(57)【要約】【課題】  車線変更終了時に自車両を急減速させる必要が生じないようにすること。【解決手段】  運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４において、目標車線車両と自車両との車間距離および相対速度に基づいて、現時点から設定時間ｔs後に、その車間距離が車間距離モード（短）によって決まる目標車間距離と等しくなるような、自車両の目標加速度（ＬＣＡ用目標加速度ａ2*）を所定の周期で演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*とＡＣＣ用目標加速度ａ1*とのうちの小さい方を選択し、その選択した目標加速度に基づいて、自車両の制駆動力を制御する。【選択図】  図７
2019018694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の走行する車線と同一車線上の先行車両までの車間距離を目標車間距離に保ちながら自車両を前記先行車両に追従走行させる先行車両追従車間制御を行うための自車両の目標加速度を演算する先行車両追従用加速度演算手段と、
前記目標車間距離の長さを決める車間距離モードを、ドライバーの選択操作に従って、長短複数段階のモードから１つを選択する車間距離モード選択手段と、
前記目標加速度に基づいて自車両の走行を制御する走行制御手段と、
自車両が現在走行している車線である元車線から前記元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように自車両の操舵を制御する車線変更支援制御を実施する車線変更支援制御手段と
を備えた運転支援装置において、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、自車両の前方で前記目標車線を走行する先行車両である目標車線車両と自車両との車間距離および相対速度を検出する目標車線車両検出手段と、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、前記目標車線車両検出手段によって検出された前記車間距離および前記相対速度に基づいて、現時点から、前記車線変更支援制御が実施される時間を表す車線変更時間よりも短い設定時間後に、前記目標車線車両検出手段によって検出された前記車間距離がドライバーの選択可能な最も短い車間距離モードに対応する目標車間距離と等しくなるような自車両の目標加速度を繰り返し演算する目標車線車両追従用加速度演算手段と、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、前記先行車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度と、前記目標車線車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度とのうちの小さい方の目標加速度を選択し、選択した目標加速度を、前記走行制御手段が自車両の走行を制御するために用いる前記目標加速度に設定する目標加速度選択手段と
を備えた運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバーの運転操作を支援する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、運転支援装置の一つとして、自車両が現在走行している元車線から隣接車線に向けて車線変更するように自車両を制御する車線変更支援装置が知られている。例えば、特許文献１に提案された車線変更支援装置は、自車両を車線変更させる際の目標加速度を設定し、この目標加速度で自車両を加速させた場合における、自車両と他車両との間に設定距離以上の相対距離（車間距離）を維持可能な時間（距離維持可能時間と呼ぶ）を演算する。そして、自車両を目標加速度で加速させた場合に、距離維持可能時間以内に自車両が車線変更を完了することができる目標経路を設定し、自車両がその目標経路に沿って走行するとともに、目標加速度に加速度が追従するように自車両を制御する。従って、予め設定した設定距離以上の車間距離を維持しつつ車線変更支援を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７４４９４号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、車線変更中における自車両と他車両との車間距離のみが考慮されており、車線変更終了時における自車両と他車両との相対速度が考慮されていない。このため、車線変更終了時に自車両の先行車両に対する相対速度が大きくなり、つまり、自車両が先行車両に急接近して、自車両を急減速させる必要が発生する場合がある。
【０００５】
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、車線変更終了時に自車両を急減速させる必要が生じないようにすることを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の運転支援装置の特徴は、
自車両の走行する車線と同一車線上の先行車両までの車間距離を目標車間距離に保ちながら自車両を前記先行車両に追従走行させる先行車両追従車間制御を行うための自車両の目標加速度を演算する先行車両追従用加速度演算手段（１０，Ｓ２３）と、
前記目標車間距離の長さを決める車間距離モードを、ドライバーの選択操作に従って、長短複数段階のモードから１つを選択する車間距離モード選択手段（１０，１４）と、
前記目標加速度に基づいて自車両の走行を制御する走行制御手段（１０，５０，６０）と、
自車両が現在走行している車線である元車線から前記元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように自車両の操舵を制御する車線変更支援制御を実施する車線変更支援制御手段（１０，４０，Ｓ１１〜Ｓ１４）と
を備えた運転支援装置において、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、自車両の前方で前記目標車線を走行する先行車両である目標車線車両と自車両との車間距離および相対速度を検出する目標車線車両検出手段（１０，１１，１２）と、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、前記目標車線車両検出手段によって検出された前記車間距離および前記相対速度に基づいて、現時点から、前記車線変更支援制御が実施される時間を表す車線変更時間（ｔlen）よりも短い設定時間（ｔs）後に、前記目標車線車両検出手段によって検出された前記車間距離がドライバーの選択可能な最も短い車間距離モードに対応する目標車間距離と等しくなるような自車両の目標加速度を繰り返し演算する目標車線車両追従用加速度演算手段（１０，Ｓ２４）と、
前記車線変更支援制御が実施されているときに、前記先行車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度（ａ1*）と、前記目標車線車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度（ａ2*）とのうちの小さい方を選択し、選択した目標加速度を、前記走行制御手段が自車両の走行を制御するために用いる前記目標加速度に設定する目標加速度選択手段（１０，Ｓ２５）と
を備えたことにある。
【０００７】
本発明の運転支援装置は、自車両を先行車両に追従させるための機能と、自車両が車線変更するように操舵操作を支援する機能とを備えている。そのために、運転支援装置は、先行車両追従用加速度演算手段と車間距離モード選択手段と走行制御手段と車線変更支援制御手段とを備えている。
【０００８】
先行車両追従用加速度演算手段は、自車両の走行する車線と同一車線上の先行車両までの車間距離を目標車間距離に保ちながら自車両を先行車両に追従走行させる先行車両追従車間制御を行うための自車両の目標加速度を演算する。目標加速度は、自車両を加速させる加速度の目標値だけでなく、自車両を減速させる減速度の目標値をも含んでいる。例えば、目標加速度は、自車両を加速させる加速度の目標値については正の値で表し、自車両を減速させる減速度の目標値については負の値で表すことができる。従って、目標加速度は、自車両を加速させる加速度が大きいほど大きな値を示し、自車両を減速させる減速度が大きいほど（減速度の絶対値が大きいほど）小さな値を示す。
【０００９】
例えば、先行車両追従用加速度演算手段は、自車両と先行車両との車間距離および相対速度（いずれも検出値）を取得し、その車間距離と目標車間距離との偏差、および、相対速度のそれぞれの絶対値を小さくするように働く目標加速度を演算する。
【００１０】
車間距離モード選択手段は、目標車間距離の長さを決める車間距離モードを、ドライバーの選択操作に従って、長短複数段階のモードから１つを選択する。従って、自車両を先行車両に追従走行させる場合における目標車間距離を、ドライバーの好みに応じて設定することができる。例えば、車間距離モードは、長・短の２つのモードから選択できる構成であってもよいし、長・中・短の３つのモードから選択できる構成であってもよいし、４つ以上のモードから選択できる構成であってもよい。
【００１１】
走行制御手段は、目標加速度に基づいて自車両の走行を制御する。つまり、自車両の加速度（減速度も含む）が目標加速度に追従するように自車両の走行を制御する（例えば、自車両の制駆動力を制御する）。
【００１２】
車線変更支援制御手段は、自車両が現在走行している車線である元車線から元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように自車両の操舵を制御する車線変更支援制御を実施する。これにより、ドライバーのハンドル操作を要することなく、自車両は、目標車線に向けて車線変更をする。
【００１３】
車線変更支援制御が実施される場合、その途中で、自車両の前方で目標車線を走行する車両が先行車両追従車間制御の対象車両となる。この場合、自車両に急減速が発生しないようにする必要がある。そこで、本発明の運転支援装置は、目標車線車両検出手段と目標車線車両追従用加速度演算手段と目標加速度選択手段とを備えている。
【００１４】
目標車線車両検出手段は、車線変更支援制御が実施されているときに、自車両の前方で目標車線を走行する車両である目標車線車両と自車両との車間距離および相対速度を検出する。
【００１５】
目標車線車両追従用加速度演算手段は、車線変更支援制御が実施されているときに、目標車線車両検出手段によって検出された車間距離および相対速度に基づいて、現時点から、車線変更支援制御が実施される時間を表す車線変更時間よりも短い設定時間後に、目標車線車両検出手段によって検出された車間距離がドライバーの選択可能な最も短い車間距離モード（目標車間距離が最も短く設定されるモード）に対応する目標車間距離と等しくなるような自車両の目標加速度を繰り返し演算する。この目標加速度にて自車両の走行を制御した場合には、車線変更支援制御が開始された設定時間後に目標車線車両と自車両との車間距離が目標車間距離に収束し、その後は、車間距離が維持される。従って、目標車線車両と自車両との相対速度もゼロに維持される。
【００１６】
例えば、車線変更支援制御を実施する場合、目標車線車両と自車両との目標車間距離が長い距離に固定されていると、車線変更の開始時に過剰な減速が発生して、車線変更をスムーズに開始できなくなるケースが生じる。こうした理由から、目標車線車両追従用加速度演算手段においては、車間距離モードの選択状態に関わらず、設定時間後に、目標車線車両と自車両との車間距離がドライバーの選択可能な最も短い車間距離モードに対応する目標車間距離と等しくなるような自車両の目標加速度が演算される。
【００１７】
目標加速度選択手段は、車線変更支援制御が実施されているときに、先行車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度と、目標車線車両追従用加速度演算手段によって演算された目標加速度とのうちの小さい方の目標加速度を選択し、選択した目標加速度を、走行制御手段が自車両の走行を制御するために用いる目標加速度に設定する。これにより、本発明によれば、車線変更が終了したときに、自車両を急減速させることなく通常の先行車両追従車間制御（車線変更支援制御を実施していないときの先行車両追従車間制御）に移行させることができる。また、車線変更の開始時における過剰な減速を抑制でき、車線変更をスムーズに開始することができる。
【００１８】
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】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る運転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】目標車間時間マップを表すグラフである。
【図６】ＬＣＡ制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】ＬＣＡ時加減速制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図８】目標軌道を表す図である。
【図９】目標軌道関数を表す図である。
【図１０】自車両と先行車両との位置関係を表す説明図である。
【図１１】自車両と先行車両との位置関係を表す説明図である。
【図１２】自車両と目標車線車両との車間距離、および、相対速度を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る運転支援装置について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本発明の実施形態に係る運転支援装置は、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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が接続されている。車両状態センサ８０は、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、先行車両追従車間制御を実施する。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を決定する。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。
【００３３】
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、横偏差Ｄｙおよびヨー角θｙについては、車線中心ラインＣＬに対する左右方向が、符号（正負）によって特定される。また、曲率Ｃｕについては、カーブの曲がる方向（右または左）が符号（正負）によって特定される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図１に示すように、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受信した時に鳴動する。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。
【００３８】
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により検出された車両状態、および、運転操作状態センサ９０により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、先行車両追従車間制御を実施する。
【００３９】
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、先行車両追従車間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、先行車両追従車間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。
【００４０】
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。例えば、設定操作器１４は、先行車両追従車間制御における車間距離の長さの程度をドライバーが予め選択するための入力操作器として兼用されている。本実施形態においては、設定操作器１４は、先行車両追従車間制御における目標車間距離の長さを決める車間距離モードを、「長」、「中」、「短」の３つのモードから選択することができるようになっている。運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４によって設定された車間距離モード（長・中・短）を記憶する。先行車両追従車間制御における目標車間距離は、車間距離モードが「長」に設定されている場合には長めに設定され、車間距離モードが「短」に設定されている場合には短めに設定され、車間距離モードが「中」に設定されている場合にはそれらの中間的な値に設定される。以下、設定されている車間距離モードを、設定車間距離（長・中・短）と呼ぶこともある。
【００４１】
また、設定操作器１４は、自車両を設定速度で自車両を定速走行させる定速制御を実施する場合の設定速度を設定するための入力操作器としても兼用されている。運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４によって設定された設定速度を記憶する。
【００４２】
尚、設定操作器１４は、１つの操作器でその機能を実現する必要は無く、複数の操作器から構成されていてもよい。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
尚、ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信している場合であっても、ドライバーのハンドル操作による操舵トルクが検出されている場合には、その操舵トルクが閾値よりも大きい場合には、ドライバーのハンドル操舵を優先して、そのハンドル操作を軽くする操舵アシストトルクを発生させる。
【００４６】
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。
【００４７】
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は、ウインカー３２の点滅状態を把握することができる。
【００４８】
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、左回り操作方向、および、右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。
【００４９】
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を中心として左回り操作方向、および、右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、ドライバーのレバー操作によって第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に移動されている場合、ドライバーのレバー操作力が解除されると中立位置ＰＮに戻るようになっている。更に、ウインカーレバー４１は、ドライバーのレバー操作によって第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に移動されている場合、レバー操作力が解除されても、ロック機構によりその第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に保持されるようになっている。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に戻されるようになっている。
【００５０】
ウインカーレバー４１は、その位置が第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）にある場合にのみオンする（オン信号を発生する）第１スイッチ４１１Ｌ（４１１Ｒ）と、その位置が第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）にある場合にのみオンする（オン信号を発生する）第２スイッチ４１２Ｌ（４１２Ｒ）とを備えている。
【００５１】
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）からのオン信号の有無に基づいて、ウインカーレバー４１の操作状態を検出する。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。
【００５２】
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）を表す情報を含む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、その状態を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。
【００５３】
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を用いているが、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。
【００５４】
図１に示したエンジン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減速状態（加減速度）を変更することができる。
【００５５】
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して減速状態（減速度）を変更することができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
＜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先行車両追従車間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先行車両追従車間制御から説明する。
【００５９】
＜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。従って、車線維持支援制御は、自車両の走行位置が車線内の車線幅方向の一定位置に維持されるように操舵操作を支援する制御と表現できる。
【００６０】
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。
【００６１】
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）
【００６２】
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。
【００６３】
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、目標舵角θlta*が左方向の舵角になるように目標舵角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、目標舵角θlta*が右方向の舵角になるように目標舵角θlta*が設定される。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、上記式（１）に基づく演算を、左方向及び右方向のそれぞれに応じた符号を用いて実施する。
【００６４】
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。
【００６５】
＜先行車両追従車間制御（ＡＣＣ）＞
先行車両追従車間制御は、周辺情報に基づいて、自車両の走行する車線と同一車線上に先行車両が存在する場合には、その先行車両と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車両に追従させ、先行車両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、先行車両追従車間制御をＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）と呼ぶ。
【００６６】
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（先行車両）が存在するか否かを判定する。追従対象車両エリアは、自車両の走行している車線上における前方所定エリア（例えば、自車両から前方１００ｍの範囲）である。また、先行車両は、自車両の前方を走行する他車両のうち、自車両に最も近い車両である。
【００６７】
運転支援ＥＣＵ１０は、先行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、その先行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に対して所定の目標車間距離を維持しながら追従するように目標加速度を設定する。運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両エリア内に先行車両が存在しない場合、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。
【００６８】
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。
【００６９】
ＡＣＣにおける目標車間距離は、先行車両（追従対象車両）の車速ｖｎと、ドライバーが予め設定操作器１４を使って設定した設定車間距離（長・中・短）とに基づいて演算される。運転支援ＥＣＵ１０は、図５に示す目標車間時間マップを記憶しており、この目標車間時間マップを用いて目標車間距離を演算する。目標車間時間マップは、先行車両の車速ｖｎが速いほど、かつ、設定車間距離（長・中・短）が短いほど短くなる目標車間時間ｔｄ*が設定される特性を有する。運転支援ＥＣＵ１０は、車速ｖｎと設定車間距離（長・中・短）とを目標車間時間マップに適用することにより目標車間時間ｔｄ*を演算し、この目標車間時間ｔｄ*に車速ｖｎを乗算して目標車間距離ｄ*（＝ｔｄ*×ｖｎ）を算出する。尚、先行車両の車速ｖｎは、車速センサによって検出される自車両の車速ｖと、周辺情報に含まれる先行車両と自車両との相対速度とから求められる。
【００７０】
運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両が存在する場合、周辺センサ１１から供給される周辺情報に含まれる先行車両情報（先行車両と自車両との車間距離、先行車両と自車両との相対速度）、および、目標車間距離に基づいて、先行車両追従用目標加速度ａfollow*を次式（２）により演算する。
ａfollow*＝（ｄ−ｄ*）×Ｋfollow１＋（−ｖｒ）×Ｋfollow２  ・・・（２）
ここで、ｄは、現時点における先行車両と自車両との車間距離（検出値）を表し、ｖｒは、現時点における先行車両と自車両との相対速度（検出値）である。この相対速度ｖｒは、自車両の車速から先行車両の車速を減算した値に相当し、自車両の車速が先行車両の車速よりも大きい場合には、正の値にて表され、自車両の車速が先行車両の車速よりも小さい場合には、負の値にて表される。また、Ｋfollow１およびＫfollow２は、制御ゲインを表す。Ｋfollow１およびＫfollow２は、調整用の正の値であって、固定値でも良いし他のパラメータによって調整される値であってもよい。
【００７１】
先行車両追従用目標加速度ａfollow*は、その値が正となる場合には、自車両を加速させる加速度の目標値を表し、その値が負となる場合には、自車両を減速させる減速度の目標値を表す。従って、先行車両追従用目標加速度ａfollow*は、車間距離偏差（ｄ−ｄ*）、および、相対速度ｖｒのそれぞれの絶対値を小さくするように働く値に設定される。
【００７２】
尚、式（２）の右辺全体に更に制御ゲイン（全体制御ゲインと呼ぶ）を乗算して、式（２）の右辺が正になる場合（自車両を加速させる場合）と、式（２）の右辺が負になる場合（自車両を減速させる場合）とで、全体制御ゲインの大きさを切り替えるようにしてもよい。
【００７３】
また、運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両が存在しない場合、車速センサによって検出される車速ｖと、ドライバーが予め設定操作器１４を使って設定した設定速度とに基づいて、定速走行用目標加速度ａconst*を次式（３）により演算する。
ａconst*＝（ｖset−ｖ）×Ｋconst  ・・・（３）
ここで、ｖsetは、設定速度を表す。また、Ｋconstは、制御ゲインを表す。Ｋconstは、正の値であって、車速ｖが高い場合には低い場合に比べて小さくなくように調整されることが好ましい。
【００７４】
定速走行用目標加速度ａconst*は、その値が正となる場合には、自車両を加速させる加速度の目標値を表し、その値が負となる場合には、自車両を減速させる減速度の目標値を表す。
【００７５】
運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度ａ*（ａfollow*あるいはａconst*）を所定の演算周期で演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度ａ*を演算する都度、目標加速度ａ*を表す加減速指令をエンジンＥＣＵ５０に送信する。エンジンＥＣＵ５０は、加減速指令を受信する都度、目標加速度ａ*と、実際の自車両の加速度ａ（減速度も含む）との偏差である加速度偏差Δａ（＝ａ*−ａ）に基づいて要求制駆動力Ｆ*を演算する。例えば、エンジンＥＣＵ５０は、次式（４）に示すように、加速度偏差Δａに制御ゲインＫｆを乗算した値に、１演算周期前の要求制駆動力Ｆ*(n-1）を加算した値を、要求制駆動力Ｆ*に設定する。
Ｆ*＝（ａ*−ａ）×Ｋｆ＋Ｆ*(n-1）  ・・・（４）
【００７６】
エンジンＥＣＵ５０は、この要求制駆動力Ｆ*が発生するようにエンジンアクチュエータ５１を制御する。これにより、自車両が目標加速度ａ*で加減速するように制駆動力が制御される。エンジンＥＣＵ５０は、大きな制動力が要求されており、内燃機関５２およびトランスミッション(図示略）だけでは要求に応えられない場合、その不足分を油圧ブレーキで発生させるようにブレーキＥＣＵ６０に対して要求制動力を送信する。ブレーキＥＣＵ６０は、要求制動力を受信する都度、その要求制動力が発生するようにブレーキアクチュエータ６１を制御する。
【００７７】
尚、要求制駆動力Ｆ*の演算に当たって用いられる自車両の加速度ａは、車速ｖを微分演算することにより取得されてもよいし、前後Ｇセンサの検出値から取得されてもよい。
以上が、ＡＣＣの概要である。
【００７８】
＜車線変更支援制御（ＬＣＡ）＞
車線変更支援制御は、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。また、車線変更前に自車両が走行している車線を元車線と呼び、元車線に隣接する車線変更支援要求方向の車線を目標車線と呼ぶ。
【００７９】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＴＡおよびＡＣＣの実施中に、ＬＣＡ開始条件が成立した場合にＬＴＡに代えてＬＣＡを開始する。
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（車線変更支援要求信号）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により得られた周辺情報よって、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。
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。
【００８０】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを開始すると、ＬＣＡ時に特化した加減速制御を実施する。この加減速制御をＬＣＡ時加減速制御と呼ぶ。ＬＣＡ時加減速制御は、後述するが、ＡＣＣを実施するための目標加速度と、車線変更先の車線である目標車線を走行する先行車両との車間距離および相対速度を制御するための目標加速度とに基づいて、ＬＣＡの実施時における最終的な自車両の目標加速度を演算し、その最終的な目標加速度に自車両の加速度を追従させる制御である。従って、ＡＣＣ用の目標加速度の演算は、ＬＣＡの開始後も引き続き継続されるものの、ＬＣＡの実施中においては、必ずしも、自車両がＡＣＣ用の目標加速度に制御されるわけではない。
【００８１】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ開始条件が成立すると図６に示すＬＣＡ制御ルーチンを開始するとともに、図７に示すＬＣＡ時加減速制御ルーチンを開始する。ＬＣＡ制御ルーチンは、自車両を車線変更させるための操舵制御処理を表す。一方、ＬＣＡ時加減速制御ルーチンは、ＬＣＡが実施されているときの自車両の加減速を制御する処理を表す。
【００８２】
＜ＬＣＡ制御ルーチン＞
まず、ＬＣＡ制御ルーチンから説明する。ＬＣＡ制御ルーチンが起動すると、ステップＳ１１において、ＬＣＡの目標軌道を演算する。ここで、ＬＣＡの目標軌道について説明する。
【００８３】
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、元車線から、目標車線の幅方向中心位置（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８に示すような形状となる。
【００８４】
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（即ち、ＬＣＡ開始条件が成立した時点）からの経過時間ｔを変数として、経過時間ｔに対応する自車両の横位置の目標値（即ち、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。
【００８５】
目標車線変更時間は、自車両をＬＣＡの開始位置（ＬＣＡの開始時点での自車両の横位置）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。一例を示すと、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。目標車線変更時間は、車線幅の広さに比例して調整される。従って、目標車線変更時間は、車線幅が広いほど大きな値に設定され、逆に、車線幅が狭いほど小さな値に設定される。
【００８６】
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。
【００８７】
本実施形態においては、目標横位置ｙは、次式（５）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
・・・（５）
【００８８】
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。
【００８９】
例えば、目標軌道関数ｙ（ｔ）は、図９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９では、車線が直線に形成されているが、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。
【００９０】
運転支援ＥＣＵ１０は、この目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ0，ｃ1，ｃ2，ｃ3，ｃ4，ｃ5を決定するために、以下のように目標軌道演算パラメータを設定する。目標軌道演算パラメータは、以下の７つ（Ｐ１〜Ｐ７）である。
Ｐ１．ＬＣＡ開始時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開始時の自車両の横方向の速度（初期横速度と呼ぶ）。
Ｐ３．ＬＣＡ開始時の自車両の横方向の加速度（初期横加速度と呼ぶ）。
Ｐ４．ＬＣＡを完了する時点（ＬＣＡ完了時と呼ぶ）で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完了時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完了時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を実施する時間（ＬＣＡ開始時からＬＣＡ終了自までの時間）の目標値である目標時間（目標車線変更時間と呼ぶ）。
前述したように、横方向は、車線幅方向である。従って、横速度とは、車線の幅方向の自車両の速度を表し、横加速度とは、車線の幅方向の自車両の加速度を表す。
【００９１】
ここで、目標軌道関数ｙ（ｔ）を一階微分した関数をｙ’（ｔ）と表し、目標軌道関数ｙ（ｔ）を二階微分した関数をｙ’’（ｔ）と表す。初期横位置はｙ（０）、初期横速度はｙ’（０）、初期横加速度はｙ’’（０）と表される。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基づいて算出される。目標車線変更時間をｔlenとすると、最終目標横位置はｙ（ｔlen）、最終目標横速度はｙ’（ｔlen）、最終目標横加速度はｙ’’（ｔlen）と表される。
【００９２】
初期横位置（ｙ（０））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（ｙ（０）＝Ｄｙ）。初期横速度（ｙ’（０））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（ｙ’（０）＝ｖ・ｓｉｎ（θｙ））。初期横加速度（ｙ’’（０））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）に設定される（ｙ’’（０）＝ｖ・γ）。
【００９３】
また、本実施形態の運転支援ＥＣＵ１０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。元車線の車線幅をＷとすると、最終目標横位置（ｙ（ｔlen））は、元車線の車線幅と同じ値に設定される（ｙ（ｔlen）＝Ｗ）。更に、最終目標横速度（ｙ’（ｔlen））および最終目標横加速度（ｙ’’（ｔlen））は、ともに、その値がゼロに設定される（ｙ’（ｔlen）＝０，ｙ’’（ｔlen）＝０）。
【００９４】
運転支援ＥＣＵ１０は、目標軌道演算パラメータによって求められた６つの条件式（ｙ（０）＝Ｄｙ，ｙ’（０）＝ｖ・ｓｉｎ（θｙ），ｙ’’（０）＝ｖ・γ，ｙ（ｔlen）＝Ｗ，ｙ’（ｔlen）＝０，ｙ’’（ｔlen）＝０）に基づいて、式（５）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。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。
【００９５】
こうして目標軌道関数が演算されると、運転支援ＥＣＵ１０は、続くステップＳ１２において、目標軌道関数に基づいて目標舵角θlca*を演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、目標舵角θlca*を演算するにあたって、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Ｓ１１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、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Ｓ１１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（目標横位置、目標横速度、および、目標横加速度）を演算する。
【００９６】
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ａｙ*として表す。
【００９７】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０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*を演算する。目標曲率Ｃu*は、自車両を車線変更させる軌道の曲率、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。
【００９８】
運転支援ＥＣＵ１０は、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、目標横速度ｖｙ*、目標横加速度ａｙ*とに基づいて、以下の式（６），（７），（８）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。
【００９９】
θｙ*＝ｓｉｎ-1（ｖｙ*／ｖ）      ・・・（６）
γ*＝ａｙ*／ｖ      ・・・（７）
Ｃｕ*＝ａｙ*／ｖ2      ・・・（８）
即ち、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。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。
【０１００】
運転支援ＥＣＵ１０は、目標横位置ｙ*、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、ＬＣＡの目標制御量である目標舵角θlca*を次式（９）にて演算する。
θlca*＝Ｋlca１・（Ｃｕ*＋Ｃｕ）＋Ｋlca２・（θｙ*−θｙ）＋Ｋlca３・（ｙ*−ｙ）
＋Ｋlca４・（γ*−γ）＋Ｋlca５・Σ（ｙ*−ｙ）      ・・・（９）
【０１０１】
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。尚、γは、ヨー角θｙの微分値を用いることもできる。
【０１０２】
右辺第１項は、目標曲率Ｃｕ*と曲率Ｃｕ（車線のカーブ）との加算値に応じて決定されるフィードフォワード制御量である。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。従って、右辺第１項で表される制御量は、その制御量で操舵角を制御すれば、基本的には、自車両を目標とする進路に沿って走行させることができる値に設定される。この場合、制御ゲインＫlca１は、車速ｖに応じた値に設定される。例えば、制御ゲインＫlca１は、ホイールベースＬ、スタビリティファクタＫsf（車両ごとに決められた固定値）に応じて次式（１０）のように設定されるとよい。ここで、Ｋは、固定の制御ゲインである。
Ｋlca１＝Ｋ・Ｌ・（１＋Ｋsf・ｖ2）  ・・・（１０）
【０１０３】
右辺第２項〜５項は、フィードバック制御量である。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。
【０１０４】
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。
以上がステップＳ１２の処理である。
【０１０５】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において、目標舵角θlca*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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４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Ｓ１２に戻して、上述したステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を所定の演算周期で繰り返し実施する。こうして、ＬＣＡが継続され、自車両は、目標軌道に沿って走行する。
【０１０８】
尚、ＬＣＡの実施中に、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から目標車線にかかる車線関連車両情報に切り替わる。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。
【０１０９】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、ＬＣＡ完了条件が成立したと判定した場合、ＬＣＡ制御ルーチンを終了する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ制御ルーチンを終了すると、ＬＴＡを再開する。これにより、自車両が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。尚、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ制御ルーチンを実施している間、車線変更方向のウインカー点滅指令をメータＥＣＵ３０に対して送信する。
【０１１０】
＜ＬＣＡ時加減速制御ルーチン＞
次に、ＬＣＡ時加減速制御について説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ開始条件が成立すると、ＬＣＡ時加減速制御ルーチン（図７）を開始する。ＬＣＡ時加減速制御ルーチンは、ＬＣＡ制御ルーチン（図６）と並行して実施される。
【０１１１】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２１において、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されているか否かについて判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ時加減速制御ルーチンの実施中、ＡＣＣを行うための目標加速度の演算を並行して行っている。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両の検出、追従対象車両を追従するための目標加速度（ａfollow*）の演算、追従対象車両が存在しない場合の定速走行用の目標加速度（ａconst*）の演算をＬＣＡ時加減速制御ルーチンと並行して行っている。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２１において、ＡＣＣの制御状態情報を読み込んで、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されているか否かについて判定する。ＡＣＣによる追従対象車両は、自車両の走行している車線と同一車線上の前方所定エリア（例えば、１００ｍ以内）を走行している先行車両（自車両に最も近い車両）である。従って、自車両の走行している車線上の追従対象車両エリア内に先行車両が検出されている場合に、「Ｙｅｓ」と判定される。
【０１１２】
図１０、図１１は、自車両の位置と、先行車両の位置との関係を８つのパターン（Ａ〜Ｈ）に分けて表した図である。図１０に示すパターンＡ〜パターンＤは、自車両Ｃが元車線を走行している状況を表している。この場合、パターンＡおよびパターンＢでは、元車線の前方に先行車両Ｃ１が存在しているため、この先行車両Ｃ１がＡＣＣの追従対象車両として設定される（Ｓ２１：Ｙｅｓ）。一方、パターンＣおよびパターンＤでは、元車線の前方に先行車両が存在しないため、ＡＣＣにおける追従対象車両は設定されない（Ｓ２１：Ｎｏ）。
【０１１３】
また、図１１に示すパターンＥ〜パターンＨは、ＬＣＡが進行して自車両Ｃが目標車線に進入した後の状況を表している。この場合、パターンＥおよびパターンＧでは、目標車線の前方に先行車両Ｃ２が存在しているため、この先行車両Ｃ２がＡＣＣの追従対象車両として設定される（Ｓ２１；Ｙｅｓ）。一方、パターンＦおよびパターンＨでは、目標車線の前方に先行車両が存在しないため、ＡＣＣにおいて追従対象車両が設定されない（Ｓ２１：Ｎｏ）。
【０１１４】
尚、ここでは、理解しやすく説明するために、自車両の位置を用いて説明しているが、ステップＳ２１の判定は、あくまでも、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されているか否かについての判定である。
【０１１５】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されている場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）には、その処理をステップＳ２２に進めて、目標車線に先行車両が存在するか否について判定する。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラセンサ１２によって自車両が元車線を走行していると判定される状況であれば、自車両が現在位置から真横にずれた目標車線を走行していると仮定して、ＡＣＣの追従対象車両エリア内（目標車線内における前方所定エリア内）に先行車両が存在するか否かについての判定を行う。また、カメラセンサ１２によって自車両が目標車線を走行していると判定される状況であれば、目標車線を走行している先行車両は、ＡＣＣの追従対象車両となるため、運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されているか否かについての判定を行う（この場合、ステップＳ２１でＡＣＣの追従対象車両が検出されているため、「Ｙｅｓ」となる）。
【０１１６】
図１０、図１１において、目標車線に先行車両が存在するパターンは、パターンＡ，パターンＣ，パターンＥ，パターンＧである。従って、ステップＳ２２において「Ｙｅｓ」、つまり、ＡＣＣによって追従対象車両が検出され、かつ、目標車線に先行車両が検出されているパターンは、パターンＡ、パターンＥ，パターンＧである。この場合、パターンＥ，パターンＧにおいては、ＡＣＣの追従対象車両と、目標車線を走行する先行車両とは、共通の車両である。
【０１１７】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって追従対象車両が検出され、かつ、目標車線に先行車両が検出されている場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２３〜ステップＳ２５により目標加速度ａ*を演算する。以下、自車両の前方で目標車線を走行する先行車両を目標車線車両と呼ぶ。目標車線車両は、目標車線における前方所定エリア内（例えば、自車両から前方１００ｍの範囲）を走行する最も自車両に近い車両である。
【０１１８】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２３において、ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*を演算する。このＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*は、上述した先行車両追従用目標加速度ａfollow*（式（２）参照）と同じ値である。運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって演算されている現時点の先行車両追従用目標加速度ａfollow*を読み込んで、先行車両追従用目標加速度ａfollow*をＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*に設定する。
【０１１９】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４において、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*を演算する。ＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、目標車線車両を追従対象車両に設定した自車両の目標加速度であって、現時点から設定時間後に、自車両と目標車線車両との車間距離が、設定車間距離（短）によって決まる目標車間距離と等しくなるような自車両の目標加速度である。ＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、その値が正となる場合には、自車両を加速させる加速度の目標値を表し、その値が負となる場合には、自車両を減速させる減速度の目標値を表す。
【０１２０】
例えば、図１２に示すように、目標車線車両Ｃ２と自車両Ｃとの現時点における実際の車間距離をｄ2、目標車線車両Ｃ２と自車両Ｃとにおける目標車間距離をｄ2*、現時点における目標車線車両と自車両との相対速度をｖｒ2（（自車両の車速ｖ）−（目標車線車両の車速ｖ2））、自車両の加速度をａ2、現時点から車間距離が目標車間距離に等しくなるまでの時間をｔとした場合、次式（１１）にて示す運動方程式が成立する。
【数１】
2019018694.tif 000003
【０１２１】
従って、設定時間ｔs後に車間偏差（ｄ2−ｄ2*）をゼロにするための自車両の加速度の目標値（目標加速度ａ2*）は、次式（１２）により算出することができる。
【数２】
2019018694.tif 000004
この目標加速度ａ2*がＬＣＡ用目標加速度ａ2*である。
【０１２２】
運転支援ＥＣＵ１０は、上記式（１２）によりＬＣＡ用目標加速度ａ2*を演算する。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、現時点から設定時間ｔs後に車間偏差（ｄ2−ｄ2*）がゼロになるような目標加速度ａ2*を演算する。換言すれば、運転支援ＥＣＵ１０は、現時点から設定時間ｔs後に目標車線車両と自車両との実際の車間距離ｄ2が目標車間距離ｄ2*と等しくなるような目標加速度ａ2*を演算する。
【０１２３】
この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、周辺センサ１１によって検出される周辺情報、および、カメラセンサ１２によって検出される車線情報に基づいて、目標車線車両と自車両との車間距離ｄ2および相対速度ｖｒ2を検出する。
【０１２４】
また、目標車間距離ｄ2*は、設定操作器１４の車間距離モードの設定状態に関わらず、最も目標車間距離が短く設定される車間距離モード「短」に対応する距離に設定される。この場合、目標車間距離ｄ2*は、図５の目標車間時間マップを用いて演算されるが、目標車間時間マップの横軸は目標車線車両の車速ｖ2とされたものである。目標車間距離ｄ2*は、目標車間時間マップから算出される目標車間時間ｔｄ*に車速ｖ2を乗算して（ｄ2*＝ｔｄ*×ｖ2）求められる。
【０１２５】
また、設定時間ｔsは、ＬＣＡが実施される目標時間である目標車線変更時間ｔlenよりも短くなる予め設定された時間であって、例えば、５秒である。本実施形態においては、設定時間ｔsは、固定値であるが、目標車線変更時間ｔlenに応じて可変設定される構成であってもよい。例えば、目標車線変更時間ｔlenが８秒の場合に設定時間ｔsを５秒とし、その比率を維持するように、設定時間ｔsを設定してもよい（ｔ*＝ｔlen×（５／８））。
【０１２６】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２５において、ステップＳ２３で算出したＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*とステップＳ２４で算出したＬＣＡ用目標加速度ａ2*とのうち、小さい方の値を選択して、その選択した値を目標加速度ａ*に設定する。ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*およびＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、自車両を加速させる側に働く加速度である場合には正の値で表され、自車両を減速させる側に働く減速度である場合には負の値で表される。従って、例えば、目標加速度ａ1*，ａ2*の一方が正の値で他方が負の値である場合には、負の値の目標加速度ａ1*またはａ2*が選択される。目標加速度ａ1*，ａ2*の両方が負の値である場合には、その絶対値の大きい方（減速度が大きい方）の目標加速度ａ1*またはａ2*が選択される。
【０１２７】
一方、ステップＳ２２において「Ｎｏ」、つまり、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されており、かつ、目標車線に先行車両が検出されていない場合、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ２６に進める。このケースは、図１０のパターンＢに該当する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２６において、ＡＣＣ追従用の目標加速度ａ*を演算する。この演算処理は、ステップＳ２３と同じ処理である。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって演算されている現時点の先行車両追従用目標加速度ａfollow*を読み込んで、先行車両追従用目標加速度ａfollow*を目標加速度ａ*に設定する。
【０１２８】
また、ステップＳ２１において「Ｎｏ」、つまり、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されていない場合、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ２７に進めて、目標車線車両が存在するか否かについて判定する。この判定処理は、ステップＳ２２の判定処理と同様である。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２７において「Ｙｅｓ」、つまり、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されていなく、かつ、目標車線車両が検出されている場合、その処理をステップＳ２８に進める。このケースは、図１０のパターンＣに該当する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２８において、ＬＣＡ用の目標加速度ａ*を演算する。この演算処理は、ステップＳ２４と同じ処理である。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*の値を目標加速度ａ*に設定する。
【０１２９】
また、ステップＳ２７において「Ｎｏ」、つまり、ＡＣＣによって追従対象車両が検出されていなく、かつ、目標車線車両が検出されていない場合、その処理をステップＳ２９に進める。このケースは、図１０のパターンＤ、図１１のパターンＦ、パターンＨに該当する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２９において、ＡＣＣ定速走行用の目標加速度ａ*を演算する。このＡＣＣ定速走行用の目標加速度ａ*は、上述した定速走行用目標加速度ａconst*（式（３）参照）と同じ値である。運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣによって演算されている現時点の定速走行用目標加速度ａconst*を読み込んで、定速走行用目標加速度ａconst*を目標加速度ａ*に設定する。
【０１３０】
運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２５,ステップＳ２６，ステップＳ２８,ステップＳ２９の何れかにおいて目標加速度ａ*を演算すると、その処理をステップＳ３０に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度ａ*を表す加減速指令をエンジンＥＣＵ５０に送信する。
【０１３１】
続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３１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。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Ｓ２１に戻して、上述した処理を所定の演算周期で繰り返し実施する。これにより、所定の演算周期で目標加速度ａ*が演算され、その都度、目標加速度ａ*を表す加減速指令がエンジンＥＣＵ５０に送信される。
【０１３２】
エンジンＥＣＵ５０は、加減速指令を受信する都度、目標加速度ａ*と、実際の自車両の加速度ａとの偏差である加速度偏差Δａ（＝ａ*−ａ）に基づいて、上述した式（４）を用いて要求制駆動力Ｆ*を演算し、この要求制駆動力Ｆ*が発生するようにエンジンアクチュエータ５１を制御する。これにより、自車両が目標加速度ａ*で加減速するように制駆動力が制御される。エンジンＥＣＵ５０は、大きな制動力が要求されており、内燃機関５２およびトランスミッション(図示略）だけでは要求に応えられない場合、その不足分を油圧ブレーキで発生させるようにブレーキＥＣＵ６０に対して要求制動力を送信する。ブレーキＥＣＵ６０は、要求制動力を受信する都度、その要求制動力が発生するようにブレーキアクチュエータ６１を制御する。
【０１３３】
運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ完了条件が成立するとＬＣＡ時加減速制御ルーチンを終了する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ時加減速制御ルーチンを終了すると、ＡＣＣのみのよる加減速制御（通常のＡＣＣと呼ぶ）を再開する。
【０１３４】
以上説明した本実施形態の運転支援装置によれば、ＬＣＡが実施される場合には、自車両と同一車線を走行する先行車両を追従対象車両としたＡＣＣ用目標加速度ａ1*の演算に加えて、目標車線車両を追従対象車両としたＬＣＡ用目標加速度ａ2*の演算が行われる。このＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、現時点から設定時間ｔs後に、目標車線車両と自車両との実際の車間距離ｄ2が目標車間距離ｄ2*と等しくなる目標加速度である。このＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、ＬＣＡの実施中に所定の短い演算周期で繰り返し演算される。
【０１３５】
例えば、設定時間ｔsを５秒とし、ＬＣＡの開始から目標車線車両が検出されている場合には、ＬＣＡ開始時に演算されるＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、ＬＣＡの開始から５秒後に車間偏差（ｄ2−ｄ2*）がゼロになるような値に演算される。ＬＣＡ開始から1秒後に演算されるＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、ＬＣＡの開始から６秒後に車間偏差（ｄ2−ｄ2*）がゼロになるような値に演算される。ＬＣＡ開始から２秒後に演算されるＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、ＬＣＡの開始から７秒後に車間偏差（ｄ2−ｄ2*）がゼロになるような値に演算される。この例では、分かりやすくするために、1秒おきの値を用いて説明しているが、実際には、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*は、非常に短い周期にて繰り返し演算される。
【０１３６】
従って、ＬＣＡの開始から、このＬＣＡ用目標加速度ａ2*を用いて自車両の走行を制御した場合には、ＬＣＡの開始から設定時間ｔs経過すると、自車両と目標車線車両との車間距離ｄ2が目標車間距離ｄ2*に収束し、且つ、その後は、車間距離ｄ2が目標車間距離ｄ2*に維持される。これにより、目標車間距離ｄ2*にて、目標車線車両と自車両との相対速度をゼロに維持することができる。例えば、自車両が目標車線車両よりも速い速度で走行している状態からＬＣＡが開始された場合、自車両は、目標車線車両に接近するが、目標車線車両との車間距離ｄ2が目標車間距離ｄ2*と等しくなったタイミングで、それ以降、目標車線車両と等速度にて走行することができる。
【０１３７】
また、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*の演算に用いられる目標車間距離ｄ2*は、ドライバーの選択可能な最も短い車間距離モード（設定車間距離「短」）に対応する距離に設定される。従って、車線変更の開始時における過剰な減速を抑制でき、車線変更をスムーズに開始することができる。また、車線変更を行う場合には、自車両と目標車線車両との車間距離を、ＡＣＣで設定されている目標車間距離よりも短くした方が、ドライバーにとって快適に感じられる。
【０１３８】
一方、ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*は、自車両と先行車両の車間偏差（ｄ−ｄ*）、および、相対速度ｖｒのそれぞれの絶対値が小さくなるような値に演算されるものの、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離に維持される（先行車両と自車両とが等速度になる）タイミングを決めることができない。このため、ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*のみを用いて自車両の加減速度を制御した場合には、ＬＣＡ終了時に、自車両と目標車線車両との相対速度が大きくなっている可能性がある。
【０１３９】
また、ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*とＬＣＡ用目標加速度ａ2*とは、その大小関係が状況に応じて変化する。そこで、本実施形態においては、ＡＣＣ追従対象車両と目標車線車両との両方が存在する場合、自車両の目標加速度ａ*は、ＡＣＣ追従用目標加速度ａ1*とＬＣＡ用目標加速度ａ2*とのうちの小さい方の目標加速度に設定される。この結果、ＬＣＡ中においては、先行車両に対して必要な車間距離を確保しつつ、ＬＣＡが終了した時には、自車両を急減速させることなくスムーズに通常のＡＣＣ（ＬＣＡを実施していないときのＡＣＣ）に移行させることができる。従って、ＬＣＡが終了した時に、ドライバーに違和感を与えないようにすることができる。
【０１４０】
以上、本実施形態に係る運転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。
【０１４１】
例えば、上記実施形態においては、ドライバーの選択できる車間距離モードは、長・中・短の３段階である必要は無く、長・短の２段階、あるいは、４段階以上であってもよい。その場合には、ＬＣＡ用目標加速度ａ2*の演算に用いる目標車間距離は、ドライバーの選択可能な最も短い車間距離モード（目標車間距離が最も短くなる車間距離モード）に対応した値に設定されるようにするとよい。
【０１４２】
また、本実施形態においては、目標車間時間ｔｄ*は、先行車両の車速ｖｎと設定車間距離（長・中・短）とに基づいて算出されるが、先行車両の車速ｖｎに代えて自車両の車速ｖを用いて、自車両の車速ｖと設定車間距離（長・中・短）とに基づいて算出されてもよい。この場合には、図５に示す目標車間時間マップの横軸は自車両の車速ｖであり、目標車間距離ｄ*は、目標車間時間ｔｄ*に車速ｖを乗算して（ｄ*＝ｔｄ*×ｖ）求めればよい。また、自車両と目標車線車両との目標車間距離ｄ2*を演算する場合についても同様の目標車間時間マップを用いて、自車両の車速ｖと設定車間距離（短）とに基づいて目標車間時間ｔｄ*を演算し、この目標車間時間ｔｄ*に車速ｖを乗算して目標車間距離ｄ2*を算出すればよい（ｄ2*＝ｔｄ*×ｖ）。
【０１４３】
また、上記実施形態においては、経過時間に対する目標横位置を表した目標軌道関数を用いて目標軌道を設定しているが、目標軌道の設定についても、必ずしも、このようにする必要は無く、従来から知られている種々の手法を採用することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１０…運転支援ＥＣＵ、１１…周辺センサ、１２…カメラセンサ、１４…設定操作器、２０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、５０…エンジンＥＣＵ、６０…ブレーキＥＣＵ、８０…車両状態センサ、９０…運転操作状態センサ。
【図１】
2019018694.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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