合流運転支援装置
【課題】車両の本線への合流を円滑化すると共に、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能な運転支援装置を提供する。
【解決手段】車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、合流レーンに含まれる複数のステージのそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と複数のステージ毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援ＥＣＵ１０を有する。これによれば、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる
【解決手段】車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、合流レーンに含まれる複数のステージのそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と複数のステージ毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援ＥＣＵ１０を有する。これによれば、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速道路等の本線車道へ合流する際の車両の運転を支援する合流運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の本線道路に合流する場面では、加速車線において十分に加速して、本線の車両に対し安全な車間と相対速度があることを確認した後、本線に進入することが必要であるが、この合流運転を苦手と感じる運転者は多い。この課題を解決する技術は種々提案されており、例えば、特許文献１は、ナビゲーションシステムの地図情報等を利用して合流部における自車両と他車両との相対位置及び相対速度を検出し、これらから最適な合流位置、合流速度を算出してドライバーに指示し合流部において他車の走行を妨害することなく合流を円滑化する技術を開示している。この他にも、合流場面において運転を支援する技術は種々提案されている（特許文献２〜４等参照）。
【特許文献１】特開平８−２６３７９３号公報
【特許文献２】特開平１１−３３９１８６号公報
【特許文献３】特開平１１−５３６８５号公報
【特許文献４】特許３３０５３２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような技術は、自車両及び他車両の位置、速度、加速度等の車両の状態に基づいて、最適な合流地点や合流タイミングを運転者に教示したり、車両を自動制御して運転を支援する技術であり、個々の運転者の合流運転に対する苦手意識、運転技術等を考慮して合流運転を支援する技術ではない。
このため、上記したような技術によれば、見かけ上は合流運転を円滑化できるが、合流運転に苦手意識をもつ運転者の苦手意識を改善し、あるいは、運転者の合流運転技術を向上させることができるとは限らず、合流地点や合流タイミングを車両の走行状態等から画一的に提示された運転者は却って負担に感じる可能性もある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、車両の本線への合流を円滑化すると共に、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能な運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る合流運転支援装置は、車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、合流レーンに含まれる複数の区間のそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と複数の区間毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援手段を有することを特徴としている。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動と複数の区間毎に規定された目標運転行動に基づいて合流のための運転支援処理が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。
【０００６】
上記構成において、運転支援手段は、複数の区間毎に規定された目標運転行動に対して不足する又は余分な運転者の運転行動に対処するための運転支援処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動が複数の区間においてそれぞれ規定された目標運転行動を満足していない場合には、不足する運転行動あるいは余分な運転行動に対処する運転支援が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。すなわち、合流運転を苦手と感じるのは、例えば、加速車線において車両が十分に加速される前に余分に本線確認行動を取るなど、合流レーンにおいて適切なタイミングで適切な運転行動を取らないことが主要因として挙げられる。このことから、各区間における運転者の実際の運転行動について不足する運転行動又は余分な運転行動がないかを判断してそれに対処することで、合流レーンにおいて必要な各種の行動を適切なタイミングで取るように運転者を仕向けることが可能となる。この結果、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能となる。又、運転者に不足又は余分な運転行動を教示等することで適切な合流運転を学習させることができる。
【０００７】
上記構成において、運転支援手段は、合流レーンの前半側における加速運転中に運転者の本線確認行動の頻度が規定値を越える場合に、本線確認行動を抑制して加速運転を促すための処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、合流レーンの前半側において運転者が加速行動と本線確認行動とを別々に実行するように仕向けることができる。
【０００８】
上記構成において、運転支援手段は、合流レーンの後半側において運転者の本線確認行動が不足する場合には、本線確認行動を促すための運転支援処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、合流レーンの後半で本線確認行動を促すことにより、安全性を確保しつつ運転者に合流レーンの後半部における合流運転を学習させることができる。
【０００９】
上記構成において、車両が前記複数の区間の各々に進入する毎に各々の区間において必要な運転行動を運転者へ提示するための提示処理を実行する提示手段をさらに有する、構成を採用できる。
この構成によれば、各区間において必要な行動を運転者に提示することにより、目標とする運転行動を運転者に直接的に認識させて適切な合流運転を学習させることができる。
【００１０】
上記構成において、複数の区間は、合流レーンの形状、合流レーンの周辺の構造物、交通標識、道路区画線の少なくともいずれかを基準として規定される、構成を採用できる。
この構成によれば、目標運転行動がそれぞれ定義される複数の区間が運転者の視認しやすい構造物、交通標識、道路区画線等に基づいて規定されているので、
運転者はいずれの区間を走行しているかを容易に認識できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の本線への合流を円滑化すると共に、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る合流運転支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
この合流運転支援システムは、合流運転支援装置としての運転支援ＥＣＵ（Electric Control Unit）１０、環境情報認識ＥＣＵ５０、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０、ディスプレイ８０、スピーカ９０等から構成される。尚、各ＥＣＵ１０、５０、７０等は、図示しないプロセッサ、メモリ等からなるハードウエアと所要のソフトウエアにより構成されている。
【００１３】
環境情報認識ＥＣＵ５０は、後方車車速・距離認識センサ５１、交通情報取得用通信装置５２、ナビゲーションシステム５３、前方用カメラ５４等からの各種情報に基づいて、自車両の外部の環境情報を取得し、取得した各種の環境情報を運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
後方車車速・距離認識センサ５１は、例えば、レーザレンジセンサ等により自車両と後方車両との距離、及び後方車両の車速を検出する。
交通情報取得用通信装置５２は、例えば、光ビーコン、電波ビーコン、FM多重放送等により、渋滞情報や所要時間、事故・故障車及び工事規制情報、インターチェンジ間の所要時間や周辺の一般道路を含めた渋滞情報及び分岐案内、速度規制、車線規制、チェーン規制情報、サービスエリア・パーキングエリアの満車・空車情報等を取得する。
ナビゲーションシステム５３は、例えば、人工衛星から発信される電波を受信して自車両の位置をディスプレイ８０の画面のデジタル地図上に表示して目的地まで運転者を誘導する。環境情報認識ＥＣＵ５０は、ナビゲーションシステム５３から自車両の位置を認識すると共に、ナビゲーションシステム５３の地図データから、合流レーンの形状、合流レーンの周辺の構造物（ガードレール、防音壁、交通標識、デリニエータ等）、道路区画線（白線、ゼブラゾーン等）を認識する。
前方用カメラ５４は、自車両の前方の様子を撮像する。
【００１４】
運転者情報認識ＥＣＵ７０は、顔向／視線認識センサ７１からの検出信号に基づいて、運転者の視線や顔向きの変動を認識して運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
顔向／視線認識センサ７１は、例えば、運転者を撮像するカメラ、このカメラの撮像した画像を画像処理して運転者の顔向き、あるいは、視線の変化を検出する画像処理装置等で構成されている。
【００１５】
車両情報認識ＥＣＵ６０は、前輪の操舵角を検出する操舵角センサ６１、スロットルバルブの開度（アクセルペダルの操作量）を検出するスロットル開度センサ６２、車両の速度を検出する車速センサ６３、ウィンカー操作の状況を検出するウィンカー操作センサ６４等の各種センサの検出信号に基づいて、現在の車両情報を認識して運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
【００１６】
ディスプレイ８０は、ナビゲーションシステム５３の地図情報や自車両の位置情報の表示、運転支援ＥＣＵ１０からの各種支援情報等を表示して、運転者に提示する。
スピーカ９０は、運転支援ＥＣＵ１０、ナビゲーションシステム５３等からの各種情報を音声出力する。
【００１７】
運転支援ＥＣＵ１０は、図２に示すように、基本的には、後述する合流運転におけるステージ検出機能ＦＮ１、ステージ検出機能ＦＮ１により検出されたステージ毎に必要な運転行動を運転者に提示する提示手段としての提示機能ＦＮ２、合流運転における運転者の運転行動が目標運転行動を満足しているかを判定する判定機能ＦＮ３、不足する又は余分な行動に対処する運転支援を実行する運転支援機能ＦＮ３等を有する。これら各機能ＦＮ１〜ＦＮ４は、環境情報認識ＥＣＵ５０、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０等から得られる各種情報に基づいて実現される。
また、運転支援ＥＣＵ１０は、合流運転における運転者の実際に取る運転行動は、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０等から取得する。具体的には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両情報認識ＥＣＵ６０から現在の自車両情報を取得し、また、運転者情報認識ＥＣＵ７０から運転者情報を取得し、これら運転者情報及び自車両情報から走行中の運転者が実行する運転行動を認識する。例えば、運転者情報認識ＥＣＵ７０から得られる運転者の顔／視線の向きの情報から、運転者が本線確認行動や後方確認行動を取っていることを認識する。また、自車両情報から車速だけでなく、運転車の加速操作、ステアリングホイールの操作、ウィンカー操作等の運転行動を認識する。
さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、環境情報認識ＥＣＵ５０からの車両の外部の環境情報を取得し、この環境情報から自車両の現在位置、自車両周辺に存在する道路構造物等の外部環境情報を認識する。
【００１８】
ここで、本実施形態の合流運転支援システムが適用される道路の一例について図３を参照して説明すると、図３に示すように、高速道路等の本線ＭＲに合流するための合流レーンＭＬは、一般的には、例えば、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮの手前側の速度制限車線ＢＬと、本線ＭＲに繋がる加速のための加速車線ＡＬからなる。この合流レーンＭＬには、ガードレールＧＲ、安全地帯を示すゼブラゾーンＺＺが設けられているのが一般的である。
そして、運転者は、車両をゲートＧＴを通過して本線に合流するためには、前方確認、加速、本線確認、進入操作等の複数の作業を、決められた区間及び限られた時間の中で完了しなければならない。
【００１９】
次に、運転支援ＥＣＵ１０のステージ検出機能ＦＮ１について、図４ないし図８を参照して説明する。
運転支援ＥＣＵ１０は、後述するように、合流レーンＭＬに含まれる複数のステージ（複数の区間）毎に必要な運転行動の提示及び運転支援を実行するために、合流レーンＭＬにおいて、図４ないし図８に示すように、第1ステージＳＴ１〜第５ステージＳＴ５をそれぞれ規定している。
【００２０】
先ず、第1ステージＳＴ１の検出方法について説明すると、図４に示すように、例えば、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮの位置情報をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から取得する。そして、標識ＳＧＮの例えば５０ｍ手前の地点をナビゲーションシステム５３からの情報あるいは画像処理結果から逆算し、その地点を合流起点（第1ステージ開始点）Ｐ１と定義する。尚、画像処理能力の制約上、例えば、標識ＳＧＮの３０ｍ手前からでないと標識ＳＧＮを認識できないときは、標識ＳＧＮの３０ｍ手前地点を合流起点Ｐ１とする。
また、合流レーンＭＬにおいて進行方向に向かって右側に設置されたガードレールＧＲの終端（ガードレールＧＲが途切れる地点）をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出し、この地点を合流基準点（第1ステージ終了地点）Ｐ２とする。尚、合流基準地点Ｐ２はこれに限定されるわけではなく、他の方法として、例えば標識ＳＧＮの後方５０ｍの地点、ゼブラゾーンＺＺが始まる地点、加速車線ＡＬと本線ＭＲが平行に並びはじめる地点等を合流基準地点Ｐ２とすることも可能である。
【００２１】
次に、第２ステージＳＴ２の検出方法について説明すると、図５に示すように、第２ステージＳＴ２の開始地点は、第1ステージＳＴ１の合流基準地点Ｐ２であり、第２ステージＳＴ２の終了地点は加速車線ＡＬの中間点である。この加速車線ＡＬの中間点の検出方法は、加速車線ＡＬの加速車線終端Ｐ４をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出し、次に、合流基準地点Ｐ２から加速車線終端Ｐ４までの距離を算出してその半分の距離の地点を加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とする。
尚、他の方法として、自車両の前方右側の映像を前方用カメラ５４から取得し、その画像処理によりゼブラゾーンＺＺの終端地点を検出してこれを加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とする、あるいは、合流基準地点Ｐ２から５０ｍ後方の地点を加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とすることもできる。
【００２２】
次に、第３ステージＳＴ３の検出方法について説明すると、図６に示すように、先ず、現在の自車両の位置をナビゲーションシステム５３により検出し、自車両の車速と加速度から第２ステージの終了地点である加速車線中間地点Ｐ３に到達までの時間Ｔｃ（秒）を算出（予測する）。そして、自車両のＴｃ−α秒後の自車両の予測位置である加速車線中盤起点Ｐ５を第３ステージＳＴ３の開始地点とする。尚、α秒は、本線確認に必要な時間を基準に与えられた時間であり、例えば２秒である。
また、現在の自車両の位置をナビゲーションシステム５３により検出し、Ｔｃ＋α秒後の自車両の予測位置である加速車線中盤起点Ｐ５を第３ステージＳＴ３の終了地点とする。
尚、日常の運転者の本線確認行動（サイドミラーあるいは目視による確認を本線ＭＲを走行する後側方車両に対して行う行動）を運転者の視線の向きの変動を計測して計測しておき、この計測結果に基づいてαを統計的に決定することも可能である。
【００２３】
次に、第４ステージＳＴ４の検出方法について説明すると、図７に示すように、第４ステージＳＴ４の開始地点は上記の加速車線中間地点Ｐ３であり、第４ステージＳＴ４の終了地点は上記の加速車線終端Ｐ６であり、検出方法は第２ステージＳＴ２と同じである。
【００２４】
次に、第５ステージＳＴ５の検出方法について説明すると、図８に示すように、第５ステージＳＴ５の開始地点は、例えば、自車両が本線ＭＲと加速車線ＡＬとを区画する白線を横切る地点である進入開始地点Ｐ７とし、この進入開始地点Ｐ７は前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出する。
第５ステージＳＴ５の終了地点は、例えば、加速車線終端Ｐ６から１００ｍ前方の地点である合流終点Ｐ８とし、この合流終点Ｐ８はナビゲーションシステム５３により検出できる。
【００２５】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の提示機能ＦＮ２により提示されるステージ毎の必要な運転行動について、図９ないし図１２を参照して説明する。
合流運転に必要な運転者の運転行動（作業内容）は、例えば、図９に示すように、複数の運転行動に分解することができる。具体的には、車両の加速を開始させる加速開始行動、目標車速へ到達させるための目標車速到達行動、本線ＭＲの状況を確認する本線確認行動、車速を調整する加減速調整行動、車両を本線ＭＲへ進入させる本線進入行動、本線ＭＲへの進入に際して必要な後方確認行動、本線ＭＲへの進入に際して必要な加速調整行動等である。
これら各運転行動の作業量あるいは運転者が負担と感じる度合いは、各運転行動毎に異なる。
このため、図９に示すように、各運転行動の作業量を、その重要度、運転負担の平均的な想定値等に基づいて数値化する。
【００２６】
次に、図９に示した複数の運転行動を、上記した第１ステージＳＴ１〜第５ステージＳＴ５に割り当てる。このとき、各ステージ毎の作業量の合計値が所定の値、例えば、１５０以下となるように割り当てる。具体的には、図１０に示すように、第１ステージＳＴ１に加速開始行動、第２ステージＳＴ２に目標車速到達行動、第３ステージＳＴ３に本線確認行動及び加減速調整、第４ステージＳＴ４に本線進入行動、第５ステージＳＴ５に後方確認行動及び加速調整行動を割り当てる。
【００２７】
このような方法で必要な運転行動を各ステージに割り当てると、運転者が取るべき運転行動の作業量は、例えば、図１１に示すように、第１ステージＳＴ１（合流起点）から第５ステージＳＴ５（合流終点）を通じて平均化される。すなわち、図１１に示す境界値Ｔｈは、運転者が苦手意識を感じる、あるいは負担を感じる作業量の境界値であり、運転者の苦手意識や負担を軽減するために、瞬間的な作業量が境界値Ｔｈを越えないように、運転行動を各ステージに割り当てる。
【００２８】
ここで、合流運転が苦手な運転者が取る運転行動は、適切なタイミングで必要な運転行動が不足する（例えば、加速開始行動が遅れる、加速車線を十分に利用せずに早すぎるタイミングで本線ＭＲへ合流する等）あるいは、余分な運転行動（加速行動中に不必要に本線確認行動をする等）を取ることが多いため、例えば、図１２に示すように、瞬間的な作業量が境界値Ｔｈを大きく超えてしまうことが苦手意識の大きな原因となっている。また、図１１に示す場合の総作業量αを図１２に示す場合の総作業量βと比較すると、平均化されて割り当てられた作業の総作業量αは、総作業量βよりも大きくなることがない。
このため、提示機能ＦＮ２は、各ステージ毎に作業量が平均化された運転行動を運転者に提示して、運転者が実行すべき運転行動の負担を軽減させると共に
総作業量を削減させることを目的としている。
【００２９】
次に、ステージ毎の運転支援ＥＣＵ１０の提示機能ＦＮ２についてより具体的に説明する。
先ず、運転支援ＥＣＵ１０は、図４に示した第１ステージＳＴ１に入ると、加速準備が必要であることをアドバイスする。尚、アドバイスは、ディスプレイ８０、スピーカ９０等を用いて実行される。次いで、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮのある地点を検出すると、その地点で、加速開始をアドバイスする。また、第１ステージＳＴ１がどのような区間であるかを運転者に認識させるために、例えば、「４０ｋｍ／ｈ規制解除の標識を越えました」などのようなアナウンスをして、運転者が第１ステージＳＴ１がどのような区間であるかを習得するための補助情報を提供する。これにより、合流レーンＭＬに早い段階から加速が開始され、緩やかな加速度で目標車速に到達させるように仕向けることが可能となる。また、合流運転が苦手な運転者だけでなく、漫然と運転していて加速行動を忘れているような運転者への支援にもなる。
【００３０】
運転支援ＥＣＵ１０は、図５に示した第２ステージＳＴ２に入ると、例えば、目標車速に到達させるための加速に専念するようにアドバイスする。特に、この第２ステージＳＴ２では、本線確認行動を同時に行う運転者が多いことから、場合によっては本線確認は次の第３ステージＳＴ３で行うアドバイスを提示することもできる。
【００３１】
運転支援ＥＣＵ１０は、図６に示した第３ステージＳＴ３に入ると、例えば、ルームミラー及びサイドミラーの確認及び死角確認の実行開始のアドバイスをする。進入先の本線ＭＲを走行する車両との位置関係に応じて、必要であれば、このステージにおいて加減速調整するアドバイスを提示する。
【００３２】
運転支援ＥＣＵ１０は、図７に示した第４ステージＳＴ４に入ると、例えば、加速車線中間地点Ｐ３から加速車線終端Ｐ６までの区間を十分に利用して時間と車速にゆとりをもって本線ＭＲへ進入を開始するようにアドバイスする。
【００３３】
運転支援ＥＣＵ１０は、図８に示した第５ステージＳＴ５に入ると、本線ＭＲへの進入後、後方車両の接近を確認し、迷惑運転や追突が発生しないように、必要に応じてされに加速することをアドバイスする。
【００３４】
次に、運転支援ＥＣＵ１０のステージ毎の判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
第１ステージＳＴ１における判定機能ＦＮ３について説明すると、先ず、図４に示した合流起点Ｐ１から合流基準地点Ｐ２までの距離をＬａ、その間の自車両の平均加速度をＡａ、及び加速度が一定値σを越える位置をＰａ、合流基準地点Ｐ２における車速をＶａとする。また、加速位置指標Ｈを次式（１）により定義する。
【００３５】
Ｈ＝Ｐａ／Ｌａ （０＜Ｈ≦１）…（１）
【００３６】
そして、「熟練ドライバーは合流基準地点Ｐ２の手前から加速行動を開始する」という経験則（目標運転行動）に基づいて、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａが共に低いほど熟練度が低い（苦手度が高い）という基準を設け、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから運転者の熟練度を判断する。例えば、図１３に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。
図１３に示す各値は、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
また、加速位置指標Ｈの値が高いほど加速を開始するタイミングが早く、熟練度が高い（熟練ドライバー）と判断し、逆に加速位置指標Ｈの値が低いほど加速するタイミングが遅く熟練度が低い（苦手ドライバー）という基準を設け、加速位置指標Ｈからも運転者の熟練度を判断する。
【００３７】
運転支援ＥＣＵ１０は、ファジー推論器から得られる熟練度と算出した加速位置指標Ｈの値とに基づいて、第１ステージＳＴ１における運転者の実際の運転行動が目標運転行動を満足するかを判断し、満足しない場合には、不足する内容に応じて、苦手タイプを、例えば図１８に示すような３つのタイプに分類する。
タイプ１は、加速位置指標Ｈの値が比較的低く（例えば、０．５未満）、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度が低い（例えば、０未満）場合であり、このタイプ１は加速開始タイミングが遅く、加速度合いも不足していると判断する。
タイプ２は、加速位置指標Ｈの値が比較的高く（例えば、０．５以上）、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度も低い（例えば、０未満）場合であり、このタイプ２は加速開始タイミングはよいが、加速度合いが不足していると判断する。
タイプ３は、加速位置指標Ｈの値が比較的低く、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度が中程度（例えば、０）場合であり、このタイプ２は加速度合いは良いが、加速開始タイミングが遅れていると判断する。
【００３８】
第１ステージＳＴ１における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、運転支援ＥＣＵ１０は、運転者の実際の運転行動が上記の苦手タイプ１〜タイプ３のいずれかに該当すると判断した場合には、第１ステージＳＴ１における上記ステップＳＴ１８，ＳＴ１９における処理として、タイプ１〜タイプ３に対応した処理を実行する。
タイプ１の場合には、例えば、運転者に、加速開始が遅れていることを報せる、あるいは、加速準備や加速開始を促すアナウンスを合流起点Ｐ１により近い場所で実行する。また、必要に応じて、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００３９】
タイプ２の場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスを実行する。それでも加速が見られない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４０】
タイプ３の場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、例えば、運転者に、加速開始が遅れていることを報せるアナウンスを実行すると共に、加速準備や加速開始を促すアナウンスを合流起点Ｐ１により近い場所で実行する。加速開始のタイミングに改善が見られない場合には、アナウンスする地点を合流起点Ｐ１に近づけていく。
【００４１】
次に、第２ステージＳＴ２における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、図５に示した合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間における平均加速度をＡｂ，加速車線中間地点Ｐ３での車速をＶｂ、加速車線中間地点Ｐ３から加速車線終端Ｐ４までの平均加速度をＡｃとする。運転者の視線がルームミラーに向けられた回数をｎ、サイドミラーに向けられた回数をｍとする。
そして、「熟練ドライバーは十分な加速を加速車線の前半部分で完了させる」という経験則（目標運転行動）に基づいて、（Ａｂ−Ａｃ）の値とＶｂの値とに基づいて、前半部の加速度が後半部の加速度より高く（（Ａｂ−Ａｃ）＞０）、且つ、車速Ｖｂが相対的に高いと運転者の熟練度が高く、その逆であると熟練度が低いと判断する。例えば、図１４に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。
図１４に示す各値は、（Ａｂ−Ａｃ）の値とＶｂの値とに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００４２】
また、「合流運転が苦手な運転者は、加速車線ＡＬの前半側の段階で、加速行動と本線確認とを同時に実施することにより過負荷となり十分な加速ができない」という経験則、すなわち、加速車線ＡＬの前半側の段階では本線確認行動を抑えて加速に専念すべきであるという目標運転行動に基づき、運転者の視線がルームミラーに向けられた回数ｎとサイドミラーに向けられた回数ｍの合計（ｎ＋ｍ）が次式（２）を満たさない場合には、目標運転行動が取られていないと判断する。尚、図１４に示したファジー推論器の判定により熟練度が高い（例えば、０以上）場合には、本線確認行動についての判断は省略できる（熟練した運転者であれば、作業量が増えてもそれほど負担に感じないからである）。
【００４３】
（ｎ＋ｍ）＞ Ｋ（Ｋは予め規定した自然数） …（２）
【００４４】
運転支援ＥＣＵ１０は、ファジー推論器から得られる熟練度と（ｎ＋ｍ）の値から、第２ステージＳＴ２における運転者の実際の運転行動が目標運転行動を満足するかを判断し、満足しない場合には、例えば、次の苦手タイプ１，２に分類する。
タイプ１は、加速車線ＡＬの前半側で本線確認行動は行っていないが、加速が不十分である場合である。
タイプ２は、加速車線ＡＬの前半側での規定値Ｋを超える頻度の本線確認行動を行っており、加速も不十分である場合である。
【００４５】
第２ステージＳＴ２における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、運転支援ＥＣＵ１０は、運転者の実際の運転行動が上記の苦手タイプ１、２のいずれかに該当すると判断した場合には、タイプ１、２に対応した処理を実行する。
タイプ１の場合には、合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４６】
タイプ２の場合には、合流運転の基本的な手順として、「（１）加速車線ＡＬの中盤までの加速、（２）加速車線ＡＬの中盤での進入先の判断、（３）加速車線終端Ｐ４まで道路を使用してもよいことを意識して進入」からなる段取りを順番に消化すればよいことを、例えば、コンピュータグラフィックス等を使用して運転者に事前に知識として教示する。特に（１）と（２）の段取りについて強調することにより、加速と本線確認を切り離して実行すべきことを運転者に教示する。
その上で、合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。加速を促すための運転支援としては、例えば、合流起点Ｐ１において加速車線ＡＬの長さから算出した進入開始時の車速を運転者にアナウンスし、合流基準地点Ｐ２から本線ＭＲへ進入開始するまでの間、自車両の車速を、例えば、１秒毎にアナウンスする。これにより、運転者は、メータ表示に視線を向けることなく目標車速まで加速できる。また、他の運転支援としては、現在の車速と目標車速とをＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を用いてフロントガラスに強調表示することも可能である。
それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４７】
次に、第３ステージＳＴ３における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、加速車線ＡＬの長さをＬ、自車両が本線ＭＲに進入開始する時点における進入開始位置（加速車線ＡＬにおける位置）をＰｉ、その時点での進入開始車速をＶｄとする。
そして、「熟練ドライバーが高い車速で加速車線ＡＬを十分に使ってその終端付近で合流するのに対し、合流運転が苦手な運転者は低い車速で加速車線ＡＬの前半側〜中盤で交流してしまうことが多い」という経験則に基づいて、進入開始位置Ｐｉと進入開始車速Ｖｄから運転者の実際の運転行動を認識し、この運転者の運転行動が熟練ドライバーが取る目標運転行動を満足しているかを判断する。
具体的には、運転者が加速車線ＡＬを有効に使ったかを示す有効使用指数Ｗを次式（３）により定義し、この有効使用指数Ｗと進入開始車速Ｖｄとに基づいて判断する。
【００４８】
Ｗ＝Ｐｉ／Ｌ …（３）
【００４９】
次に、有効使用指数Ｗが高く、かつ、進入開始車速Ｖｄが高い場合には、熟練度が高く、その逆であると熟練度が低いという基準を設け、例えば、図１５に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。図１５に示す各値は、有効使用指数Ｗの値と進入開始車速Ｖｄの値とに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００５０】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の第３ステージＳＴ３における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、第３ステージＳＴで熟練度が低いと判断された場合には、例えば、合流運転の基本的な手順として、（１）加速車線ＡＬの中盤までの加速、（２）加速車線ＡＬの中盤での進入先の判断、（３）加速車線終端Ｐ４まで道路を使用してもよいことを意識して進入」からなる段取りを順番に消化すればよいことを、例えば、コンピュータグラフィックス等を使用して運転者に事前に知識として教示する。特に（３）の段取りについて強調する。
その上で、有効使用指数Ｗが低い運転者、進入開始車速Ｖｄが低い運転者等、運転者の特性に合せて目標進入開始位置や目標進入時車速を提示する運転支援やあ、加速車線ＡＬの前半側で十分な加速を促す運転支援等を提供する。
【００５１】
次に、第４ステージＳＴ４における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、自車両が本線ＭＲに進入開始する時点での進入先の本線ＭＲの後方車両との相対距離をＤｆ、相対速度をＶｆとする。
そして、「合流運転が苦手な運転者の中には他車との相対速度や相対距離を判定する能力が不足し、ミラー確認及び死角確認を行っているにも関わらず、後方車両と適切な車間距離や相対速度を確保していない状態で本線ＭＲへ進入してしまうことがある」という経験則に基づいて、運転者の熟練度を判断する。
具体的には、本線進入時の安全確保のための後方車両との車間距離をＤｔとし、相対距離の不適度合いＸを次式（４）で定義する。
【００５２】
Ｘ＝（Ｄｔ−Ｄｆ）／Ｄｔ （Ｘ＜０の時は、Ｘ＝０） …（４）
【００５３】
また、本線進入時の安全確保のための後方車両に対して取るべき相対速度をＶｔとし、相対速度の不適度合いＹを次式（５）で定義する。
【００５４】
Ｙ＝（Ｖｔ−Ｖｆ）／Ｖｔ （Ｙ＜０の時は、Ｙ＝０） …（５）
【００５５】
相対距離の不適度合いＸ、相対速度の不適度合いＹが共に高い場合には熟練度が高いと判断し、逆に低いほど熟練度が低いという判断基準を設定し、運転者の運転行動が目標運転行動を満足しているかを判断する。たとえば、図１６に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。図１６に示す各値は、相対距離の不適度合いＸ、相対速度の不適度合いＹとに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００５６】
次に、本線ＭＲへの進入開始までの所定期間（例えば、５秒間）に、本線ＭＲの方向へ運転者が一度でも顔を向けたかどうか（死角確認の有無）を判定する。また、サイドミラー又はルームミラーに視線を向けた回数ｈが所定回数Ｋ１よりも多いかを判断することにより、ミラーにより本線確認を十分に行っているものと判断する。
これらの情報から、不適度合いＸ、Ｙによる判定で熟練度が０以下であった運転者を、例えば、図１９に示すような４つの苦手タイプに分類する。
タイプ１は、死角確認、ミラー確認ともに十分であるが、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ２は、死角確認が不足し、ミラー確認が十分であり、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ３は、死角確認が十分、ミラー確認が不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ２は、死角確認、ミラー確認のいずれも不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
【００５７】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の第４ステージＳＴ４における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、第４ステージＳＴで熟練度が低く、かつ、苦手タイプ１と判断した場合には、進入先の本線ＭＲの後方車両との相対距離、相対速度を検出し、安全しきい値を通常よりも高くして衝突判定を実行し、衝突する可能性があると判定された場合には、警報等により運転者に報せる。
【００５８】
苦手タイプ２と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、死角確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。死角確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００５９】
苦手タイプ３と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、ミラー確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。ミラー確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００６０】
苦手タイプ４と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、死角確認及びミラー確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。死角確認及びミラー確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００６１】
次に、第５ステージＳＴ５における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、本線ＭＲに進入後の後方車両との相対距離をＤｆ、相対速度をＶｆ、自車両の加速度をＡ、車速をＶとする。
本線ＭＲへの進入後の後方車両に対する安全確認及び迷惑度合いから運転者の熟練度を判断するために、運転者の顔向きあるいは視線の向きの情報から、本線侵入後に運転者がミラー等で後方車両の存在確認を実施したか否かを確認フラグＦａ（確認した場合にはＦａ＝１、確認しない場合にはＦａ＝０）を検出する。
次に、相対距離Ｄｆ及び相対速度Ｖｆから、自車両の後方に衝突可能性のある車両が存在するかを示す存在フラグＦｂ（存在する場合にはＦｂ＝１、存在しない場合にはＦｂ＝０）を判定する。
そして、存在フラグＦｂが０の場合に、自車両の加速度Ａ及び車速Ｖから、自車両の車速が遅いことが原因で後方車両に迷惑をかけており、且つ、加速してそれを改善しようとしていない場合には、運転者の熟練度Ｆｃが低いと判定する。この判定は、例えば、図１７に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより可能である。図１７に示す各値は、速度Ｖと加速度Ａに対する熟練度Ｆｃを示しており、Ｆｃ＝０が最も熟練度が低く、１が最も熟練度が高いことを示している。
【００６２】
上記の結果から、熟練度が低い判断された運転者を次の２タイプに分類する。
タイプ１は、確認フラグＦａ＝０、Ｆｃ≦０．５で、本線進入後、後方確認を実施していないために迷惑運転となっている場合である。
タイプ２は、確認フラグＦａ＝１、Ｆｃ≦０．５で、後方に車両が迫っていることを知りながら加速をしない運転者であり、且つ自車両の車速が遅いのが原因で後方車両との間で衝突可能性が高い場合である。
【００６３】
運転支援ＥＣＵ１０は、タイプ１の場合には、例えば、本線進入後にミラーにより後方車両を確認するようにアドバイスする。この結果、後方確認行動が改善され、且つ、後方車両との衝突危険性が低い場合には、運転支援処理を終了する。タイプ２の場合には、例えば、本線進入後に、後方車両との相対速度、相対距離から衝突危険性を判定し、衝突危険性が高い場合には運転者に警報等によりその旨を報せる。また、自車両の車速が原因で後方車両との衝突危険性が高い場合には、現在の状態が危険で後方車両に迷惑をかけていることを運転者に教示する等する。
【００６４】
上記実施形態においては、各ステージＳＴ１〜ＳＴ５においてそれぞれ運転者の運転行動に関する判断を実行したが、状況によってはその判断が困難な場合も存在する可能性も考えられる。このため、そのような状況では、例えば、以下に示す手法によりフィルタリングして、運転者への運転支援処理を的確に実行可能にする。
例えば、合流終点Ｐ８における自車両の車速Ｖｅを検出し、この車速Ｖｅが所定値（例えば、６０ｋｍ／ｈ）未満であれば、その合流場面の状況は渋滞であり、通常の合流運転に必要な運転行動は不可能であった状況と判断して、その状況における運転者の運転行動は運転支援処理に関する判断から除外する。また、ＩＴＳなどの通信により本線ＭＲが渋滞状況にあると事前に分かった場合にも同様の処理とする。
さらに、ＩＴＳ通信等により本線ＭＲが渋滞状況にあることが事前に分かる場合には、合流運転を支援する代わりに、渋滞車列への割り込みの可否等を判断する運転支援を実行することも可能である。
【００６５】
加速車線ＡＬを走行中に、前方３０ｍ以内に走行車両又は駐停車車両が存在することを検出した場合には、通常の合流運転に必要な運転行動は不可能であった状況と判断して、そのような状況は、合流運転に関する運転支援処理に関する判断から除外する。
また、このような場合には、合流運転に関する支援の代わりに、前方車両への追突防止支援（ＰＣＳ）や、合流先の本線車両とに必然的に大きな車速差が生じるたことに起因する追突を防止するための支援を実行する構成を採用できる。
【００６６】
ナビゲーションシステム５３などからの情報により、加速車線ＡＬの長さが１００ｍ以下であることが検出された場合には、十分な加速を得ることが実際上困難な場面であると判断し、このような場面は合流運転に関する運転支援処理から除外する。代わりに、このようなケースにおいては、本線進入後に後方車両が衝突する危険性が高まるので、合流運転を支援するのではなく、後方車両を検知して追突防止を支援する。また、加速車線ＡＬの長さが短いことが事前に分かる場合には、十分に長い加速車線ＡＬを備える他のパーキングエリアやインターチェンジを利用するように、運転者にアドバイスする構成とすることも可能である。
【００６７】
上記実施形態では、合流運転の支援のための各種処理を運転支援ＥＣＵ１０により実行する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、複数のＥＣＵを用いて実行することも可能である。
【００６８】
上記実施形態において、各ステージにおいて、判定機能ＦＮ３を実行したのちにリアルタイムに運転支援機能ＦＮ４を実行することもできるし、一の合流レーンにおいて判定機能ＦＮ３にみを実行し、その判定結果を記憶しておき、その判定結果を当該一の合流レーンを通過する際に使用して運転支援機能ＦＮ４を実行してもよいし、その判定結果を他の合流レーンにおいて利用して運転支援機能ＦＮ４を実行することも可能である。
【００６９】
上記実施形態では、合流レーンから本線に至るまでに５つのステージ（区間）を設定した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、さらに多くのステージを設定することもできるし、又、２つの区間だけを設定して前半側において加速行動を規定し、後半側において本線確認行動を規定する構成とすることも可能である。
【００７０】
上記実施形態では、各ステージ毎に必要な運転行動を運転者に提示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、提示機能ＦＮ２を省略した構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る合流運転支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】運転支援ＥＣＵの基本的な機能を示す図である。
【図３】合流運転支援システムが適用される道路の一例を説明するための図である。
【図４】第１ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図５】第２ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図６】第３ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図７】第４ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図８】第５ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図９】合流運転に必要な運転者の各種運転行動及びその作業量を例示する図である。
【図１０】各ステージへの運転行動の割り当ての一例を示す図である。
【図１１】運転行動を割り当てたのちの各ステージの作業量を説明するための図である。
【図１２】合流運転が苦手な運転者の運転行動において発生する作業量の一例を示す図である。
【図１３】第１ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１４】第２ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１５】第３ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１６】第４ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１７】第５ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１８】第１ステージにおいて分類される複数の苦手タイプを示す図である。
【図１９】第４ステージにおいて分類される複数の苦手タイプを示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…運転支援ＥＣＵ（運転支援手段）、５０…環境情報認識ＥＣＵ、５１…後方車車速・距離認識センサ、５２…交通情報取得用通信装置、５２…ナビゲーションシステム、５４…前方用カメラ、６０…車両情報認識ＥＣＵ、６１…操舵角センサ、６２…スロットル開度センサ、６３…車速センサ、６４…ウィンカー操作センサ、７０…運転者情報認識ＥＣＵ、８０…ディスプレイ、９０…スピーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速道路等の本線車道へ合流する際の車両の運転を支援する合流運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の本線道路に合流する場面では、加速車線において十分に加速して、本線の車両に対し安全な車間と相対速度があることを確認した後、本線に進入することが必要であるが、この合流運転を苦手と感じる運転者は多い。この課題を解決する技術は種々提案されており、例えば、特許文献１は、ナビゲーションシステムの地図情報等を利用して合流部における自車両と他車両との相対位置及び相対速度を検出し、これらから最適な合流位置、合流速度を算出してドライバーに指示し合流部において他車の走行を妨害することなく合流を円滑化する技術を開示している。この他にも、合流場面において運転を支援する技術は種々提案されている（特許文献２〜４等参照）。
【特許文献１】特開平８−２６３７９３号公報
【特許文献２】特開平１１−３３９１８６号公報
【特許文献３】特開平１１−５３６８５号公報
【特許文献４】特許３３０５３２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような技術は、自車両及び他車両の位置、速度、加速度等の車両の状態に基づいて、最適な合流地点や合流タイミングを運転者に教示したり、車両を自動制御して運転を支援する技術であり、個々の運転者の合流運転に対する苦手意識、運転技術等を考慮して合流運転を支援する技術ではない。
このため、上記したような技術によれば、見かけ上は合流運転を円滑化できるが、合流運転に苦手意識をもつ運転者の苦手意識を改善し、あるいは、運転者の合流運転技術を向上させることができるとは限らず、合流地点や合流タイミングを車両の走行状態等から画一的に提示された運転者は却って負担に感じる可能性もある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、車両の本線への合流を円滑化すると共に、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能な運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る合流運転支援装置は、車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、合流レーンに含まれる複数の区間のそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と複数の区間毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援手段を有することを特徴としている。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動と複数の区間毎に規定された目標運転行動に基づいて合流のための運転支援処理が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。
【０００６】
上記構成において、運転支援手段は、複数の区間毎に規定された目標運転行動に対して不足する又は余分な運転者の運転行動に対処するための運転支援処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、運転者の実際の運転行動が複数の区間においてそれぞれ規定された目標運転行動を満足していない場合には、不足する運転行動あるいは余分な運転行動に対処する運転支援が実行されるので、運転者の実際の運転行動を反映した運転支援となる。すなわち、合流運転を苦手と感じるのは、例えば、加速車線において車両が十分に加速される前に余分に本線確認行動を取るなど、合流レーンにおいて適切なタイミングで適切な運転行動を取らないことが主要因として挙げられる。このことから、各区間における運転者の実際の運転行動について不足する運転行動又は余分な運転行動がないかを判断してそれに対処することで、合流レーンにおいて必要な各種の行動を適切なタイミングで取るように運転者を仕向けることが可能となる。この結果、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能となる。又、運転者に不足又は余分な運転行動を教示等することで適切な合流運転を学習させることができる。
【０００７】
上記構成において、運転支援手段は、合流レーンの前半側における加速運転中に運転者の本線確認行動の頻度が規定値を越える場合に、本線確認行動を抑制して加速運転を促すための処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、合流レーンの前半側において運転者が加速行動と本線確認行動とを別々に実行するように仕向けることができる。
【０００８】
上記構成において、運転支援手段は、合流レーンの後半側において運転者の本線確認行動が不足する場合には、本線確認行動を促すための運転支援処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、合流レーンの後半で本線確認行動を促すことにより、安全性を確保しつつ運転者に合流レーンの後半部における合流運転を学習させることができる。
【０００９】
上記構成において、車両が前記複数の区間の各々に進入する毎に各々の区間において必要な運転行動を運転者へ提示するための提示処理を実行する提示手段をさらに有する、構成を採用できる。
この構成によれば、各区間において必要な行動を運転者に提示することにより、目標とする運転行動を運転者に直接的に認識させて適切な合流運転を学習させることができる。
【００１０】
上記構成において、複数の区間は、合流レーンの形状、合流レーンの周辺の構造物、交通標識、道路区画線の少なくともいずれかを基準として規定される、構成を採用できる。
この構成によれば、目標運転行動がそれぞれ定義される複数の区間が運転者の視認しやすい構造物、交通標識、道路区画線等に基づいて規定されているので、
運転者はいずれの区間を走行しているかを容易に認識できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の本線への合流を円滑化すると共に、合流運転が苦手と感じる運転者の苦手意識を改善し、運転者の合流運転技術を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る合流運転支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
この合流運転支援システムは、合流運転支援装置としての運転支援ＥＣＵ（Electric Control Unit）１０、環境情報認識ＥＣＵ５０、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０、ディスプレイ８０、スピーカ９０等から構成される。尚、各ＥＣＵ１０、５０、７０等は、図示しないプロセッサ、メモリ等からなるハードウエアと所要のソフトウエアにより構成されている。
【００１３】
環境情報認識ＥＣＵ５０は、後方車車速・距離認識センサ５１、交通情報取得用通信装置５２、ナビゲーションシステム５３、前方用カメラ５４等からの各種情報に基づいて、自車両の外部の環境情報を取得し、取得した各種の環境情報を運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
後方車車速・距離認識センサ５１は、例えば、レーザレンジセンサ等により自車両と後方車両との距離、及び後方車両の車速を検出する。
交通情報取得用通信装置５２は、例えば、光ビーコン、電波ビーコン、FM多重放送等により、渋滞情報や所要時間、事故・故障車及び工事規制情報、インターチェンジ間の所要時間や周辺の一般道路を含めた渋滞情報及び分岐案内、速度規制、車線規制、チェーン規制情報、サービスエリア・パーキングエリアの満車・空車情報等を取得する。
ナビゲーションシステム５３は、例えば、人工衛星から発信される電波を受信して自車両の位置をディスプレイ８０の画面のデジタル地図上に表示して目的地まで運転者を誘導する。環境情報認識ＥＣＵ５０は、ナビゲーションシステム５３から自車両の位置を認識すると共に、ナビゲーションシステム５３の地図データから、合流レーンの形状、合流レーンの周辺の構造物（ガードレール、防音壁、交通標識、デリニエータ等）、道路区画線（白線、ゼブラゾーン等）を認識する。
前方用カメラ５４は、自車両の前方の様子を撮像する。
【００１４】
運転者情報認識ＥＣＵ７０は、顔向／視線認識センサ７１からの検出信号に基づいて、運転者の視線や顔向きの変動を認識して運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
顔向／視線認識センサ７１は、例えば、運転者を撮像するカメラ、このカメラの撮像した画像を画像処理して運転者の顔向き、あるいは、視線の変化を検出する画像処理装置等で構成されている。
【００１５】
車両情報認識ＥＣＵ６０は、前輪の操舵角を検出する操舵角センサ６１、スロットルバルブの開度（アクセルペダルの操作量）を検出するスロットル開度センサ６２、車両の速度を検出する車速センサ６３、ウィンカー操作の状況を検出するウィンカー操作センサ６４等の各種センサの検出信号に基づいて、現在の車両情報を認識して運転支援ＥＣＵ１０へ送る。
【００１６】
ディスプレイ８０は、ナビゲーションシステム５３の地図情報や自車両の位置情報の表示、運転支援ＥＣＵ１０からの各種支援情報等を表示して、運転者に提示する。
スピーカ９０は、運転支援ＥＣＵ１０、ナビゲーションシステム５３等からの各種情報を音声出力する。
【００１７】
運転支援ＥＣＵ１０は、図２に示すように、基本的には、後述する合流運転におけるステージ検出機能ＦＮ１、ステージ検出機能ＦＮ１により検出されたステージ毎に必要な運転行動を運転者に提示する提示手段としての提示機能ＦＮ２、合流運転における運転者の運転行動が目標運転行動を満足しているかを判定する判定機能ＦＮ３、不足する又は余分な行動に対処する運転支援を実行する運転支援機能ＦＮ３等を有する。これら各機能ＦＮ１〜ＦＮ４は、環境情報認識ＥＣＵ５０、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０等から得られる各種情報に基づいて実現される。
また、運転支援ＥＣＵ１０は、合流運転における運転者の実際に取る運転行動は、車両情報認識ＥＣＵ６０、運転者情報認識ＥＣＵ７０等から取得する。具体的には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両情報認識ＥＣＵ６０から現在の自車両情報を取得し、また、運転者情報認識ＥＣＵ７０から運転者情報を取得し、これら運転者情報及び自車両情報から走行中の運転者が実行する運転行動を認識する。例えば、運転者情報認識ＥＣＵ７０から得られる運転者の顔／視線の向きの情報から、運転者が本線確認行動や後方確認行動を取っていることを認識する。また、自車両情報から車速だけでなく、運転車の加速操作、ステアリングホイールの操作、ウィンカー操作等の運転行動を認識する。
さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、環境情報認識ＥＣＵ５０からの車両の外部の環境情報を取得し、この環境情報から自車両の現在位置、自車両周辺に存在する道路構造物等の外部環境情報を認識する。
【００１８】
ここで、本実施形態の合流運転支援システムが適用される道路の一例について図３を参照して説明すると、図３に示すように、高速道路等の本線ＭＲに合流するための合流レーンＭＬは、一般的には、例えば、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮの手前側の速度制限車線ＢＬと、本線ＭＲに繋がる加速のための加速車線ＡＬからなる。この合流レーンＭＬには、ガードレールＧＲ、安全地帯を示すゼブラゾーンＺＺが設けられているのが一般的である。
そして、運転者は、車両をゲートＧＴを通過して本線に合流するためには、前方確認、加速、本線確認、進入操作等の複数の作業を、決められた区間及び限られた時間の中で完了しなければならない。
【００１９】
次に、運転支援ＥＣＵ１０のステージ検出機能ＦＮ１について、図４ないし図８を参照して説明する。
運転支援ＥＣＵ１０は、後述するように、合流レーンＭＬに含まれる複数のステージ（複数の区間）毎に必要な運転行動の提示及び運転支援を実行するために、合流レーンＭＬにおいて、図４ないし図８に示すように、第1ステージＳＴ１〜第５ステージＳＴ５をそれぞれ規定している。
【００２０】
先ず、第1ステージＳＴ１の検出方法について説明すると、図４に示すように、例えば、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮの位置情報をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から取得する。そして、標識ＳＧＮの例えば５０ｍ手前の地点をナビゲーションシステム５３からの情報あるいは画像処理結果から逆算し、その地点を合流起点（第1ステージ開始点）Ｐ１と定義する。尚、画像処理能力の制約上、例えば、標識ＳＧＮの３０ｍ手前からでないと標識ＳＧＮを認識できないときは、標識ＳＧＮの３０ｍ手前地点を合流起点Ｐ１とする。
また、合流レーンＭＬにおいて進行方向に向かって右側に設置されたガードレールＧＲの終端（ガードレールＧＲが途切れる地点）をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出し、この地点を合流基準点（第1ステージ終了地点）Ｐ２とする。尚、合流基準地点Ｐ２はこれに限定されるわけではなく、他の方法として、例えば標識ＳＧＮの後方５０ｍの地点、ゼブラゾーンＺＺが始まる地点、加速車線ＡＬと本線ＭＲが平行に並びはじめる地点等を合流基準地点Ｐ２とすることも可能である。
【００２１】
次に、第２ステージＳＴ２の検出方法について説明すると、図５に示すように、第２ステージＳＴ２の開始地点は、第1ステージＳＴ１の合流基準地点Ｐ２であり、第２ステージＳＴ２の終了地点は加速車線ＡＬの中間点である。この加速車線ＡＬの中間点の検出方法は、加速車線ＡＬの加速車線終端Ｐ４をナビゲーションシステム５３あるいは前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出し、次に、合流基準地点Ｐ２から加速車線終端Ｐ４までの距離を算出してその半分の距離の地点を加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とする。
尚、他の方法として、自車両の前方右側の映像を前方用カメラ５４から取得し、その画像処理によりゼブラゾーンＺＺの終端地点を検出してこれを加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とする、あるいは、合流基準地点Ｐ２から５０ｍ後方の地点を加速車線中間点（第２ステージＳＴ２の終了地点）Ｐ３とすることもできる。
【００２２】
次に、第３ステージＳＴ３の検出方法について説明すると、図６に示すように、先ず、現在の自車両の位置をナビゲーションシステム５３により検出し、自車両の車速と加速度から第２ステージの終了地点である加速車線中間地点Ｐ３に到達までの時間Ｔｃ（秒）を算出（予測する）。そして、自車両のＴｃ−α秒後の自車両の予測位置である加速車線中盤起点Ｐ５を第３ステージＳＴ３の開始地点とする。尚、α秒は、本線確認に必要な時間を基準に与えられた時間であり、例えば２秒である。
また、現在の自車両の位置をナビゲーションシステム５３により検出し、Ｔｃ＋α秒後の自車両の予測位置である加速車線中盤起点Ｐ５を第３ステージＳＴ３の終了地点とする。
尚、日常の運転者の本線確認行動（サイドミラーあるいは目視による確認を本線ＭＲを走行する後側方車両に対して行う行動）を運転者の視線の向きの変動を計測して計測しておき、この計測結果に基づいてαを統計的に決定することも可能である。
【００２３】
次に、第４ステージＳＴ４の検出方法について説明すると、図７に示すように、第４ステージＳＴ４の開始地点は上記の加速車線中間地点Ｐ３であり、第４ステージＳＴ４の終了地点は上記の加速車線終端Ｐ６であり、検出方法は第２ステージＳＴ２と同じである。
【００２４】
次に、第５ステージＳＴ５の検出方法について説明すると、図８に示すように、第５ステージＳＴ５の開始地点は、例えば、自車両が本線ＭＲと加速車線ＡＬとを区画する白線を横切る地点である進入開始地点Ｐ７とし、この進入開始地点Ｐ７は前方用カメラ５４の撮像画像の画像処理結果から検出する。
第５ステージＳＴ５の終了地点は、例えば、加速車線終端Ｐ６から１００ｍ前方の地点である合流終点Ｐ８とし、この合流終点Ｐ８はナビゲーションシステム５３により検出できる。
【００２５】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の提示機能ＦＮ２により提示されるステージ毎の必要な運転行動について、図９ないし図１２を参照して説明する。
合流運転に必要な運転者の運転行動（作業内容）は、例えば、図９に示すように、複数の運転行動に分解することができる。具体的には、車両の加速を開始させる加速開始行動、目標車速へ到達させるための目標車速到達行動、本線ＭＲの状況を確認する本線確認行動、車速を調整する加減速調整行動、車両を本線ＭＲへ進入させる本線進入行動、本線ＭＲへの進入に際して必要な後方確認行動、本線ＭＲへの進入に際して必要な加速調整行動等である。
これら各運転行動の作業量あるいは運転者が負担と感じる度合いは、各運転行動毎に異なる。
このため、図９に示すように、各運転行動の作業量を、その重要度、運転負担の平均的な想定値等に基づいて数値化する。
【００２６】
次に、図９に示した複数の運転行動を、上記した第１ステージＳＴ１〜第５ステージＳＴ５に割り当てる。このとき、各ステージ毎の作業量の合計値が所定の値、例えば、１５０以下となるように割り当てる。具体的には、図１０に示すように、第１ステージＳＴ１に加速開始行動、第２ステージＳＴ２に目標車速到達行動、第３ステージＳＴ３に本線確認行動及び加減速調整、第４ステージＳＴ４に本線進入行動、第５ステージＳＴ５に後方確認行動及び加速調整行動を割り当てる。
【００２７】
このような方法で必要な運転行動を各ステージに割り当てると、運転者が取るべき運転行動の作業量は、例えば、図１１に示すように、第１ステージＳＴ１（合流起点）から第５ステージＳＴ５（合流終点）を通じて平均化される。すなわち、図１１に示す境界値Ｔｈは、運転者が苦手意識を感じる、あるいは負担を感じる作業量の境界値であり、運転者の苦手意識や負担を軽減するために、瞬間的な作業量が境界値Ｔｈを越えないように、運転行動を各ステージに割り当てる。
【００２８】
ここで、合流運転が苦手な運転者が取る運転行動は、適切なタイミングで必要な運転行動が不足する（例えば、加速開始行動が遅れる、加速車線を十分に利用せずに早すぎるタイミングで本線ＭＲへ合流する等）あるいは、余分な運転行動（加速行動中に不必要に本線確認行動をする等）を取ることが多いため、例えば、図１２に示すように、瞬間的な作業量が境界値Ｔｈを大きく超えてしまうことが苦手意識の大きな原因となっている。また、図１１に示す場合の総作業量αを図１２に示す場合の総作業量βと比較すると、平均化されて割り当てられた作業の総作業量αは、総作業量βよりも大きくなることがない。
このため、提示機能ＦＮ２は、各ステージ毎に作業量が平均化された運転行動を運転者に提示して、運転者が実行すべき運転行動の負担を軽減させると共に
総作業量を削減させることを目的としている。
【００２９】
次に、ステージ毎の運転支援ＥＣＵ１０の提示機能ＦＮ２についてより具体的に説明する。
先ず、運転支援ＥＣＵ１０は、図４に示した第１ステージＳＴ１に入ると、加速準備が必要であることをアドバイスする。尚、アドバイスは、ディスプレイ８０、スピーカ９０等を用いて実行される。次いで、４０ｋｍ／ｈの速度制限終了を示す標識ＳＧＮのある地点を検出すると、その地点で、加速開始をアドバイスする。また、第１ステージＳＴ１がどのような区間であるかを運転者に認識させるために、例えば、「４０ｋｍ／ｈ規制解除の標識を越えました」などのようなアナウンスをして、運転者が第１ステージＳＴ１がどのような区間であるかを習得するための補助情報を提供する。これにより、合流レーンＭＬに早い段階から加速が開始され、緩やかな加速度で目標車速に到達させるように仕向けることが可能となる。また、合流運転が苦手な運転者だけでなく、漫然と運転していて加速行動を忘れているような運転者への支援にもなる。
【００３０】
運転支援ＥＣＵ１０は、図５に示した第２ステージＳＴ２に入ると、例えば、目標車速に到達させるための加速に専念するようにアドバイスする。特に、この第２ステージＳＴ２では、本線確認行動を同時に行う運転者が多いことから、場合によっては本線確認は次の第３ステージＳＴ３で行うアドバイスを提示することもできる。
【００３１】
運転支援ＥＣＵ１０は、図６に示した第３ステージＳＴ３に入ると、例えば、ルームミラー及びサイドミラーの確認及び死角確認の実行開始のアドバイスをする。進入先の本線ＭＲを走行する車両との位置関係に応じて、必要であれば、このステージにおいて加減速調整するアドバイスを提示する。
【００３２】
運転支援ＥＣＵ１０は、図７に示した第４ステージＳＴ４に入ると、例えば、加速車線中間地点Ｐ３から加速車線終端Ｐ６までの区間を十分に利用して時間と車速にゆとりをもって本線ＭＲへ進入を開始するようにアドバイスする。
【００３３】
運転支援ＥＣＵ１０は、図８に示した第５ステージＳＴ５に入ると、本線ＭＲへの進入後、後方車両の接近を確認し、迷惑運転や追突が発生しないように、必要に応じてされに加速することをアドバイスする。
【００３４】
次に、運転支援ＥＣＵ１０のステージ毎の判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
第１ステージＳＴ１における判定機能ＦＮ３について説明すると、先ず、図４に示した合流起点Ｐ１から合流基準地点Ｐ２までの距離をＬａ、その間の自車両の平均加速度をＡａ、及び加速度が一定値σを越える位置をＰａ、合流基準地点Ｐ２における車速をＶａとする。また、加速位置指標Ｈを次式（１）により定義する。
【００３５】
Ｈ＝Ｐａ／Ｌａ （０＜Ｈ≦１）…（１）
【００３６】
そして、「熟練ドライバーは合流基準地点Ｐ２の手前から加速行動を開始する」という経験則（目標運転行動）に基づいて、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａが共に低いほど熟練度が低い（苦手度が高い）という基準を設け、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから運転者の熟練度を判断する。例えば、図１３に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。
図１３に示す各値は、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
また、加速位置指標Ｈの値が高いほど加速を開始するタイミングが早く、熟練度が高い（熟練ドライバー）と判断し、逆に加速位置指標Ｈの値が低いほど加速するタイミングが遅く熟練度が低い（苦手ドライバー）という基準を設け、加速位置指標Ｈからも運転者の熟練度を判断する。
【００３７】
運転支援ＥＣＵ１０は、ファジー推論器から得られる熟練度と算出した加速位置指標Ｈの値とに基づいて、第１ステージＳＴ１における運転者の実際の運転行動が目標運転行動を満足するかを判断し、満足しない場合には、不足する内容に応じて、苦手タイプを、例えば図１８に示すような３つのタイプに分類する。
タイプ１は、加速位置指標Ｈの値が比較的低く（例えば、０．５未満）、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度が低い（例えば、０未満）場合であり、このタイプ１は加速開始タイミングが遅く、加速度合いも不足していると判断する。
タイプ２は、加速位置指標Ｈの値が比較的高く（例えば、０．５以上）、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度も低い（例えば、０未満）場合であり、このタイプ２は加速開始タイミングはよいが、加速度合いが不足していると判断する。
タイプ３は、加速位置指標Ｈの値が比較的低く、平均加速度Ａａ及び車速Ｖａから推定した熟練度が中程度（例えば、０）場合であり、このタイプ２は加速度合いは良いが、加速開始タイミングが遅れていると判断する。
【００３８】
第１ステージＳＴ１における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、運転支援ＥＣＵ１０は、運転者の実際の運転行動が上記の苦手タイプ１〜タイプ３のいずれかに該当すると判断した場合には、第１ステージＳＴ１における上記ステップＳＴ１８，ＳＴ１９における処理として、タイプ１〜タイプ３に対応した処理を実行する。
タイプ１の場合には、例えば、運転者に、加速開始が遅れていることを報せる、あるいは、加速準備や加速開始を促すアナウンスを合流起点Ｐ１により近い場所で実行する。また、必要に応じて、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００３９】
タイプ２の場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスを実行する。それでも加速が見られない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４０】
タイプ３の場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、例えば、運転者に、加速開始が遅れていることを報せるアナウンスを実行すると共に、加速準備や加速開始を促すアナウンスを合流起点Ｐ１により近い場所で実行する。加速開始のタイミングに改善が見られない場合には、アナウンスする地点を合流起点Ｐ１に近づけていく。
【００４１】
次に、第２ステージＳＴ２における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、図５に示した合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間における平均加速度をＡｂ，加速車線中間地点Ｐ３での車速をＶｂ、加速車線中間地点Ｐ３から加速車線終端Ｐ４までの平均加速度をＡｃとする。運転者の視線がルームミラーに向けられた回数をｎ、サイドミラーに向けられた回数をｍとする。
そして、「熟練ドライバーは十分な加速を加速車線の前半部分で完了させる」という経験則（目標運転行動）に基づいて、（Ａｂ−Ａｃ）の値とＶｂの値とに基づいて、前半部の加速度が後半部の加速度より高く（（Ａｂ−Ａｃ）＞０）、且つ、車速Ｖｂが相対的に高いと運転者の熟練度が高く、その逆であると熟練度が低いと判断する。例えば、図１４に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。
図１４に示す各値は、（Ａｂ−Ａｃ）の値とＶｂの値とに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００４２】
また、「合流運転が苦手な運転者は、加速車線ＡＬの前半側の段階で、加速行動と本線確認とを同時に実施することにより過負荷となり十分な加速ができない」という経験則、すなわち、加速車線ＡＬの前半側の段階では本線確認行動を抑えて加速に専念すべきであるという目標運転行動に基づき、運転者の視線がルームミラーに向けられた回数ｎとサイドミラーに向けられた回数ｍの合計（ｎ＋ｍ）が次式（２）を満たさない場合には、目標運転行動が取られていないと判断する。尚、図１４に示したファジー推論器の判定により熟練度が高い（例えば、０以上）場合には、本線確認行動についての判断は省略できる（熟練した運転者であれば、作業量が増えてもそれほど負担に感じないからである）。
【００４３】
（ｎ＋ｍ）＞ Ｋ（Ｋは予め規定した自然数） …（２）
【００４４】
運転支援ＥＣＵ１０は、ファジー推論器から得られる熟練度と（ｎ＋ｍ）の値から、第２ステージＳＴ２における運転者の実際の運転行動が目標運転行動を満足するかを判断し、満足しない場合には、例えば、次の苦手タイプ１，２に分類する。
タイプ１は、加速車線ＡＬの前半側で本線確認行動は行っていないが、加速が不十分である場合である。
タイプ２は、加速車線ＡＬの前半側での規定値Ｋを超える頻度の本線確認行動を行っており、加速も不十分である場合である。
【００４５】
第２ステージＳＴ２における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、運転支援ＥＣＵ１０は、運転者の実際の運転行動が上記の苦手タイプ１、２のいずれかに該当すると判断した場合には、タイプ１、２に対応した処理を実行する。
タイプ１の場合には、合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４６】
タイプ２の場合には、合流運転の基本的な手順として、「（１）加速車線ＡＬの中盤までの加速、（２）加速車線ＡＬの中盤での進入先の判断、（３）加速車線終端Ｐ４まで道路を使用してもよいことを意識して進入」からなる段取りを順番に消化すればよいことを、例えば、コンピュータグラフィックス等を使用して運転者に事前に知識として教示する。特に（１）と（２）の段取りについて強調することにより、加速と本線確認を切り離して実行すべきことを運転者に教示する。
その上で、合流基準地点Ｐ２から加速車線中間地点Ｐ３までの区間において、加速度を高めさせるために、例えば、意図的な加速を促すアナウンスをする。加速を促すための運転支援としては、例えば、合流起点Ｐ１において加速車線ＡＬの長さから算出した進入開始時の車速を運転者にアナウンスし、合流基準地点Ｐ２から本線ＭＲへ進入開始するまでの間、自車両の車速を、例えば、１秒毎にアナウンスする。これにより、運転者は、メータ表示に視線を向けることなく目標車速まで加速できる。また、他の運転支援としては、現在の車速と目標車速とをＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を用いてフロントガラスに強調表示することも可能である。
それでも加速されない場合には、変速機のシフトアップタイミングを遅らせる等の車両制御を実行し、運転者が加速操作しやすいようにする介入制御を実行する。
【００４７】
次に、第３ステージＳＴ３における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、加速車線ＡＬの長さをＬ、自車両が本線ＭＲに進入開始する時点における進入開始位置（加速車線ＡＬにおける位置）をＰｉ、その時点での進入開始車速をＶｄとする。
そして、「熟練ドライバーが高い車速で加速車線ＡＬを十分に使ってその終端付近で合流するのに対し、合流運転が苦手な運転者は低い車速で加速車線ＡＬの前半側〜中盤で交流してしまうことが多い」という経験則に基づいて、進入開始位置Ｐｉと進入開始車速Ｖｄから運転者の実際の運転行動を認識し、この運転者の運転行動が熟練ドライバーが取る目標運転行動を満足しているかを判断する。
具体的には、運転者が加速車線ＡＬを有効に使ったかを示す有効使用指数Ｗを次式（３）により定義し、この有効使用指数Ｗと進入開始車速Ｖｄとに基づいて判断する。
【００４８】
Ｗ＝Ｐｉ／Ｌ …（３）
【００４９】
次に、有効使用指数Ｗが高く、かつ、進入開始車速Ｖｄが高い場合には、熟練度が高く、その逆であると熟練度が低いという基準を設け、例えば、図１５に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。図１５に示す各値は、有効使用指数Ｗの値と進入開始車速Ｖｄの値とに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００５０】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の第３ステージＳＴ３における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、第３ステージＳＴで熟練度が低いと判断された場合には、例えば、合流運転の基本的な手順として、（１）加速車線ＡＬの中盤までの加速、（２）加速車線ＡＬの中盤での進入先の判断、（３）加速車線終端Ｐ４まで道路を使用してもよいことを意識して進入」からなる段取りを順番に消化すればよいことを、例えば、コンピュータグラフィックス等を使用して運転者に事前に知識として教示する。特に（３）の段取りについて強調する。
その上で、有効使用指数Ｗが低い運転者、進入開始車速Ｖｄが低い運転者等、運転者の特性に合せて目標進入開始位置や目標進入時車速を提示する運転支援やあ、加速車線ＡＬの前半側で十分な加速を促す運転支援等を提供する。
【００５１】
次に、第４ステージＳＴ４における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、自車両が本線ＭＲに進入開始する時点での進入先の本線ＭＲの後方車両との相対距離をＤｆ、相対速度をＶｆとする。
そして、「合流運転が苦手な運転者の中には他車との相対速度や相対距離を判定する能力が不足し、ミラー確認及び死角確認を行っているにも関わらず、後方車両と適切な車間距離や相対速度を確保していない状態で本線ＭＲへ進入してしまうことがある」という経験則に基づいて、運転者の熟練度を判断する。
具体的には、本線進入時の安全確保のための後方車両との車間距離をＤｔとし、相対距離の不適度合いＸを次式（４）で定義する。
【００５２】
Ｘ＝（Ｄｔ−Ｄｆ）／Ｄｔ （Ｘ＜０の時は、Ｘ＝０） …（４）
【００５３】
また、本線進入時の安全確保のための後方車両に対して取るべき相対速度をＶｔとし、相対速度の不適度合いＹを次式（５）で定義する。
【００５４】
Ｙ＝（Ｖｔ−Ｖｆ）／Ｖｔ （Ｙ＜０の時は、Ｙ＝０） …（５）
【００５５】
相対距離の不適度合いＸ、相対速度の不適度合いＹが共に高い場合には熟練度が高いと判断し、逆に低いほど熟練度が低いという判断基準を設定し、運転者の運転行動が目標運転行動を満足しているかを判断する。たとえば、図１６に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより、運転者の熟練度を判定できる。図１６に示す各値は、相対距離の不適度合いＸ、相対速度の不適度合いＹとに対する出力ラベルを示しており、これらのラベルは、−１が最も熟練度が低いラベルであり、１が最も熟練度が高いというラベルである。
【００５６】
次に、本線ＭＲへの進入開始までの所定期間（例えば、５秒間）に、本線ＭＲの方向へ運転者が一度でも顔を向けたかどうか（死角確認の有無）を判定する。また、サイドミラー又はルームミラーに視線を向けた回数ｈが所定回数Ｋ１よりも多いかを判断することにより、ミラーにより本線確認を十分に行っているものと判断する。
これらの情報から、不適度合いＸ、Ｙによる判定で熟練度が０以下であった運転者を、例えば、図１９に示すような４つの苦手タイプに分類する。
タイプ１は、死角確認、ミラー確認ともに十分であるが、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ２は、死角確認が不足し、ミラー確認が十分であり、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ３は、死角確認が十分、ミラー確認が不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
タイプ２は、死角確認、ミラー確認のいずれも不足し、相対距離、相対速度が不足する場合である。
【００５７】
次に、運転支援ＥＣＵ１０の第４ステージＳＴ４における運転支援機能ＦＮ４について説明すると、第４ステージＳＴで熟練度が低く、かつ、苦手タイプ１と判断した場合には、進入先の本線ＭＲの後方車両との相対距離、相対速度を検出し、安全しきい値を通常よりも高くして衝突判定を実行し、衝突する可能性があると判定された場合には、警報等により運転者に報せる。
【００５８】
苦手タイプ２と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、死角確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。死角確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００５９】
苦手タイプ３と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、ミラー確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。ミラー確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００６０】
苦手タイプ４と判断した場合には、加速車線中間地点Ｐ３において、死角確認及びミラー確認を実施するように運転者にアナウンス等して報せる。死角確認及びミラー確認行動が改善されたとしても、相対距離、相対速度が不足する場合には、タイプ１の場合と同様に警報等で報せる。
【００６１】
次に、第５ステージＳＴ５における判定機能ＦＮ３及び運転支援機能ＦＮ４について説明する。
先ず、本線ＭＲに進入後の後方車両との相対距離をＤｆ、相対速度をＶｆ、自車両の加速度をＡ、車速をＶとする。
本線ＭＲへの進入後の後方車両に対する安全確認及び迷惑度合いから運転者の熟練度を判断するために、運転者の顔向きあるいは視線の向きの情報から、本線侵入後に運転者がミラー等で後方車両の存在確認を実施したか否かを確認フラグＦａ（確認した場合にはＦａ＝１、確認しない場合にはＦａ＝０）を検出する。
次に、相対距離Ｄｆ及び相対速度Ｖｆから、自車両の後方に衝突可能性のある車両が存在するかを示す存在フラグＦｂ（存在する場合にはＦｂ＝１、存在しない場合にはＦｂ＝０）を判定する。
そして、存在フラグＦｂが０の場合に、自車両の加速度Ａ及び車速Ｖから、自車両の車速が遅いことが原因で後方車両に迷惑をかけており、且つ、加速してそれを改善しようとしていない場合には、運転者の熟練度Ｆｃが低いと判定する。この判定は、例えば、図１７に示すような制御ルールをもつファジー推論器を構成することにより可能である。図１７に示す各値は、速度Ｖと加速度Ａに対する熟練度Ｆｃを示しており、Ｆｃ＝０が最も熟練度が低く、１が最も熟練度が高いことを示している。
【００６２】
上記の結果から、熟練度が低い判断された運転者を次の２タイプに分類する。
タイプ１は、確認フラグＦａ＝０、Ｆｃ≦０．５で、本線進入後、後方確認を実施していないために迷惑運転となっている場合である。
タイプ２は、確認フラグＦａ＝１、Ｆｃ≦０．５で、後方に車両が迫っていることを知りながら加速をしない運転者であり、且つ自車両の車速が遅いのが原因で後方車両との間で衝突可能性が高い場合である。
【００６３】
運転支援ＥＣＵ１０は、タイプ１の場合には、例えば、本線進入後にミラーにより後方車両を確認するようにアドバイスする。この結果、後方確認行動が改善され、且つ、後方車両との衝突危険性が低い場合には、運転支援処理を終了する。タイプ２の場合には、例えば、本線進入後に、後方車両との相対速度、相対距離から衝突危険性を判定し、衝突危険性が高い場合には運転者に警報等によりその旨を報せる。また、自車両の車速が原因で後方車両との衝突危険性が高い場合には、現在の状態が危険で後方車両に迷惑をかけていることを運転者に教示する等する。
【００６４】
上記実施形態においては、各ステージＳＴ１〜ＳＴ５においてそれぞれ運転者の運転行動に関する判断を実行したが、状況によってはその判断が困難な場合も存在する可能性も考えられる。このため、そのような状況では、例えば、以下に示す手法によりフィルタリングして、運転者への運転支援処理を的確に実行可能にする。
例えば、合流終点Ｐ８における自車両の車速Ｖｅを検出し、この車速Ｖｅが所定値（例えば、６０ｋｍ／ｈ）未満であれば、その合流場面の状況は渋滞であり、通常の合流運転に必要な運転行動は不可能であった状況と判断して、その状況における運転者の運転行動は運転支援処理に関する判断から除外する。また、ＩＴＳなどの通信により本線ＭＲが渋滞状況にあると事前に分かった場合にも同様の処理とする。
さらに、ＩＴＳ通信等により本線ＭＲが渋滞状況にあることが事前に分かる場合には、合流運転を支援する代わりに、渋滞車列への割り込みの可否等を判断する運転支援を実行することも可能である。
【００６５】
加速車線ＡＬを走行中に、前方３０ｍ以内に走行車両又は駐停車車両が存在することを検出した場合には、通常の合流運転に必要な運転行動は不可能であった状況と判断して、そのような状況は、合流運転に関する運転支援処理に関する判断から除外する。
また、このような場合には、合流運転に関する支援の代わりに、前方車両への追突防止支援（ＰＣＳ）や、合流先の本線車両とに必然的に大きな車速差が生じるたことに起因する追突を防止するための支援を実行する構成を採用できる。
【００６６】
ナビゲーションシステム５３などからの情報により、加速車線ＡＬの長さが１００ｍ以下であることが検出された場合には、十分な加速を得ることが実際上困難な場面であると判断し、このような場面は合流運転に関する運転支援処理から除外する。代わりに、このようなケースにおいては、本線進入後に後方車両が衝突する危険性が高まるので、合流運転を支援するのではなく、後方車両を検知して追突防止を支援する。また、加速車線ＡＬの長さが短いことが事前に分かる場合には、十分に長い加速車線ＡＬを備える他のパーキングエリアやインターチェンジを利用するように、運転者にアドバイスする構成とすることも可能である。
【００６７】
上記実施形態では、合流運転の支援のための各種処理を運転支援ＥＣＵ１０により実行する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、複数のＥＣＵを用いて実行することも可能である。
【００６８】
上記実施形態において、各ステージにおいて、判定機能ＦＮ３を実行したのちにリアルタイムに運転支援機能ＦＮ４を実行することもできるし、一の合流レーンにおいて判定機能ＦＮ３にみを実行し、その判定結果を記憶しておき、その判定結果を当該一の合流レーンを通過する際に使用して運転支援機能ＦＮ４を実行してもよいし、その判定結果を他の合流レーンにおいて利用して運転支援機能ＦＮ４を実行することも可能である。
【００６９】
上記実施形態では、合流レーンから本線に至るまでに５つのステージ（区間）を設定した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、さらに多くのステージを設定することもできるし、又、２つの区間だけを設定して前半側において加速行動を規定し、後半側において本線確認行動を規定する構成とすることも可能である。
【００７０】
上記実施形態では、各ステージ毎に必要な運転行動を運転者に提示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、提示機能ＦＮ２を省略した構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る合流運転支援システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】運転支援ＥＣＵの基本的な機能を示す図である。
【図３】合流運転支援システムが適用される道路の一例を説明するための図である。
【図４】第１ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図５】第２ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図６】第３ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図７】第４ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図８】第５ステージ及びその検出方法を説明するための図である。
【図９】合流運転に必要な運転者の各種運転行動及びその作業量を例示する図である。
【図１０】各ステージへの運転行動の割り当ての一例を示す図である。
【図１１】運転行動を割り当てたのちの各ステージの作業量を説明するための図である。
【図１２】合流運転が苦手な運転者の運転行動において発生する作業量の一例を示す図である。
【図１３】第１ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１４】第２ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１５】第３ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１６】第４ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１７】第５ステージにおける運転者の熟練度を判定するファジー推論器の制御ルールを示す図である。
【図１８】第１ステージにおいて分類される複数の苦手タイプを示す図である。
【図１９】第４ステージにおいて分類される複数の苦手タイプを示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…運転支援ＥＣＵ（運転支援手段）、５０…環境情報認識ＥＣＵ、５１…後方車車速・距離認識センサ、５２…交通情報取得用通信装置、５２…ナビゲーションシステム、５４…前方用カメラ、６０…車両情報認識ＥＣＵ、６１…操舵角センサ、６２…スロットル開度センサ、６３…車速センサ、６４…ウィンカー操作センサ、７０…運転者情報認識ＥＣＵ、８０…ディスプレイ、９０…スピーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、
前記合流レーンに含まれる複数の区間のそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と前記複数の区間毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援手段を有することを特徴とする合流運転支援装置。
【請求項２】
前記運転支援手段は、前記複数の区間毎に規定された目標運転行動に対して不足する又は余分な前記運転者の運転行動に対処するための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の合流運転支援装置。
【請求項３】
前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の前半側における加速運転中に運転者の本線確認行動の頻度が規定値を越える場合に、前記本線確認行動を抑制して加速運転を促すための処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の合流運転支援装置。
【請求項４】
前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の後半側において運転者の本線確認行動が不足する場合には、前記本線確認行動を促すための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【請求項５】
車両が前記複数の区間の各々に進入する毎に各々の区間において必要な運転行動を前記運転者へ提示するための処理を実行する提示手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【請求項６】
前記複数の区間は、前記合流レーンの形状、前記合流レーンの周辺の構造物、交通標識、道路区画線の少なくともいずれかを基準として規定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【請求項１】
車両を合流レーンから本線へ合流させる運転者の合流運転を支援する合流運転支援装置であって、
前記合流レーンに含まれる複数の区間のそれぞれにおいて実行される運転者の運転行動と前記複数の区間毎に規定される目標運転行動とに基づいて、合流のための運転支援処理を実行する運転支援手段を有することを特徴とする合流運転支援装置。
【請求項２】
前記運転支援手段は、前記複数の区間毎に規定された目標運転行動に対して不足する又は余分な前記運転者の運転行動に対処するための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の合流運転支援装置。
【請求項３】
前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の前半側における加速運転中に運転者の本線確認行動の頻度が規定値を越える場合に、前記本線確認行動を抑制して加速運転を促すための処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の合流運転支援装置。
【請求項４】
前記運転支援手段は、前記合流レーンの加速車線の後半側において運転者の本線確認行動が不足する場合には、前記本線確認行動を促すための運転支援処理を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【請求項５】
車両が前記複数の区間の各々に進入する毎に各々の区間において必要な運転行動を前記運転者へ提示するための処理を実行する提示手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【請求項６】
前記複数の区間は、前記合流レーンの形状、前記合流レーンの周辺の構造物、交通標識、道路区画線の少なくともいずれかを基準として規定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の合流運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−２９６９７８（Ｐ２００７−２９６９７８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２６８１９（Ｐ２００６−１２６８１９）
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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