅｆ＿ＶＲ１}，ａ_{ｒｅｆ＿ＶＲ２}の演算については、実施の形態１～４の合流制御部による加速度指令ａ_ｒｅｆの演算と同様であるため、詳細な説明は省略される。

速度計画ｖ_ｐｌａｎ及び加速度計画ａ_ｐｌａｎの演算には、式（１０）又は式（１２）のフィルタが用いられる。ここで、上記フィルタへのステップ入力ｄ_ｉｎは、距離ｄ０から合流車両ＶＬと本線車線Ｌ１上の仮想車両ＶＩ１との間の距離へと変化するステップ入力であると考える。

以上のように、実施の形態５に係る車両走行支援制御装置１００Ｄでは、本線車両検出部３０１、合流判断部３０３Ａ、及び合流計画生成部３０４Ａが路側制御部３００Ｂに設けられる。また、合流制御部２０４、４０４、及び５０４は、それぞれ、合流車両側制御部２００Ｂ、第１本線車両側制御部４００、及び第２本線車両側制御部５００に設けられる。

合流判断部３０３Ａは、複数の合流の候補位置に対して、合流車両ＶＬ、第１本線車両ＶＲ１、及び第２本線車両ＶＲ２の加減速を制御し、全車両の加速度の積算値である合流加速度ａ_ｍｒｇを演算する。そして、合流判断部３０３Ａは、複数の合流加速度ａ_ｍｒｇのうち、絶対値が最も小さい合流加速度に対応する候補位置を合流位置として選択する。合流計画生成部３０４Ａは、合流車両ＶＬ、第１本線車両ＶＲ１及び第２本線車両ＶＲ２に対する合流計画をそれぞれ生成する。これにより、よりスムーズに合流車両ＶＬを本線車線に移動させることができる。

なお、図２０～図２３を用いて説明したように、本線車両を減速させる制御は、他の本線車両の減速を誘発し、本線車線の交通流率が低下する虞がある。そこで、合流判断部３０３Ａは、本線車両を減速させる制御を予め除外して、合流の候補位置を選択してもよい。これにより、本線車線Ｌ１の交通流率の低下を抑制しながら、よりスムーズに合流車両ＶＬを本線車線に移動させることができる。

また、実施の形態５において、合流加速度ａ_ｍｒｇは、合流車両ＶＬ及び複数の本線車両のそれぞれの合流加速度を積算することにより演算されたが、合流加速度ａ_ｍｒｇの演算は、単純な積算に限定されない。例えば、各車両の合流加速度の２乗平均であってもよいし、積算時に車両毎に重み付けが行われてもよい。

また、実施の形態５において、加速度計画ａ_ｐｌａｎは、式（１０）又は式（１２）により示されたフィルタを用いて演算されたが、式（１５）を用いて、フィードフォワード制御により演算されてもよい。

実施の形態１において、合流加速度ａ_ｍｒｇは、式（８）又は式（９）により定義したように、非負の値として定義されていたが、合流加速度ａ_ｍｒｇは、負の値を含むように定義されてもよい。その場合、合流判断部１０２は、第１加速度ａ_ｍ１の絶対値を加速度閾値ａ_ｔｈと比較すればよい。また、第２加速度ａ_ｍ２は、第１加速度ａ_ｍ１の絶対値よりも絶対値が小さい値として演算されればよい。

また、実施の形態１～５において、合流車両ＶＬの本線車線Ｌ１への移動完了時は、合流車両ＶＬが合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅを通過した時点と定義されていた。しかし、合流車両ＶＬは、合流車線Ｌ２の終点Ｌ２ｅを通過する前に本線車線Ｌ１への移動を完了してもよい。要は、合流車両ＶＬは、合流区間の間において、移動を完了すればよい。

１１ 地図格納部、１４ 駆制動制御装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 車両走行支援制御装置、１０１，３０１ 本線車両検出部、１０２，１０２Ａ，３０３，３０３Ａ 合流判断部、１０３，１０３Ａ，３０４，３０４Ａ 合流計画生成部、１０４，１０４Ａ，２０４，４０４，５０４ 合流制御部、３００，３００Ａ 路側制御部、Ｌ１ 本線車線、Ｌ２ 合流車線、ＲＳＵ 路側機、ＶＬ 合流車両、ＶＲ１ 第１本線車両（本線車両）、ＶＲ２ 第２本線車両（本線車両）。

Claims (10)

1. 本線車線を走行している車両である本線車両の位置情報と、前記本線車両の速度情報と、合流車線を走行している車両である合流車両の位置情報と、前記合流車両の速度情報と、前記合流車両と前記本線車両との間に確保すべき車間距離である設定距離とに基づいて、前記合流車両の前記本線車線への移動完了時における前記本線車両に対する前記合流車両の位置である合流位置を演算する合流判断部、
   前記合流車両を前記合流位置に到達させるための合流計画を生成する合流計画生成部、及び
   前記合流計画に基づいて、前記合流車両を制御する合流制御部
   を備え、
   前記合流判断部は、前記設定距離として第１距離を用いて、それぞれ前記合流位置の候補である複数の候補位置を抽出し、前記複数の候補位置のそれぞれに前記合流車両が移動した場合に前記合流車両に生じる加速度である複数の合流加速度を演算し、前記複数の合流加速度のうち、絶対値が最も小さい合流加速度である第１加速度に対応する候補位置を前記合流位置として選択し、
   前記合流判断部は、前記第１加速度の絶対値を加速度閾値と比較し、
   前記第１加速度の絶対値が前記加速度閾値以下である場合、前記合流判断部は、前記合流位置を前記合流計画生成部に出力し、
   前記第１加速度の絶対値が前記加速度閾値よりも大きい場合、前記合流判断部は、前記設定距離として、前記第１距離よりも小さい第２距離を用いて、選択した前記合流位置に対応する前記合流加速度として、前記第１加速度の絶対値よりも絶対値が小さい第２加速度を演算し、前記合流位置を前記合流計画生成部に出力する
   車両走行支援制御装置。
2. 本線車線を走行している車両である本線車両の位置情報と、前記本線車両の速度情報と、合流車線を走行している車両である合流車両の位置情報と、前記合流車両の速度情報と、前記合流車両と前記本線車両との間に確保すべき車間距離である設定距離とに基づいて、前記合流車両の前記本線車線への移動完了時における前記本線車両に対する前記合流車両の位置である合流位置を演算する合流判断部、
   前記合流車両を前記合流位置に到達させるための合流計画を生成する合流計画生成部、及び
   前記合流計画に基づいて、前記合流車両を制御する合流制御部
   を備え、
   前記合流判断部は、前記設定距離として第１距離を用いて、それぞれ前記合流位置の候補である複数の第１候補位置を抽出し、前記複数の第１候補位置のそれぞれに前記合流車両が移動した場合に前記合流車両に生じる加速度である複数の第１合流加速度を演算し、前記複数の第１合流加速度のうち、絶対値が最も小さい第１合流加速度を第１加速度として選択し、
   前記合流判断部は、前記第１加速度の絶対値を加速度閾値と比較し、
   前記第１加速度の絶対値が前記加速度閾値以下である場合、前記合流判断部は、前記第１加速度に対応する第１候補位置を前記合流位置として前記合流計画生成部に出力し、
   前記第１加速度の絶対値が前記加速度閾値よりも大きい場合、前記合流判断部は、前記設定距離として、前記第１距離よりも短い第２距離を用いて、それぞれ前記合流位置の候補である複数の第２候補位置を抽出し
   、前記複数の第２候補位置のそれぞれに前記合流車両が移動した場合に前記合流車両に生じる加速度である複数の第２合流加速度を演算し、前記複数の第２合流加速度のうち、絶対値が最も小さい第２合流加速度を第２加速度として選択し、前記第２加速度に対応する第２候補位置を前記合流位置として前記合流計画生成部に出力する
   車両走行支援制御装置。
3. 各前記合流加速度は、前記合流車両が、対応する前記候補位置に移動するまでに前記合流車両に生じる加速度の絶対値の最大値である
   請求項１に記載の車両走行支援制御装置。
4. 各前記第１合流加速度は、前記合流車両が、対応する前記第１候補位置に移動するまでに前記合流車両に生じる加速度の絶対値の最大値であり、
   各前記第２合流加速度は、前記合流車両が、対応する前記第２候補位置に移動するまでに前記合流車両に生じる加速度の絶対値の最大値である
   請求項２に記載の車両走行支援制御装置。
5. 前記第２加速度の絶対値が、合流時において前記合流車両に生じる加速度の絶対値の上限値である加速度上限値よりも大きい場合、
   前記合流判断部により前記合流位置を演算し、前記合流計画生成部により前記合流計画を生成し、前記合流制御部により前記合流車両を制御することにより、前記合流車両を前記合流位置に到達させるための車両走行支援である合流支援を中断する
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両走行支援制御装置。
6. 前記合流計画生成部は、前記合流計画として、前記合流車両が前記合流位置に移動するまでの前記合流車両と前記本線車両との間の車間距離の目標値である車間計画、前記合流車両が前記合流位置に移動するまでの前記合流車両の速度の目標値である速度計画、及び前記合流車両が前記合流位置に移動するまでの前記合流車両の加速度の目標値である加速度計画の少なくとも１つを含んでいる
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両走行支援制御装置。
7. 前記合流計画生成部は、前記加速度計画を、前記合流車両の駆動装置及び前記合流車両の制動装置を制御する装置である駆制動制御装置による制御応答を用いてフィードフォワード制御により生成する
   請求項６に記載の車両走行支援制御装置。
8. 前記本線車両の位置及び前記本線車両の速度を検出する本線車両検出部をさらに備え、
   前記本線車両検出部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流判断部、前記合流計画生成部、及び前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部に設けられている
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両走行支援制御装置。
9. 前記本線車両の位置及び前記本線車両の速度を検出する本線車両検出部をさらに備え、
   前記本線車両検出部、前記合流判断部、及び前記合流計画生成部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部に設けられている
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両走行支援制御装置。
10. 前記本線車両の位置及び前記本線車両の速度を検出する本線車両検出部をさらに備え、
    前記本線車両検出部、前記合流判断部、及び前記合流計画生成部は、前記本線車線の路側に設置されている路側機内の路側制御部に設けられ、前記合流制御部は、前記合流車両内の車両側制御部及び複数の前記本線車両内の車両側制御部にそれぞれ設けられ、
    前記合流計画生成部は、前記合流車両及び複数の前記本線車両に対する前記合流計画をそれぞれ生成する
    請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両走行支援制御装置。

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