(57)【要約】【課題】  演算負荷を抑えつつ、スムーズな車線変更ができる車線変更支援装置を提供すること。【解決手段】  運転支援ＥＣＵは、ＬＣＡの開始時においてのみ、目標軌道演算パラメータを初期化し（Ｓ１３）、その目標軌道演算パラメータに基づいて、ＬＣＡの開始からの経過時間に応じた自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する（Ｓ１４）。運転支援ＥＣＵは、目標軌道関数とＬＣＡ開始からの経過時間ｔに基づいて、自車両の目標横運動状態量を逐次演算し（Ｓ１５）、この目標横運動状態量と車速とに基づいて、自車両の目標ヨー状態量を演算する（Ｓ１６）。運転支援ＥＣＵは、目標ヨー状態量と目標横位置とに基づいて、目標制御量を演算する（Ｓ１７）。【選択図】  図５
2018177178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線を認識し、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する車線認識手段と、
前記車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御して車線変更支援を行う支援制御手段と
を備えた車線変更支援装置において、
前記支援制御手段は、
前記車線変更支援の開始時に、前記車線変更支援の開始からの経過時間に応じた自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する目標軌道関数演算手段と、
前記車線変更支援の実施中に、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段と、
前記車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、前記車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する目標状態量演算手段と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する操舵制御手段と
を備えた車線変更支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の車線変更支援装置において、
前記目標状態量演算手段は、
前記車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する目標横運動状態量演算手段と、
前記車速と前記目標横運動状態量とに基づいて、前記目標ヨー状態量を逐次演算する目標ヨー状態量演算手段と
を備えた車線変更支援装置。
【請求項３】
請求項２記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横速度を前記車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出するように構成されている車線変更支援装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出するように構成されている車線変更支援装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４の何れか一項記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速の二乗値で除算して、前記目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出するように構成されている車線変更支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか一項記載の車線変更支援装置において、
前記目標軌道関数演算手段は、前記車線変更支援の開始時における、自車両の車線幅方向の位置を表す横位置、自車両の車線幅方向の速度を表す横速度、および、自車両の車線幅方向の加速度を表す横加速度と、前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置、自車両の目標横速度、および、自車両の目標横加速度と、車線変更支援を開始してから完了するまでの目標時間である目標車線変更時間とに基づいて、前記目標軌道関数を演算するように構成されている車線変更支援装置。
【請求項７】
請求項６記載の車線変更支援装置において、
前記目標軌道関数は、前記経過時間を変数とした５次関数で表され、
前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横速度および自車両の目標横加速度はゼロに設定され、前記車線変更支援の完了時における自車両の目標横位置は、前記隣接車線の車線幅中央位置に設定されている車線変更支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線変更を行うための操舵操作を支援する車線変更支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車線変更を行うための操舵操作（ハンドル操作）を支援する車線変更支援装置が知られている。こうした車線変更支援装置においては、自車両を車線変更先の隣接車線に向けて進路を変更するための目標軌道を演算し、演算した目標軌道に沿って自車両が走行するように操舵輪の操舵角を制御する。例えば、特許文献１に提案された装置においては、隣接車線の中心線に沿った複数地点の位置情報と、自車両の現在の位置情報とに基づいて、自車両の目標通過位置を逐次算出し、その目標通過位置情報に基づいて目標軌道を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４９８５５号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、車線変更支援が開始された後に、アクセル操作によって車速が変化した場合には、車線変更開始前に演算した目標軌道では、車両状態が想定とずれるため安定した車線変更を行えなくなるおそれがある。
【０００５】
一方、車線変更支援が開始された後も、時々刻々と常に目標軌道を再計算するようにした場合には、目標軌道の演算負荷が高くなってしまう。また、目標軌道の変更によってドライバーに違和感を与えるおそれもある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、演算負荷を抑えつつ、スムーズな車線変更ができる車線変更支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の車線変更支援装置の特徴は、
車線を認識し、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する車線認識手段（１２）と、
前記車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御して車線変更支援を行う支援制御手段（１０，２０）と
を備えた車線変更支援装置において、
前記支援制御手段は、
前記車線変更支援の開始時に、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置との関係を表した目標軌道関数（ｙ（ｔ））を演算する目標軌道関数演算手段（Ｓ１４）と、
前記車線変更支援の実施中に、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段（Ｓ１５）と、
前記車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、前記車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する目標状態量演算手段（Ｓ１５，Ｓ１６）と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する操舵制御手段（Ｓ１７，Ｓ１８）と
を備えたことにある。
【０００８】
本発明においては、車線認識手段が、車線を認識し、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する。車線は、例えば、白線によって区画される領域である。従って、車線を認識することによって、自車両を走行させる目標軌道を決定することができる。支援制御手段は、車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御する。これにより、自車両は、隣接車線に向けて車線変更をする。
【０００９】
支援制御手段は、自車両を隣接車線に向けて車線変更させるための手段として、目標軌道関数演算手段と、目標横位置演算手段と、目標状態量演算手段と、操舵制御手段とを備えている。
【００１０】
目標軌道関数演算手段は、車線変更支援の開始時に、車線変更支援の開始からの経過時間に応じた自車両の車線幅（道路幅）方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する。この目標軌道関数は、車線変更支援の開始からの経過時間と、自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置との関係を表す関数である。
【００１１】
目標横位置演算手段は、車線変更支援の実施中に、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と、車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて目標横位置を逐次演算する。従って、自車両の横位置が目標横位置となるように操舵輪の操舵を制御すれば、所望の軌道にて自車両を車線変更させることができる。
【００１２】
車線変更支援の実施中に車速が変化した場合には、車線変更支援による車線変更が不安定になるおそれがある。そこで、目標状態量演算手段は、車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と、車線変更支援の開始からの経過時間と、車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する。「車速を逐次取得する」とは、例えば、所定の周期で車速情報を取得することを表す。「目標ヨー状態量を逐次演算する」とは、例えば、所定の周期で目標ヨー状態量を演算することを表す。
【００１３】
そして、操舵制御手段は、目標横位置と目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する。つまり、操舵制御手段は、自車両の横位置が目標横位置となり、自車両の向きを変える状態量が目標ヨー状態量となるように操舵輪の操舵を制御する。
【００１４】
従って、本発明によれば、目標軌道関数を逐次演算する必要がなく、車線変更支援の開始時に演算した目標軌道関数と、車速と、車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて目標ヨー状態量を逐次演算するようにしているため、演算負荷を抑えつつ、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。
【００１５】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標状態量演算手段は、
前記車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する目標横運動状態量演算手段（Ｓ１５）と、
前記車速と前記目標横運動状態量とに基づいて、前記目標ヨー状態量を逐次演算する目標ヨー状態量演算手段（Ｓ１６）と
を備えたことにある。
【００１６】
本発明の一側面においては、目標状態量演算手段は、目標横運動状態量演算手段と目標ヨー状態量演算手段とを備えている。目標横運動状態量演算手段は、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する。例えば、目標軌道関数を時間で微分することによって、その時点における自車両の目標横速度（車線幅方向の速度）を取得することができ、また、目標軌道関数を時間で二階微分することによって、その時点における自車両の目標横加速度（車線幅方向の加速度）を取得することができる。従って、目標軌道関数を使って、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値（目標横運動状態量）を逐次演算することができる。
【００１７】
また、自車両の車速がわかれば、自車両の目標横運動状態量を得るため必要となる運動（自車両の向きを変える運動）に関する目標値である目標ヨー状態量を算出することができる。そこで、目標ヨー状態量演算手段は、車速と目標横運動状態量とに基づいて、目標ヨー状態量を逐次演算する。この目標ヨー状態量は、例えば、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度（ヨー角）の目標値であってもよいし、自車両のヨーレートの目標値であってもよいし、目標軌道の曲率の目標値であってもよい。
【００１８】
従って、本発明の一側面によれば、自車両の目標ヨー状態量を適正に演算することができ、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。
【００１９】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段（Ｓ１５）は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度（ｖｙ*）を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段（Ｓ１６）は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横速度を前記車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出する（θｙ*＝ｓｉｎ-1（ｖｙ*／ｖ））ように構成されていることにある。
【００２０】
本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横速度を車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標ヨー角を演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量も含めて演算してもよい。
【００２１】
こうして、目標横位置と目標ヨー角とに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。
【００２２】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段（Ｓ１５）は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度（ａｙ*）を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段（Ｓ１６）は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出する（γ*＝ａｙ*／ｖ）ように構成されていることにある。
【００２３】
本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横加速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横加速度を車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標ヨーレートを演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量を含めて演算してもよい。
【００２４】
こうして、目標横位置と目標ヨーレートとに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。
【００２５】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段（Ｓ１５）は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度（ａｙ*）を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段（Ｓ１６）は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速の二乗値で除算して、前記目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出する（Ｃｕ*＝ａｙ*／ｖ2）ように構成されていることにある。
【００２６】
本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横加速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横加速度を車速の二乗値で除算して、目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標曲率を演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量を含めて演算してもよい。
【００２７】
こうして、目標横位置と目標曲率とに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。
【００２８】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標軌道関数演算手段（Ｓ１４）は、前記車線変更支援の開始時における、自車両の車線幅方向の位置を表す横位置（ｙ０）、自車両の車線幅方向の速度を表す横速度（ｖｙ０）、および、自車両の車線幅方向の加速度を表す横加速度（ａｙ０）と、前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置（ｙ１）、自車両の目標横速度（ｖｙ１）、および、自車両の目標横加速度（ａｙ１）と、車線変更支援を開始してから完了するまでの目標時間である目標車線変更時間（ｔlen）とに基づいて、前記目標軌道関数を演算するように構成されている。
【００２９】
本発明の一側面においては、車線変更支援の開始時における、自車両の横位置、自車両の横速度、および、自車両の横加速度と、車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置、自車両の目標横速度（車線幅方向の速度の目標値）、および、自車両の目標横加速度（車線幅方向の加速度の目標値）と、目標車線変更時間とに基づいて、目標軌道関数が演算される。従って、自車両の横方向の運動に関して、車線変更支援の開始時の運動状態から、車線変更支援の完了時の目標運動状態に滑らかに移行させることができる目標軌道関数を求めることができる。これにより、自車両をスムーズに車線変更させることができる。
【００３０】
本発明の一側面の特徴は、
前記目標軌道関数（ｙ（ｔ））は、前記経過時間を変数とした５次関数で表され、
前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横速度および自車両の目標横加速度はゼロに設定され、前記車線変更支援の完了時における自車両の目標横位置は、前記隣接車線の車線幅中央位置に設定されていることにある。
【００３１】
本発明の一側面によれば、自車両の横方向の運動状態を、車線変更支援の開始時と完了時とのあいだで滑らかに移行させる目標軌道関数を求めることができ、且つ、車線変更支援が完了した時には、そのまま、自車両を隣接車線の車線幅中央位置で車線方向に走行させることができる。従って、自車両を一層スムーズに車線変更させることができる。
【００３２】
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る車線変更支援装置の概略構成図である。
【図２】周辺センサおよびカメラセンサの取付位置を表した平面図である。
【図３】車線関連車両情報を説明するための図である。
【図４】ウインカーレバーの作動を説明するための図である。
【図５】実施形態に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】自車両の軌道を表す図である。
【図７】目標軌道関数を表す図である。
【図８】目標軌道関数を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係る車線変更支援装置について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
本発明の実施形態に係る車線変更支援装置は、車両（以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と称呼される場合がある。）に適用され、図１に示すように、運転支援ＥＣＵ１０、電動パワーステアリングＥＣＵ２０、メータＥＣＵ３０、ステアリングＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ５０、ブレーキＥＣＵ６０、および、ナビゲーションＥＣＵ７０を備えている。
【００３６】
これらのＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric  Control  Unit）であり、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）１００を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェースＩ／Ｆ等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。これらのＥＣＵは、幾つか又は全部が一つのＥＣＵに統合されてもよい。
【００３７】
また、ＣＡＮ１００には、車両状態を検出する複数種類の車両状態センサ８０、および、運転操作状態を検出する複数種類の運転操作状態センサ９０を備えている。車両状態センサ８０は、例えば、車両の走行速度を検出する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ、車両の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ、および、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどである。
【００３８】
運転操作状態センサ９０は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ、操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、および、変速機のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどである。
【００３９】
車両状態センサ８０、および、運転操作状態センサ９０によって検出された情報（センサ情報と呼ぶ）は、ＣＡＮ１００に送信される。各ＥＣＵにおいては、ＣＡＮ１００に送信されたセンサ情報を、適宜、利用することができる。尚、センサ情報は、特定のＥＣＵに接続されたセンサの情報であって、その特定のＥＣＵからＣＡＮ１００に送信される場合もある。例えば、アクセル操作量センサは、エンジンＥＣＵ５０に接続されていてもよい。この場合、エンジンＥＣＵ５０からアクセル操作量を表すセンサ情報がＣＡＮ１００に送信される。例えば、操舵角センサは、ステアリングＥＣＵ４０に接続されていてもよい。この場合、ステアリングＥＣＵ４０から操舵角を表すセンサ情報がＣＡＮ１００に送信される。他のセンサにおいても同様である。また、ＣＡＮ１００を介在させることなく、特定のＥＣＵ間における直接的な通信により、センサ情報の授受が行われる構成が採用されてもよい。
【００４０】
運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーの運転支援を行う中枢となる制御装置であって、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。運転支援ＥＣＵ１０には、図２に示すように、中央前方周辺センサ１１ＦＣ、右前方周辺センサ１１ＦＲ、左前方周辺センサ１１ＦＬ、右後方周辺センサ１１ＲＲ、および、左後方周辺センサ１１ＲＬが接続される。各周辺センサ１１ＦＣ，１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬは、レーダセンサであり、その検出領域が互いに異なるだけで、基本的には、互いに同じ構成である。以下、各周辺センサ１１ＦＣ，１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬを個々に区別する必要が無い場合には、それらを周辺センサ１１と呼ぶ。
【００４１】
周辺センサ１１は、レーダ送受信部と信号処理部（図示略）とを備えており、レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する。）を放射し、放射範囲内に存在する立体物（例えば、他車両、歩行者、自転車、建造物など）によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置（方向）等を表す情報（以下、周辺情報と呼ぶ）を所定時間の経過毎に取得して運転支援ＥＣＵ１０に供給する。この周辺情報によって、自車両と立体物との距離における前後方向成分と横方向成分、および、自車両と立体物との相対速度における前後方向成分と横方向成分とを検出することができる。
【００４２】
図２に示すように、中央前方周辺センサ１１ＦＣは、車体のフロント中央部に設けられ、自車両の前方領域に存在する立体物を検出する。右前方周辺センサ１１ＦＲは、車体の右前コーナー部に設けられ、主に自車両の右前方領域に存在する立体物を検出し、左前方周辺センサ１１ＦＬは、車体の左前コーナー部に設けられ、主に自車両の左前方領域に存在する立体物を検出する。右後方周辺センサ１１ＲＲは、車体の右後コーナー部に設けられ、主に自車両の右後方領域に存在する立体物を検出し、左後方周辺センサ１１ＲＬは、車体の左後コーナー部に設けられ、主に自車両の左後方領域に存在する立体物を検出する。
【００４３】
周辺センサ１１は、本実施形態においては、レーダセンサであるが、それに代えて、例えば、クリアランスソナー、ライダーセンサなど、他のセンサを採用することもできる。
【００４４】
また、運転支援ＥＣＵ１０には、カメラセンサ１２が接続されている。カメラセンサ１２は、カメラ部、および、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析して道路の白線を認識するレーン認識部を備えている。カメラセンサ１２（カメラ部）は、自車両の前方の風景を撮影する。カメラセンサ１２（レーン認識部）は、認識した白線に関する情報を所定の演算周期にて繰り返し運転支援ＥＣＵ１０に供給する。
【００４５】
カメラセンサ１２は、白線で区画される領域を表す車線を認識するとともに、白線と自車両との位置関係に基づいて、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出できるようになっている。ここで、自車両の位置とは、自車両の重心位置である。また、後述する自車両の横位置とは、自車両の重心位置の車線幅方向における位置を表し、自車両の横速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における速度を表し、自車両の横加速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における加速度を表す。これらは、カメラセンサ１２によって検出される白線と自車両との相対位置関係によって求められる。尚、本実施形態においては、自車両の位置を重心位置としているが、必ずしも重心位置に限るものではなく、予め設定された特定の位置（例えば、平面視における中心位置など）を採用することができる。
【００４６】
カメラセンサ１２は、図３に示すように、自車両の走行している車線における左右の白線ＷＬの幅方向の中心位置となる車線中心ラインＣＬを設定する。この車線中心ラインＣＬは、後述する車線維持支援制御における目標走行ラインとして利用される。また、カメラセンサ１２は、車線中心ラインＣＬのカーブの曲率Ｃｕを演算する。
【００４７】
また、カメラセンサ１２は、左右の白線ＷＬで区画される車線における自車両の位置および向きを演算する。例えば、カメラセンサ１２は、図３に示すように、自車両Ｃの重心点Ｐと車線中心ラインＣＬとのあいだの車線幅方向の距離Ｄｙ（ｍ）、つまり、自車両Ｃが車線中心ラインＣＬに対して車線幅方向にずれている距離Ｄｙを演算する。この距離Ｄｙを横偏差Ｄｙと呼ぶ。また、カメラセンサ１２は、車線中心ラインＣＬの方向と自車両Ｃの向いている方向とのなす角度、つまり、車線中心ラインＣＬの方向に対して自車両Ｃの向いている方向が水平方向にずれている角度θｙ(rad）を演算する。この角度θｙをヨー角θｙと呼ぶ。車線がカーブしている場合には、車線中心ラインＣＬもカーブしているため、ヨー角θｙは、このカーブした車線中心ラインＣＬを基準として、自車両Ｃの向いている方向のずれている角度を表す。以下、曲率Ｃｕ、横偏差Ｄｙ、および、ヨー角θｙを表す情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）を車線関連車両情報と呼ぶ。尚、車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）は、車線中心ラインＣＬに対する左右方向を、符号（正負）によって特定する。
【００４８】
また、カメラセンサ１２は、自車両の車線に限らず隣接する車線も含めて、検出した白線の種類（実線、破線）、隣り合う左右の白線間の距離（車線幅）、白線の形状など、白線に関する情報についても、所定の演算周期にて運転支援ＥＣＵ１０に供給する。白線が実線の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは禁止されている。一方、白線が破線（一定の間隔で断続的に形成されている白線）の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは許可されている。こうした車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）、および、白線に関する情報を総称して車線情報と呼ぶ。
【００４９】
尚、本実施形態においては、カメラセンサ１２が車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）を演算するが、それに代えて、運転支援ＥＣＵ１０が、カメラセンサ１２の出力する画像データを解析して、車線情報を取得するようにしてもよい。
【００５０】
また、カメラセンサ１２は、画像データに基づいて自車両の前方に存在する立体物を検出することもできるため、車線情報に加えて、前方の周辺情報を演算により取得するようにしてもよい。この場合、例えば、中央前方周辺センサ１１ＦＣ、右前方周辺センサ１１ＦＲ、および、左前方周辺センサ１１ＦＬによって取得された周辺情報と、カメラセンサ１２によって取得された周辺情報とを合成して、検出精度の高い前方の周辺情報を生成する合成処理部（図示略）を設け、この合成処理部で生成された周辺情報を、自車両の前方の周辺情報として運転支援ＥＣＵ１０に供給するようにするとよい。
【００５１】
運転支援ＥＣＵ１０には、ブザー１３が接続されている。ブザー１３は、運転支援ＥＣＵ１０からのブザー鳴動信号を入力して鳴動する。運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーに対して運転支援状況を知らせる場合、および、ドライバーに対して注意を促す場合等においてブザー１３を鳴動させる。
【００５２】
尚、ブザー１３は、本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０に接続されているが、他のＥＣＵ、例えば、報知専用に設けられた報知ＥＣＵ（図示略）に接続され、報知ＥＣＵによって鳴動されるように構成されていてもよい。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、報知ＥＣＵに対して、ブザー鳴動指令を送信する。
【００５３】
また、ブザー１３に代えて、あるいは、加えて、ドライバーに注意喚起用の振動を伝えるバイブレータを設けてもよい。例えば、バイブレータは、操舵ハンドルに設けられ、操舵ハンドルを振動させることにより、ドライバーに注意を促す。
【００５４】
運転支援ＥＣＵ１０は、周辺センサ１１から供給された周辺情報、カメラセンサ１２の白線認識に基づいて得られた車線情報、車両状態センサ８０にて検出された車両状態、および、運転操作状態センサ９０にて検出された運転操作状態等に基づいて、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。
【００５５】
運転支援ＥＣＵ１０には、ドライバーによって操作される設定操作器１４が接続されている。設定操作器１４は、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御のそれぞれについて実施するか否かについての設定等を行うための操作器である。運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の設定信号を入力して、各制御の実施の有無を決定する。この場合、追従車間距離制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御および車線維持支援制御についても実施されないように自動設定される。また、車線維持支援制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御についても実施されないように自動設定される。
【００５６】
また、設定操作器１４は、上記制御を実施するにあたって、ドライバーの好みを表すパラメータ等を入力する機能も備えている。
【００５７】
電動パワーステアリングＥＣＵ２０は、電動パワーステアリング装置の制御装置である。以下、電動パワーステアリングＥＣＵ２０をＥＰＳ・ＥＣＵ（Electric  Power  Steering  ＥＣＵ）２０と呼ぶ。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、モータドライバ２１に接続されている。モータドライバ２１は、転舵用モータ２２に接続されている。転舵用モータ２２は、図示しない車両の「操舵ハンドル、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフト及び操舵用ギア機構等を含むステアリング機構」に組み込まれている。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサによって、ドライバーが操舵ハンドル（図示略）に入力した操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づいて、モータドライバ２１の通電を制御して、転舵用モータ２２を駆動する。このアシストモータの駆動によってステアリング機構に操舵トルクが付与されて、ドライバーの操舵操作をアシストする。
【００５８】
また、ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ１００を介して運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信した場合には、操舵指令で特定される制御量で転舵用モータ２２を駆動して操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、上述したドライバーの操舵操作（ハンドル操作）を軽くするために付与される操舵アシストトルクとは異なり、ドライバーの操舵操作を必要とせずに、運転支援ＥＣＵ１０からの操舵指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。
【００５９】
メータＥＣＵ３０は、表示器３１、および、左右のウインカー３２（ウインカーランプを意味する。ターンランプと呼ばれることもある）に接続されている。表示器３１は、例えば、運転席の正面に設けられたマルチインフォーメーションディスプレイであって、車速等のメータ類の計測値の表示に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータＥＣＵ３０は、運転支援ＥＣＵ１０から運転支援状態に応じた表示指令を受信すると、その表示指令で指定された画面を表示器３１に表示させる。尚、表示器３１としては、マルチインフォーメーションディスプレイに代えて、あるいは、加えて、ヘッドアップディスプレイ（図示略）を採用することもできる。ヘッドアップディスプレイを採用する場合には、ヘッドアップディスプレイの表示を制御する専用のＥＣＵを設けるとよい。
【００６０】
また、メータＥＣＵ３０は、ウインカー駆動回路（図示略）を備えており、ＣＡＮ１００を介してウインカー点滅指令を受信した場合には、ウインカー点滅指令で指定された方向（右、左）のウインカー３２を点滅させる。また、メータＥＣＵ３０は、ウインカー３２を点滅させている間、ウインカー３２が点滅状態であることを表すウインカー点滅情報をＣＡＮ１００に送信する。従って、他のＥＣＵにおいては、ウインカー３２の点滅状態を把握することができる。
【００６１】
ステアリングＥＣＵ４０は、ウインカーレバー４１に接続されている。ウインカーレバー４１は、ウインカー３２を作動（点滅）させるための操作器であり、ステアリングコラムに設けられている。ウインカーレバー４１は、右回り操作方向、および、左回り操作方向のそれぞれについて、支軸周りに２段の操作ストロークにて揺動可能に設けられる。
【００６２】
本実施形態のウインカーレバー４１は、ドライバーが車線変更支援制御を要求する操作器としても兼用されている。ウインカーレバー４１は、図４に示すように、支軸Ｏを中心として右回り操作方向、および、左回り操作方向のそれぞれについて、中立位置ＰＮから第１角度θＷ１回動した位置である第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）と、中立位置ＰＮから第２角度θＷ２（＞θＷ１）回動した位置である第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）とに選択的に操作可能に構成される。ウインカーレバー４１は、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）では、ドライバーのレバー操作力が解除されると中立位置ＰＮに戻り、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）では、レバー操作力が解除されても、ロック機構によりその状態が保持される。また、ウインカーレバー４１は、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に保持されている状態で、操舵ハンドルが逆回転して中立位置に戻された場合、あるいは、ドライバーがウインカーレバー４１を中立位置方向に戻し操作した場合に、ロック機構によるロックが解除されて中立位置ＰＮに戻される
【００６３】
ウインカーレバー４１は、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に倒されている場合にのみオンする第１スイッチ４１１Ｌ（４１１Ｒ）と、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に倒されている場合にのみオンする第２スイッチ４１２Ｌ（４１２Ｒ）とを備えている。
【００６４】
ステアリングＥＣＵ４０は、第１スイッチ４１１Ｌ（４１１Ｒ）、および、第２スイッチ４１２Ｌ（４１２Ｒ）の状態に基づいて、ウインカーレバー４１の操作状態を検出し、ウインカーレバー４１が、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に倒されている状態、および、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に倒されている状態のそれぞれにおいて、その操作方向（左右）を表す情報を含めたウインカー点滅指令をメータＥＣＵ３０に対して送信する。
【００６５】
また、ステアリングＥＣＵ４０は、ウインカーレバー４１が、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に、予め設定された設定時間（車線変更要求確定時間：例えば、１秒）以上継続して保持されたことを検出した場合、運転支援ＥＣＵ１０に対して、その操作方向（左右）を表す情報を含めた車線変更支援要求信号を出力する。従って、ドライバーは、運転中に、車線変更支援を受けたい場合には、ウインカーレバー４１を、車線変更方向の第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に倒して、設定時間以上保持すればよい。こうした操作を車線変更支援要求操作と呼ぶ。
【００６６】
尚、本実施形態においては、ドライバーが車線変更支援を要求する操作器としてウインカーレバー４１を兼用しているが、それに代えて、専用の車線変更支援要求操作器を操舵ハンドル等に設けてもよい。
【００６７】
エンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１に接続されている。エンジンアクチュエータ５１は内燃機関５２の運転状態を変更するためのアクチュエータである。本実施形態において、内燃機関５２はガソリン燃料噴射・火花点火式・多気筒エンジンであり、吸入空気量を調整するためのスロットル弁を備えている。エンジンアクチュエータ５１は、少なくとも、スロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１を駆動することによって、内燃機関５２が発生するトルクを変更することができる。内燃機関５２が発生するトルクは図示しない変速機を介して図示しない駆動輪に伝達されるようになっている。従って、エンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１を制御することによって、自車両の駆動力を制御し加速状態（加速度）を変更することができる。
【００６８】
ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキアクチュエータ６１に接続されている。ブレーキアクチュエータ６１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧する図示しないマスタシリンダと、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構６２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構６２は、車輪に固定されるブレーキディスク６２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ６２ｂとを備える。ブレーキアクチュエータ６１は、ブレーキＥＣＵ６０からの指示に応じてブレーキキャリパ６２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整し、その油圧によりホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク６２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキアクチュエータ６１を制御することによって、自車両の制動力を制御することができる。
【００６９】
ナビゲーションＥＣＵ７０は、自車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機７１、地図情報等を記憶した地図データベース７２、および、タッチパネル（タッチパネル式ディスプレイ）７３を備えている。ナビゲーションＥＣＵ７０は、ＧＰＳ信号に基づいて現時点の自車両の位置を特定するとともに、自車両の位置及び地図データベース７２に記憶されている地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル７３を用いて経路案内を行う。
【００７０】
地図データベース７２に記憶されている地図情報には、道路情報が含まれている。道路情報には、その道路の位置および形状を示すパラメータ（例えば、道路の曲率半径又は曲率、道路の車線幅、車線数、各車線の中央ラインの位置など）が含まれている。また、道路情報には、自動車専用道路であるか否かを区別することができる道路種別情報等も含まれている。
【００７１】
＜運転支援ＥＣＵ１０の行う制御処理＞
次に、運転支援ＥＣＵ１０の行う制御処理について説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、車線維持支援制御および追従車間距離制御の両方が実施されている状況において、車線変更支援要求が受け付けられた場合に、車線変更支援制御を実施する。そこで、先ず、車線維持支援制御および追従車間距離制御から説明する。
【００７２】
＜車線維持支援制御（ＬＴＡ）＞
車線維持支援制御は、自車両の位置が「その自車両が走行している車線」内の目標走行ライン付近に維持されるように、操舵トルクをステアリング機構に付与してドライバーの操舵操作を支援する制御である。本実施形態においては、目標走行ラインは、車線中心ラインＣＬであるが、車線中心ラインＣＬから所定距離だけ車線幅方向にオフセットさせたラインを採用することもできる。
【００７３】
以下、車線維持支援制御をＬＴＡ（レーントレーシングアシスト）と呼ぶ。ＬＴＡは、いろいろな名前で呼ばれているが、それ自体は周知である（例えば、特開２００８−１９５４０２号公報、特開２００９−１９０４６４号公報、特開２０１０−６２７９号公報、及び、特許第４３４９２１０号明細書、等を参照。）。従って、以下、簡単に説明する。
【００７４】
運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の操作によってＬＴＡが要求されている場合、ＬＴＡを実行する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＴＡが要求されている場合に、上述した車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）に基づいて、下記の（１）式により、目標舵角θlta*を所定の演算周期にて演算する。
θlta*＝Ｋlta１・Ｃｕ＋Ｋlta２・θｙ＋Ｋlta３・Ｄｙ＋Ｋlta４・ΣＤｙ
…（１）
【００７５】
ここで、Ｋlta１，Ｋlta２，Ｋlta３，Ｋlta４は制御ゲインである。右辺第１項は、道路の曲率Ｃｕに応じて決定されるフィードフォワード的に働く舵角成分である。右辺第２項は、ヨー角θｙを小さくするように（車線中心ラインＣＬに対する自車両の方向の偏差を小さくするように）フィードバック的に働く舵角成分である。つまり、ヨー角θｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第３項は、車線中心ラインＣＬに対する自車両の車線幅方向位置のずれ（位置偏差）である横偏差Ｄｙを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、横偏差Ｄｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第４項は、横偏差Ｄｙの積分値ΣＤｙを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、積分値ΣＤｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。
【００７６】
例えば、車線中心ラインＣＬが左方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインＣＬに対して右方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインＣＬに対して右方向に向いている場合には、左方向の目標舵角θlta*が設定される。また、車線中心ラインＣＬが右方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインＣＬに対して左方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインＣＬに対して左方向に向いている場合には、右方向の目標舵角θlta*が設定される。従って、上記式（１）を演算する場合、左右方向に応じた符号を使って演算すればよい。
【００７７】
運転支援ＥＣＵ１０は、演算結果である目標舵角θlta*を表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力する。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、舵角が目標舵角θlta*に追従するように転舵用モータ２２を駆動制御する。尚、本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標舵角θlta*を表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力するが、目標舵角θlta*が得られる目標トルクを演算して、演算結果である目標トルクを表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力してもよい。
以上が、ＬＴＡの概要である。
【００７８】
＜追従車間距離制御（ＡＣＣ）＞
追従車間距離制御は、周辺情報に基づいて、自車両の前方を走行している先行車が存在する場合には、その先行車と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車に追従させ、先行車が存在しない場合には、自車両を設定車速にて定速走行させる制御である。以下、追従車間距離制御をＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）と呼ぶ。ＡＣＣ自体は周知である（例えば、特開２０１４−１４８２９３号公報、特開２００６−３１５４９１号公報、特許第４１７２４３４号明細書、及び、特許第４９２９７７７号明細書等を参照。）。従って、以下、簡単に説明する。
【００７９】
運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の操作によってＡＣＣが要求されている場合、ＡＣＣを実行する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣが要求されている場合、周辺センサ１１から供給される周辺情報に基づいて追従対象車両を選択する。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、予め定められた追従対象車両エリア内に他車両が存在するか否かを判定する。
【００８０】
運転支援ＥＣＵ１０は、他車両が追従対象車両エリア内に所定時間以上に渡って存在する場合には、その他車両を追従対象車両として選択し、自車両が追従対象車両を追従するように目標加速度を設定する。また、運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両エリア内に他車両が存在しない場合には、自車両の車速が設定車速に一致するように、設定車速と検出車速（車速センサによって検出される車速）とに基づいて目標加速度を設定する。
【００８１】
運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、エンジンＥＣＵ５０を用いてエンジンアクチュエータ５１を制御するとともに、必要に応じてブレーキＥＣＵ６０を用いてブレーキアクチュエータ６１を制御する。
尚、ＡＣＣ中にドライバーによるアクセル操作が行われた場合、アクセル操作が優先されて自車両の加速度が設定される。
以上が、ＡＣＣの概要である。
【００８２】
＜車線変更支援制御（ＬＣＡ）＞
車線変更支援制御は、自車両の周囲を監視して安全に車線変更が可能であると判定された後に、自車両の周囲を監視しつつ、自車両が現在走行している車線から隣接する車線に移動するように操舵トルクをステアリング機構に付与して、ドライバーの操舵操作（車線変更操作）を支援する制御である。従って、車線変更支援制御によれば、ドライバーの操舵操作（ハンドル操作）を必要とせずに、自車両の走行する車線を変更することができる。以下、車線変更支援制御をＬＣＡ（レーン・チェンジ・アシスト）と呼ぶ。
【００８３】
ＬＣＡは、ＬＴＡと同様に自車両の車線に対する横位置の制御であり、ＬＴＡおよびＡＣＣの実施中に車線変更支援要求が受け付けられた場合に、ＬＴＡに代わって実施される。以下、ＬＴＡとＬＣＡとをあわせて操舵支援制御と総称し、操舵支援制御の状態を操舵支援制御状態と呼ぶ。
【００８４】
図５は、運転支援ＥＣＵ１０の実施する操舵支援制御ルーチンを表す。操舵支援制御ルーチンは、ＬＴＡを実施許可条件が成立している場合に実施される。ＬＴＡ実施許可条件は、設定操作器１４によってＬＴＡの実施が選択されていること、ＡＣＣが実施されていること、カメラセンサ１２によって白線を認識できていること、などである。
【００８５】
運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御ルーチンを開始すると、ステップＳ１１において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定する。ＬＴＡ・ＯＮ状態とは、ＬＴＡが実施される制御状態を表す。
【００８６】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、ＬＣＡ開始条件が成立したか否かについて判定する。
【００８７】
ＬＣＡ開始条件は、例えば、以下の条件が全て成立した場合に成立する。
１．車線変更支援要求操作が検出されること。
２．設定操作器１４によってＬＣＡの実施が選択されていること。
３．ウインカー操作方向の白線（元車線と目標車線との境界となる白線）が破線であること。
４．周辺監視のＬＣＡ実施可否判定結果が可であること（周辺センサ１１によって、車線変更に障害となる障害物（他車両等）が検出されていなく、安全に車線変更ができると判定されていること）。
５．道路が自動車専用道路であること（ナビゲーションＥＣＵ７０から取得した道路種別情報が自動車専用道路を表していること）。
６．自車両の車速がＬＣＡの許可されるＬＣＡ許可車速範囲に入っていること。
例えば、条件４は、自車両と目標車線を走行する他車両との相対速度を考慮した両者の車間距離が適正に確保されている場合に成立する。
尚、ＬＣＡ開始条件は、こうした条件に限るものでは無く、任意に設定することができる。
【００８８】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ開始条件が成立しない場合には、その処理をステップＳ１１に戻してＬＴＡの実施を継続させる。
【００８９】
ＬＴＡが実施されている最中に、ＬＣＡ開始条件が成立すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＴＡに代えてＬＣＡを実施する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡの開始時において、メータＥＣＵ３０に対して、ＬＣＡの開始案内表示指令を送信する。これにより表示器３１にＬＣＡの開始案内が表示される。
【００９０】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡの開始にあたって、まず、ステップＳ１３において目標軌道演算パラメータの初期化処理を実施する。ここで、ＬＣＡの目標軌道について説明する。
【００９１】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを実施する場合に、自車両の目標軌道を決める目標軌道関数を演算する。目標軌道は、目標車線変更時間をかけて、自車両を、現在走行している車線（元車線と呼ぶ）から、元車線に隣接する車線変更支援要求方向の車線（目標車線と呼ぶ）の幅方向中心位置（最終目標横位置と呼ぶ）にまで移動させる軌道であり、例えば、図６に示すような形状となる。
【００９２】
目標軌道関数は、後述するように、元車線の車線中心ラインＣＬを基準として、ＬＣＡの開始時点からの経過時間を変数として、経過時間に対応する自車両の目標横位置を算出する関数である。ここで、自車両の横位置とは、車線中心ラインＣＬを基準とした、車線幅方向（横方向と呼ぶこともある）における自車両の重心位置を表す。
【００９３】
目標車線変更時間は、自車両をＬＣＡの開始位置である初期位置から最終目標横位置にまで横方向に移動させる距離（以下、必要横距離と呼ぶ）に比例して可変設定される。車線幅が一般的な３.５ｍである場合には、目標車線変更時間は、例えば、８.０秒に設定される。この例は、ＬＣＡの開始時における自車両が元車線の車線中心ラインＣＬに位置している場合である。車線幅が、例えば、４.０ｍであれば、目標車線変更時間は、車線幅に応じた値、この例では、９.１秒（＝８.０×４.０／３.５）に設定される。
【００９４】
また、目標車線変更時間は、ＬＣＡの開始時における自車両の横位置が元車線の車線中心ラインＣＬよりも車線変更側にずれている場合には、そのずれ量（横偏差Ｄｙ）が多いほど減少するように設定される。逆に、ＬＣＡの開始時における自車両の横位置が元車線の車線中心ラインＣＬよりも反車線変更側にずれている場合には、目標車線変更時間は、そのずれ量（横偏差Ｄｙ）が多いほど増加するように設定される。例えば、ずれ量が０．５ｍであれば、目標車線変更時間の増減調整量は１．１４秒（＝８．０×０．５／３．５）とすればよい。尚、ここで示した目標車線変更時間を設定するための値は、あくまでも一例であって、任意に設定された値を採用することができる。
【００９５】
本実施形態においては、目標横位置ｙは、次式（２）に示す目標軌道関数ｙ（ｔ）によって演算される。この目標軌道関数ｙ（ｔ）は、経過時間ｔを変数とした５次関数である。
ｙ（ｔ）＝ｃ0＋ｃ1・ｔ＋ｃ2・ｔ2＋ｃ3・ｔ3＋ｃ4・ｔ4＋ｃ5・ｔ5
・・・（２）
この目標軌道関数ｙ（ｔ）は、自車両を最終目標位置にまで滑らかに移動させるような、関数に設定される。
【００９６】
ここで、係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5は、ＬＣＡ開始時の自車両の状態（初期横状態量）と、ＬＣＡ完了時における自車両の目標状態（最終目標横状態量）とによって決定される。
【００９７】
例えば、目標軌道関数ｙ（ｔ）は、図７に示すように、現時点における自車両Ｃの走行している車線（元車線）の車線中心ラインＣＬを基準として、ＬＣＡの開始時点（目標軌道の演算時点）からの経過時間ｔ（現在時刻ｔと呼ぶこともある）に対応する自車両Ｃの目標横位置ｙ（ｔ）を算出する関数である。図７では、車線が直線に形成されているが、図８に示すように、車線が曲線に形成されている場合には、目標軌道関数ｙ（ｔ）は、曲線に形成された車線中心ラインＣＬを基準として、車線中心ラインＣＬに対する自車両の目標横位置を算出する関数である。
【００９８】
この目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5を決定するパラメータが、目標軌道演算パラメータである。目標軌道演算パラメータは、以下の７つ（Ｐ１〜Ｐ７）である。
Ｐ１．ＬＣＡを開始するときの元車線の車線中心ラインに対する自車両の横位置（初期横位置と呼ぶ）。
Ｐ２．ＬＣＡを開始するときの自車両の横方向の速度（初期横速度と呼ぶ）。
Ｐ３．ＬＣＡを開始するときの自車両の横方向の加速度（初期横加速度と呼ぶ）。
Ｐ４．ＬＣＡを完了するときの元車線の車線中心ラインに対する自車両の目標横位置（最終目標横位置と呼ぶ）。
Ｐ５．ＬＣＡを完了するときの自車両の横方向の目標速度（最終目標横速度と呼ぶ）。
Ｐ６．ＬＣＡを完了するときの自車両の横方向の目標加速度（最終目標横加速度と呼ぶ）。
Ｐ７．ＬＣＡを実施する目標時間である目標車線変更時間。
横方向とは、車線の幅方向を表す。
【００９９】
初期横位置は、ＬＣＡ開始時におけるカメラセンサ１２によって検出された横偏差Ｄｙに等しい値に設定される。また、初期横速度は、ＬＣＡ開始時における車速センサによって検出される車速ｖに、カメラセンサ１２によって検出されたヨー角θｙの正弦値（ｓｉｎ（θｙ））を乗算した値（ｖ・ｓｉｎ（θｙ））に設定される。また、初期横加速度は、上記の初期横速度の微分値に設定してもよいが、好ましくは、ＬＣＡ開始時におけるヨーレートセンサによって検出されるヨーレートγ（rad／s）に車速ｖを乗算した値（ｖ・γ）に設定するとよい。ヨーレートセンサを用いた場合には、カメラセンサ１２を用いる場合に比べて、自車両の挙動の変化を素早く検出できるからである。この初期横位置、初期横速度、および、初期横加速度をまとめて初期横状態量と総称する。
【０１００】
また、本実施形態においては、目標車線の車線幅を、カメラセンサ１２によって検出されている元車線の車線幅と同様であるとみなす。従って、最終目標横位置は、元車線の車線幅と同じ値に設定される（最終目標横位置＝元車線の車線幅）。また、最終目標横速度および最終目標横加速度は、ともに、その値がゼロに設定される。この最終目標横位置、最終目標横速度、および、最終目標横加速度をまとめて最終目標横状態量と総称する。
【０１０１】
目標車線変更時間は、上述したように、車線幅（元車線の車線幅でよい）、および、ＬＣＡ開始時における自車両の横方向ずれ量によって算出される。
例えば、目標車線変更時間ｔlenは、次式（３）によって演算される。
ｔlen＝Ｄini・Ａ・・・（３）
ここでＤiniは、自車両をＬＣＡ開始位置（初期横位置）からＬＣＡ完了位置（最終目標横位置）にまで横方向に移動させる必要距離である。従って、ＬＣＡ開始時に自車両が元車線の車線中心ラインＣＬに位置していれば、Ｄiniは、車線幅と等しい値に設定され、自車両が元車線の車線中心ラインＣＬからずれている場合には、そのずれ量が車線幅に加減調整された値となる。Ａは、自車両を単位距離だけ横方向に移動させるのに費やす目標時間を表す定数であって、例えば、（８sec／３.５ｍ＝２.２９sec／ｍ）に設定されている。この例では、例えば、自車両を横方向に移動させる必要距離Ｄiniが３.５ｍの場合、目標車線変更時間ｔlenは、８秒に設定される。
【０１０２】
尚、この定数Ａは、上記の値に限るものでは無く、任意に設定することができるものである。また、例えば、設定操作器１４を使って、ドライバーの好みによって定数Ａを複数通りに選択できるようにしてもよい。また、目標車線変更時間は、固定値であってもよい。
【０１０３】
ステップＳ１３における目標軌道演算パラメータの初期化処理とは、この７つのパラメータ（初期横位置、初期横速度、初期横加速度、最終目標横位置、最終目標横速度、最終目標横加速度、目標車線変更時間）を上述のように設定する処理である。
【０１０４】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において目標軌道演算パラメータの初期化処理を実施すると、続いて、ステップＳ１４において、目標軌道関数の導出処理を実施する。具体的には、運転支援ＥＣＵ１０は、初期横状態量と最終目標横状態量と目標車線変更時間とに基づいて、式（２）で表される目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5を算出して、目標軌道関数ｙ（ｔ）を確定させる。
【０１０５】
上記式（２）で表される目標軌道関数ｙ（ｔ）から、自車両の横速度ｙ’（ｔ）は次式（４）にて表すことができ、自車両の横加速度ｙ’’（ｔ）は次式（５）にて表すことができる。
ｙ’（ｔ）＝ｃ1＋２ｃ2・ｔ＋３ｃ3・ｔ2＋４ｃ4・ｔ3＋５ｃ5・ｔ4
・・・（４）
ｙ’’（ｔ）＝２ｃ2＋６ｃ3・ｔ＋１２ｃ4・ｔ2＋２０ｃ5・ｔ3
・・・（５）
【０１０６】
ここで、初期横位置をｙ０、初期横速度をｖｙ０、初期横加速度をａｙ０とし、最終目標横位置をｙ１、最終目標横速度をｖｙ１、最終目標横速度をａｙ１、元車線の車線幅をＷとすると、上記の目標軌道演算パラメータに基づいて、以下の関係式が得られる。
ｙ（０）＝ｃ0＝  ｙ０          ・・・（６）
ｙ’（０）＝ｃ1＝ｖｙ０          ・・・（７）
ｙ’’（０）＝２ｃ2＝ａｙ０      ・・・（８）
ｙ（ｔlen）＝ｃ0＋ｃ1・ｔlen＋ｃ2・ｔlen2＋ｃ3・ｔlen3
＋ｃ4・ｔlen4＋ｃ5・ｔlen5＝ｙ１＝Ｗ        ・・・（９）
ｙ’（ｔlen）＝ｃ1＋２ｃ2・ｔlen＋３ｃ3・ｔlen2
＋４ｃ4・ｔlen3＋５ｃ5・ｔlen4＝ｖｙ１＝０  ・・・（１０）
ｙ’’（ｔlen）＝２ｃ2＋６ｃ3・ｔlen＋１２ｃ4・ｔlen2
＋２０ｃ5・ｔlen3＝ａｙ１＝０                ・・・（１１）
【０１０７】
従って、この６つの式（６）〜（１１）から、目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5の値を算出することができる。そして、算出された係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5の値を式（２）に代入することで、目標軌道関数ｙ（ｔ）が算出される。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを終了させるまで、この目標軌道関数ｙ（ｔ）を記憶維持する。また、運転支援ＥＣＵ１０は、この目標軌道関数ｙ（ｔ）の算出と同時に、計時タイマ（初期値：ゼロ）を起動してＬＣＡ開始からの経過時間ｔのカウントアップを開始する。
【０１０８】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５において、現時点における自車両の目標横状態量を演算する。目標横状態量は、自車両の車線幅方向の横位置の目標値である目標横位置と、自車両の車線幅方向の速度（横速度）の目標値である目標横速度と、自車両の車線幅方向の加速度（横加速度）の目標値である目標横加速度とを表す。横速度および横加速度をまとめて横運動状態量と総称し、目標横速度および目標横加速度をまとめて目標横運動状態量と総称することもある。
【０１０９】
この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４にて確定させた目標軌道関数ｙ（ｔ）と、現在時刻ｔとに基づいて、現時点における目標横位置、目標横速度、および、目標横加速度を演算する。現在時刻ｔは、ステップＳ１４において目標軌道関数ｙ（ｔ）を確定させた後の経過時間であり、後述する処理から分かるように、ＬＣＡの開始からの経過時間と同等である。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出すると、計時タイマをリセットしてＬＣＡ開始からの経過時間ｔ（＝現在時刻ｔ）のカウントアップを開始する。目標横位置は、目標軌道関数ｙ（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出され、目標横速度は、目標軌道関数ｙ（ｔ）を一階微分した関数ｙ’（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出され、目標横加速度は、目標軌道関数ｙ（ｔ）を二階微分した関数ｙ’’（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出される。運転支援ＥＣＵ１０は、タイマによって計測された経過時間ｔを読み込み、この計測時間ｔと上記関数とに基づいて、目標横状態量を演算する。
【０１１０】
以下、現在時刻における目標横位置をｙ*、現在時刻における目標横速度をｖｙ*、現在時刻における目標横加速度をａｖ*として表す。尚、ステップＳ１５において目標横位置ｙ*を演算する運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明における目標横位置演算手段に相当し、ステップＳ１５において目標横速度ｖｙ*および目標横加速度ａｖ*を演算する運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明における目標横運動状態量演算手段に相当する。
【０１１１】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６において、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を演算する。目標ヨー状態量は、現時点における、自車両の目標ヨー角θｙ*、自車両の目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*を表す。目標曲率Ｃu*は、自車両を車線変更させる目標軌道の曲率、つまり、車線のカーブ曲率を含めない車線変更に係るカーブ成分の曲率である。
【０１１２】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６において、現時点における車速ｖ（車速センサにて検出されている現在車速）を読み込むとともに、この車速ｖと、ステップＳ１５にて算出した目標横速度ｖｙ*、目標横加速度ａｙ*とに基づいて、以下の式（１２），（１３），（１４）を使って、現時点における目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*を演算する。
【０１１３】
θｙ*＝ｓｉｎ-1（ｖｙ*／ｖ）      ・・・（１２）
γ*＝ａｙ*／ｖ      ・・・（１３）
Ｃｕ*＝ａｙ*／ｖ2      ・・・（１４）
目標ヨー角θｙ*は、目標横速度ｖｙ*を車速ｖで除算した値を逆正弦関数に代入して算出される。また、目標ヨーレートγ*は、目標横加速度ａｙ*を車速ｖで除算して算出される。また、目標曲率Ｃu*は、目標横加速度ａｙ*を車速ｖの二乗値で除算して算出される。この目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*を演算する運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明の目標ヨー状態量演算手段に相当する。
【０１１４】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、ＬＣＡの目標制御量を演算する。本実施形態においては、目標制御量として目標舵角θlca*を演算する。目標舵角θlca*は、ステップＳ１５において演算した目標横位置ｙ*、ステップＳ１６において演算した目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、目標曲率Ｃu*、および、曲率Ｃｕに基づいて次式（１５）にて算出される。
θlca*＝Ｋlca１・（Ｃｕ*＋Ｃｕ）＋Ｋlca２・（θｙ*−θｙ）＋Ｋlca３・（ｙ*−ｙ）
＋Ｋlca４・（γ*−γ）＋Ｋlca５・Σ（ｙ*−ｙ）            …（１５）
【０１１５】
ここで、Ｋlca１，Ｋlca２，Ｋlca３，Ｋlca４，Ｋlca５は制御ゲインである。Ｃｕは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）における曲率である。ｙは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）における横位置、つまり、Ｄｙに相当する。θｙは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）におけるヨー角である。また、γは、ヨーレートセンサによって検出される現時点における自車両のヨーレートを表す。制御ゲインＫlca１は、車速に応じて可変設定されてもよい。尚、γは、ヨー角θｙの微分値を用いることもできる。
【０１１６】
右辺第１項は、目標曲率Ｃｕ*と曲率Ｃｕ（車線のカーブ曲率）との加算値に応じて決定されるフィードフォワード的に働く舵角成分である。Ｋlca１・Ｃｕ*は、車線変更を行うためのフィードフォワード制御量であり、Ｋlca１・Ｃｕは、自車両を車線のカーブに沿って走行させるためのフィードフォワード制御量である。右辺第２項は、目標ヨー角θｙ*と実ヨー角θｙとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第３項は、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第４項は、目標ヨーレートγ*と実ヨーレートγとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第５項は、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差の積分値Σ（ｙ*−ｙ）を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。従って、右辺第１項がフィードフォワード制御量を表し、右辺第２項〜５項がフィードバック制御量を表す。
【０１１７】
目標舵角θlca*は、上記の５つの舵角成分にて演算されるものに限るわけでなく、そのうちの任意の舵角成分のみを使用して演算されてもよいし、他の舵角成分を追加するなどして演算されるようにしてもよい。例えば、ヨー運動に関するフィードバック制御量については、ヨー角の偏差あるいはヨーレートの偏差の何れか一方を用いるようにしてもよい。また、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差の積分値Σ（ｙ*−ｙ）を用いたフィードバック制御量については、省略することもできる。
【０１１８】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、目標制御量を演算すると、続くステップＳ１８において、目標制御量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θlca*を演算するが、目標舵角θlca*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。
【０１１９】
ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ１００を介して運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信すると、舵角が目標舵角θlca*に追従するように転舵用モータ２２を駆動制御する。
【０１２０】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、ＬＣＡ完了条件が成立したか否かについて判定する。本実施形態においては、ＬＣＡ完了条件は、自車両の横位置ｙが最終目標横位置ｙ*に到達したときに成立する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ完了条件が成立していない場合は、その処理をステップＳ２０に進める。
【０１２１】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０において、ＬＣＡ停止条件が成立したか否かについて判定する。このＬＣＡ停止条件は、ＬＣＡの実施中においてＬＣＡを停止させる条件であって、例えば、ドライバーによる特定の操作が検出された場合、あるいは、ＬＣＡの継続維持が困難となると判定された場合などに成立する。
【０１２２】
例えば、ドライバーの操作により閾値以上の操舵トルクの入力が検出された場合、ドライバーによるブレーキ操作が検出された場合、車線変更方向とは逆方向のウインカー操作が検出された場合、設定操作器１４によってＬＣＡの設定がオフ（実施しない）になったことが検出された場合などにおいて、ＬＣＡ停止条件が成立する。また、周辺監視におけるＬＣＡ実施可否判定結果が不可となった場合、ウインカー操作方向の白線が破線でないと判定された場合などに、ＬＣＡ停止条件が成立する。
【０１２３】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ停止条件が成立していない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、その処理をステップＳ１５に戻して、上述したステップＳ１５〜ステップＳ２０の処理を所定の演算周期で繰り返し実施する。これにより、経過時間ｔに応じた目標横状態量（ｙ*、ｖｙ*、ａｙ*）が演算され、その演算された目標横状態量（ｙ*、ｖｙ*、ａｙ*）と車速ｖとに基づいて目標ヨー状態量（θｙ*、γ*、Ｃu*）が演算され、その演算された目標ヨー状態量（θｙ*、γ*、Ｃu*）に基づいて目標制御量（θlca*）が演算される。
【０１２４】
そして、目標制御量（θlca*）が演算される都度、目標制御量（θlca*）を表す操舵指令がＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信される。こうして、自車両は、目標軌道に沿って走行する。
【０１２５】
尚、運転支援ＥＣＵ１０には、自車両が走行している車線にかかる車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）がカメラセンサ１２から供給される。従って、自車両の走行位置が元車線から目標車線に切り替わると、カメラセンサ１２から運転支援ＥＣＵ１０に供給される車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）は、元車線にかかる車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）から目標車線にかかる車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）に切り替わる。このため、ＬＣＡの開始当初に演算した目標軌道関数ｙ（ｔ）をそのまま使用することができない。自車両の位置する車線が切り替わった場合には、横偏差Ｄｙの符号が反転する。そこで、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラセンサ１２が出力する横偏差Ｄｙの符号（正負）が切り替わったことを検出すると、目標軌道関数ｙ（ｔ）を元車線の車線幅Ｗだけオフセットさせる。これにより、元車線の車線中心ラインＣＬを原点として演算された目標軌道関数ｙ（ｔ）を、目標車線の車線中心ラインＣＬを原点とした目標軌道関数ｙ（ｔ）に変換することができる。
【０１２６】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、ＬＣＡ完了条件が成立したと判定した場合、ステップＳ２１において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定する。つまり、ＬＣＡを終了して、ＬＴＡを再開する。これにより、自車両は、目標車線における車線中心ラインＣＬに沿って走行するように操舵制御が行われる。
【０１２７】
一方、ＬＣＡ完了条件が成立する前に（Ｓ１９：Ｎｏ）、ＬＣＡ停止条件が成立した場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２において、目標軌道関数ｙ（ｔ）をリセットしてＬＣＡを停止するとともに、計時タイマの計測値ｔをゼロクリアする。また、このとき、運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーに対して操舵支援制御が終了したことを伝える操舵支援制御終了メッセージの表示指令をメータＥＣＵ３０に送信する。メータＥＣＵ３０は、表示指令を受信すると、表示器３１に操舵支援制御終了メッセージを表示する。
【０１２８】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２３において、ＬＴＡの再開可能か否かについて判定し、ＬＴＡの再開が可能であると判定した場合には、その処理をステップＳ２１に進めて、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定する。従って、ＬＣＡが終了してＬＴＡが再開される。
【０１２９】
一方、ＬＴＡの再開が不可能であると判定した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ２４に進めて、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＦＦ状態に設定する。従って、操舵支援制御（ＬＣＡおよびＬＴＡ）が停止される。
【０１３０】
例えば、ステップＳ２０において、ドライバーによる特定の操作が検出されたことによって、ＬＣＡ停止条件が成立した場合には、ドライバーは、操舵支援を望んでいないと推定される。この場合には、ＬＴＡの再開が不可能であると判定される。一方、運転支援ＥＣＵ１０側でＬＣＡの実施が困難としてＬＣＡが停止された場合であって、ＬＴＡを再開させることに支障はない場合（例えば、ウインカー操作方向の白線が破線でないと判定された場合など）には、ＬＴＡの再開が許可される。
【０１３１】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２１あるいはステップＳ２４において、操舵支援制御状態を設定すると、操舵支援制御ルーチンを一旦終了する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＦＦ状態に設定した場合には、ＬＴＡ実施許可条件が成立するのを待って、操舵支援制御ルーチンを再開する。一方、ステップＳ２１において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ１１に進める。
【０１３２】
尚、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを実施している期間（ステップＳ１３〜ステップＳ２０）において、メータＥＣＵ３０に対して、ウインカー操作方向のウインカー３２の点滅指令の送信を開始する。ウインカー３２は、ＬＣＡが開始される前から、ウインカーレバー４１の第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）への操作に伴ってステアリングＥＣＵ４０から送信される点滅指令によって点滅するが、ステアリングＥＣＵ４０から送信される点滅指令が停止されても、運転支援ＥＣＵ１０からの点滅指令によって、そのまま点滅を継続する。この場合、ウインカー３２の点滅終了タイミングは、ＬＣＡの完了タイミングと同じでもよいし、それよりも前であってもよい。例えば、自車両が、最終目標位置よりも予め設定された消灯許可距離（例えば、５０ｃｍ）だけ手前の横位置に到達した時に、ウインカー３２の点滅を終了させてもよい。
【０１３３】
以上説明した本実施形態の車線変更支援装置によれば、ＬＣＡを実施するに際して、初期横位置、初期横速度、初期横加速度、最終目標横位置、最終目標横速度、最終目標横加速度、および、目標車線変更時間に基づいて、目標軌道関数ｙ（ｔ）が演算される。そして、ＬＣＡの実施中においては、ＬＣＡ開始からの経過時間ｔに応じた目標横位置ｙ*、目標横速度ｖｙ*、および、目標横加速度ａｙ*が逐次演算される。更に、現時点の車速ｖが逐次取得され、その車速ｖと、目標横速度ｖｙ*および目標横加速度ａｙ*とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*が逐次演算される。そして、目標横位置ｙ*、目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*に基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。
【０１３４】
また、目標軌道関数の演算は、ＬＣＡ開始時の１回だけであるため、運転支援ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータの演算負荷を軽減することができる。また、目標軌道関数の演算後は、逐次、車速が取得され、現時点の車速に応じた目標ヨー状態量が演算されるため、アクセル操作によってＬＣＡ中に車速が変化しても、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。特に、ＡＣＣによる加減速制御とも連携してスムーズな車線変更を行うことができる。
【０１３５】
また、本実施形態によれば、自車両の初期横状態量と最終目標横状態量と目標車線変更時間とに基づいて、ＬＣＡ開始からの経過時間を変数とした５次関数で表される目標軌道関数が設定されるため、自車両の横方向の運動状態を、初期横状態量から最終目標横状態量に滑らかに移行させることができる。従って、非常にスムーズな車線変更が可能となる。
【０１３６】
また、ＬＣＡの完了時における、自車両の目標横速度（最終目標横速度）および目標横加速度（最終目標横加速度）はゼロに設定され、かつ、ＬＣＡの完了時における自車両の目標横位置（最終目標横位置）が目標車線の車線幅中央位置に設定されるため、ＬＣＡの完了時には、そのまま、自車両を目標車線の車線中心ラインＣＬに沿って走行させることができる。これにより、操舵支援制御をＬＣＡからＬＴＡにスムーズに移行させることができる。
【０１３７】
以上、本実施形態に係る車線変更支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１３８】
例えば、本実施形態においては、操舵支援制御状態がＬＴＡ・ＯＮ状態（ＬＴＡが実施されている状態）であることがＬＣＡを実施するための前提となっているが、必ずしも、そのような前提は必要としない。また。ＡＣＣが実施されている状態であるという前提もなくてもよい。また、本実施形態においては、ＬＣＡは、自車両が走行する道路が自動車専用道路であることを条件として実施されるが、必ずしも、そうした条件を設ける必要はない。
【０１３９】
また、本実施形態においては、カメラセンサ１２により車線を認識するように構成されているが、例えば、ナビゲーションＥＣＵ７０によって、車線に対する自車両の相対位置関係を検出してもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…運転支援ＥＣＵ、１１…周辺センサ、１２…カメラセンサ、２０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、２１…モータドライバ、２２…転舵用モータ、４０…ステアリングＥＣＵ、４１…ウインカーレバー、８０…車両状態センサ、９０…運転操作状態センサ、ＣＬ…車線中心ライン、ＷＬ…白線、Ｃｕ…曲率、Ｄｙ…横偏差、θｙ…ヨー角、ｙ（ｔ）…目標軌道関数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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