(57)【要約】【課題】車線変更をより適切に行うことが可能な車線変更支援装置を提供する。【解決手段】目標経路設定部（５ｄ）が、自車両を車線変更させる際の目標加速度を設定するとともに、この標加速度で自車両を加速させた場合に自車両と他車両との間に予め定めた設定距離以上の相対距離を維持可能な時間（距離維持可能時間）を算出する。続いて、目標加速度で自車両を加速させた場合に、距離維持可能時間以内に自車両が車線変更を完了可能な目標経路を設定する。続いて、車両制御部（５ｅ）が、目標経路が設定された場合、自車両が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。【選択図】  図３
2015174494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の車速を検出する車速検出部と、
前記自車両に対する他車両の相対距離及び相対速度を検出する他車状態検出部と、
前記自車両の車速、前記相対距離、及び前記相対速度に基づき、前記自車両を車線変更させる際の目標加速度を設定するとともに、この目標加速度で前記自車両を加速させた場合に前記自車両と前記他車両との間に予め定めた設定距離以上の車間距離を維持可能な時間である距離維持可能時間を算出する距離維持可能時間算出部と、
前記自車両を前記目標加速度で加速させた場合に、前記距離維持可能時間以内に前記自車両が車線変更を完了可能な目標経路を設定する目標経路設定部と、
前記目標経路が設定された場合、前記自車両が前記目標経路に沿って走行するとともに、前記自車両の加速度が前記目標加速度に追従するように前記自車両を制御する車両制御部と、を備えることを特徴とする車線変更支援装置。
【請求項２】
前記自車両の現在位置を検出する現在位置検出部と、
前記目標経路の終端点を設定する終端点設定部と、
前記自車両を前記目標加速度で加速させた場合に、前記距離維持可能時間以内に前記自車両が前記終端点に到達可能であるか否かを判定する到達時間判定部と、を備え、
前記目標経路設定部は、前記距離維持可能時間以内に前記自車両が前記終端点に到達可能であると判定すると、前記現在位置から前記終端点までの経路を前記目標経路として設定することを特徴とする請求項１に記載の車線変更支援装置。
【請求項３】
前記終端点設定部は、前記車速検出部が検出した車速が大きいほど、車線変更の開始時に前記自車両に発生する横加速度、転舵角及び車体角の少なくともいずれかが小さくなるように前記終端点を設定することを特徴とする請求項２に記載の車線変更支援装置。
【請求項４】
前記自車両のタイヤと路面との間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定部を備え、
前記距離維持可能時間算出部は、前記目標加速度を予め定めた最大許容加速度以下に設定するとともに、前記摩擦係数が小さいほど前記最大許容加速度を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車線変更支援装置。
【請求項５】
前記距離維持可能時間算出部は、予め定めた前記目標加速度の候補と前記距離維持可能時間の候補との組み合わせのうち、予め定めた最大許容加速度から前記目標加速度の候補を減算した減算結果と前記距離維持可能時間の候補の二乗値との乗算結果が最大となる組み合わせを選択し、選択した組み合わせの前記目標加速度の候補及び前記距離維持可能時間の候補のそれぞれを前記目標加速度及び前記距離維持可能時間として設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車線変更支援装置。
【請求項６】
前記他車状態検出部は、自車線の前方車両と前記自車両との相対距離及び相対速度、及び車線変更先の車線の後方車両と前記自車両との相対距離及び相対速度を検出し、
前記距離維持可能時間算出部は、前記自車両が車線変更先の車線に前記自車両の全体が進入したときの前記自車両と前記前方車両との相対距離が予め定めた第１設定値以上となり、且つ、前記自車両が自車線と車線変更先の車線との境界を跨ぎ前記自車両が前記後方車両の進路をふさぐ状態になったときの前記自車両と前記後方車両との相対距離が予め定めた第２設定値以上となる前記自車両の加速度を前記目標加速度とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車線変更支援装置。
【請求項７】
前記他車両が大型自動車であるか否かを判定する大型自動車判定部を備え、
前記距離維持可能時間算出部は、前記他車両が大型自動車であると推定した場合には、前記他車両が大型自動車より小型の車両であると判定した場合に比べて、前記距離維持可能時間を長くすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車線変更支援装置。
【請求項８】
前記自車両前方のカーブ路の曲率を算出する道路曲率算出部と、
前記カーブ路の曲率を用いて、前記自車両が前記カーブ路を走行する際の目標車速を算出する目標車速算出部と、
前記自車両の車速と前記目標車速との差が予め定めた設定値以下となるように前記自車両を減速させる減速制御を行う減速制御部と、を備え、
前記減速制御部は、前記車両制御部の動作中、前記減速制御を禁止することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車線変更支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線変更支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車線変更支援装置としては、例えば、特許文献１に記載の従来技術がある。
特許文献１に記載の従来技術では、自車両前方がカーブ路である場合に、自車両からカーブ路までの距離に応じて許容車速を設定し、設定された許容車速を自車速が超えないように自車速を制御する。したがって、カーブ路に進入する時点で、十分に車速が低くなっているために、カーブ路走行中に車線変更する場合においても、車両挙動の変化が生じ難くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、カーブ路を走行中に追い越し車線へと車線変更を行う場合にも、自車両の車速が低いため、自車両と車線変更先（追い越し車線）を走行する後方車両とが接近する可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車線変更をより適切に行うことが可能な車線変更支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、自車両を車線変更させる際の目標加速度を設定するとともに、この目標加速度で自車両を加速させた場合に自車両と他車両との間に予め定めた設定距離以上の車間距離を維持可能な時間である距離維持可能時間を算出する。続いて、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可能な目標経路を設定する。続いて、目標経路が設定された場合、自車両が目標経路に沿って走行するとともに、自車両の加速度が目標加速度に追従するように自車両を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、距離維持可能時間以内に自車両が車線変更を完了可能な目標経路が設定されると、この目標経路に沿って自車両が走行し、自車両の加速度が目標加速度に追従する。これにより、車線変更中に、自車両と他車両との間に予め定めた設定距離以上の車間距離を維持できる。それゆえ、車線変更をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る運転支援装置１の概略構成を表す概念図である。
【図２】他車両（前方車両Ａ、Ｂ、後方車両Ｃ）を説明するための図である。
【図３】ナビゲーション装置４及びコントローラ５の内部構成を表すブロック図である。
【図４】第１領域Ｄ及び第２領域Ｅの設定方法を説明するための図である。
【図５】目標加速度ａxlimの設定方法を説明するための図である。
【図６】変形例に係るコントローラ５の内部構成を表すブロック図である。
【図７】目標経路の終端点の設定方法を説明するための図である。
【図８】コントローラ５が実行する車線変更支援処理を表すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る運転支援装置１の概略構成を表す概念図である。
【図１０】コントローラ５の内部構成を表すブロック図である。
【図１１】第３実施形態に係るナビゲーション装置４及びコントローラ５の内部構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１に示すように、車線変更支援装置１は、車両（以下、「自車両」とも呼ぶ）Ｍに搭載されている。そして、車線変更支援装置１は、車速検出部２、他車状態検出部３、ナビゲーション装置４、及びコントローラ５を備える。
車速検出部２は、自車両Ｍの車速Ｖmを検出する。そして、車速検出部２は、検出結果をコントローラ５に出力する。車速検出部２としては、例えば、自車両Ｍの各輪に取り付けられ、各輪の車輪速に比例して発生するパルスを検出し、検出したパルスを用いて自車両Ｍの車速Ｖmを演算するロータリーエンコーダを採用できる。
【０００９】
他車状態検出部３は、自車両Ｍに対する他車両の相対距離（車間距離）及び相対速度を検出する。例えば、図２に示すように、自車両Ｍに対する、自車線（自車両Ｍが走行する車線）を走行する前方車両Ａの相対距離Ｌa及び相対速度Ｖaを検出する。また、自車両Ｍに対する、隣接車線を走行する前方車両Ｂ、後方車両Ｃの相対距離Ｌb、Ｌｃ、及び相対速度Ｖb、Ｖｃを検出する。ここで、前方車両Ｂの相対距離Ｌb及び相対速度Ｖbとしては、例えば、自車両Ｍを前方車両Ｂが走行する隣接車線にシフトさせた場合の、自車両Ｍに対する前方車両Ｂの相対距離Ｌb及び相対速度Ｖbを検出する。また、後方車両Ｃの相対距離Ｌc及び相対速度Ｖcとしては、例えば、自車両Ｍを後方車両Ｃが走行する隣接車線にシフトさせた場合の、自車両Ｍに対する後方車両Ｃの相対距離Ｌc及び相対速度Ｖcを検出する。そして、他車状態検出部３は、検出結果をコントローラ５に出力する。他車状態検出部３としては、例えば、周囲にレーザー光を出射し、出射したレーザー光の反射光を用いて相対距離及び相対速度を演算するレーザレンジファインダを採用できる。
【００１０】
ナビゲーション装置４は、図３に示すように、地図情報記憶部４ａ、現在位置検出部４ｂ、経路探索部４ｃ、及び経路表示部４ｄを備える。
地図情報記憶部４ａは、自車両Ｍが走行する地域の地図情報を記憶している。地図情報としては、例えば、道路の位置、形状（曲率）、車線数等の情報を含むものがある。道路の位置の情報としては、例えば、道路網を表すノードやリンクを採用できる。
現在位置検出部４ｂは、自車両Ｍの現在位置を検出する。現在位置検出部４ｂとしては、例えば、ＧＰＳ(Global Positioning System)信号を受信し、受信したＧＰＳ信号を用いて自車両Ｍの現在位置を検出するＧＰＳ受信装置を採用できる。そして、現在位置検出部４ｂは、検出結果を経路探索部４ｃ、及びコントローラ５に出力する。
【００１１】
経路探索部４ｃは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及び予め定めた目的地に基づいて、自車両Ｍの現在位置から目的地までの走行経路（以下、「案内経路」とも呼ぶ）を探索する。そして、経路探索部４ｃは、探索結果を経路表示部４ｄ、及びコントローラ５に出力する。
経路表示部４dは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、及び経路探索部４ｃが出力した案内経路を用いて、案内経路を自車両Ｍの周辺の地図に重畳させた画像（以下、「案内画像」とも呼ぶ）を図示しない表示モニタに表示する。これにより、自車両Ｍの運転者は、案内画像を用いて案内経路を走行するように運転操作を行う。
【００１２】
コントローラ５は、Ａ/Ｄ(Analog to Digital)変換回路、Ｄ/Ａ(Digital to Analog)変換回路、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ＲＯＭは、各種処理を実現する１または２以上のプログラムを記憶している。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って各種処理（例えば、後述する車線変更支援処理）を実行する。そして、ＣＰＵは、図３に示すように、最大曲率検出部５ａ、車線変更判定部５ｂ、経路終端点設定部５ｃ、目標経路設定部５ｄ、及び車両制御部５ｅを備える。
最大曲率検出部５ａは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及びナビゲーション装置４が出力した案内経路に基づいて、自車両Ｍの現在位置から予め定めた設定距離（例えば、３００[ｍ]）前方の地点までの道路の最大曲率を検出する。設定距離は、例えば、車速検出部２が出力した自車両Ｍの車速Ｖmが大きいほど長くする。また、最大曲率は、正負を示す符号によって道路のカーブ方向を表す。例えば、道路のカーブ方向が右方向である場合には正符号をとり、道路のカーブ方向が左方向である場合には負符号をとる。そして、最大曲率検出部５ａは、検出結果を経路終端点設定部５ｃに出力する。
【００１３】
車線変更判定部５ｂは、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及び経路探索部４ｃが出力した案内経路に基づいて、自車両Ｍ前方の案内経路上に、自車両Ｍを右折させる地点（以下、「右折地点」とも呼ぶ）または左折させる地点（以下、「左折地点」とも呼ぶ）があるか否かを判定する。自車両Ｍ前方の案内経路としては、例えば、自車両Ｍの現在位置から予め定めた設定距離（３００[ｍ]）前方の地点までの案内経路がある。そして、車線変更判定部５ｂは、自車両Ｍ前方の案内経路上に右折地点があると判定した場合には、車幅方向右方向の車線への車線変更の実行要求があると判定し、車線変更の実行要求及び車線変更の方向（右方向）を経路終端点設定部５ｃに出力する。
【００１４】
一方、車線変更判定部５ｂは、自車両Ｍ前方の案内経路上に左折地点があると判定した場合には、車幅方向左方向の車線への車線変更の実行要求があると判定し、車線変更の実行要求及び車線変更の方向（左方向）を経路終端点設定部５ｃに出力する。なお、車線変更判定部５ｂは、自車両Ｍ前方の案内経路上に右折地点及び左折地点いずれもないと判定した場合には、車線変更の実行要求及び車線変更の方向の出力を行わない。
また、車線変更判定部５ｂは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及び他車状態検出部３が出力した他車両の相対距離に基づいて、自車線に先行車両（前方車両Ａ）が存在するか否かを判定する。そして、車線変更判定部５ｂは、自車線に前方車両Ａが存在すると判定した場合には、前方車両Ａの車速（Ｖm＋Ｖａ）が設定車速（例えば、２０[km/h]）以下であるか否かを判定する。ここで、Ｖaは、自車両Ｍに対する前方車両Ａの相対速度である。
【００１５】
そして、車線変更判定部５ｂは、前方車両Ａの車速（Ｖm＋Ｖａ）が設定車速（２０[km/h]）以下であると判定した場合には、自車両Ｍを隣接車線（追い越し車線）に車線変更させて前方車両Ａを追い越すための車線変更の実行要求（追い越し車線への車線変更の実行要求）があると判定し、車線判定の実行要求及び車線変更の方向（例えば、隣接車線（追い越し車線）が存在する方向）を経路終端点設定部５ｃに出力する。
一方、車線変更判定部５ｂは、自車線に前方車両Ａが存在しないと判定した場合、または自車線に存在する前方車両Ａの車速（Ｖm＋Ｖａ）が設定車速（２０[km/h]）より大きいと判定した場合には、自車両Ｍを隣接車線（追い越し車線）に車線変更させて前方車両Ａを追い越すための車線変更の実行要求（追い越し車線への車線変更の実行要求）がないと判定し、車線変更の実行要求及び車線変更の方向の出力を行わない。
【００１６】
経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定実行部５ｃａ、距離維持可能時間算出部５ｃｂ、終端点設定部５ｃｃ、及び到達時間判定部５ｃｄを備える。
車線変更判定実行部５ｃａは、最大曲率検出部５ａが検出した最大曲率、及び車線変更判定部５ｂが出力した車線変更の方向から、自車両Ｍにカーブ路の内側車線から外側車線への車線変更（以下、「対象車線変更」とも呼ぶ）の実行要求があるか否かを判定する。
具体的には、車線変更判定実行部５ｃａは、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが反対方向であるか否かを判定する。そして、車線変更判定実行部５ｃａは、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが反対方向であると判定した場合には、自車両Ｍに対象車線変更の実行要求があると判定する。一方、車線変更判定実行部５ｃａは、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが同一であると判定した場合には、自車両Ｍに対象車線変更の実行要求がないと判定する。そして、車線変更判定実行部５ｃａは判定結果を距離維持可能時間算出部５ｃｂに出力する。
【００１７】
距離維持可能時間算出部５ｃｂは、車線変更判定実行部５ｃａが自車両Ｍにカーブ路の内側車線から外側車線への車線変更（対象車線変更）の実行要求があると判定すると、車速検出部２が検出した自車両Ｍの車速Ｖm、及び他車状態検出部３が検出した他車両の相対距離及び相対速度（前方車両Ａ、後方車両Ｃの相対距離Ｌa、Ｌc、相対速度Ｖa、Ｖc）に基づき、目標加速度ａxlim、及び距離維持可能時間ｔoを算出する。目標加速度ａxlimとしては、例えば、自車両Ｍをカーブ路の内側車線から外側車線へ車線変更させる際（対象車線変更させる際）の加速度の目標値がある。また、距離維持可能時間ｔoとしては、例えば、目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に、自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との間に予め定めた設定距離Ｌtha、Ｌthc以上の車間距離（相対距離Ｌa、Ｌc）を維持可能な時間がある。設定距離Ｌtha、Ｌthcとしては、例えば、自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との干渉を抑制可能な車間距離がある。そして、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、算出結果を終端点設定部５ｃｃに出力する。
【００１８】
具体的には、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、図４（ａ）（ｂ）に示すように、対象車線変更中に自車両Ｍが通過する第１領域Ｄ及び第２領域Ｅを設定する。第１領域Ｄとしては、例えば、自車両Ｍが車線変更先の車線（隣接車線）に自車両Ｍの全体が進入したときに自車両Ｍが存在する領域がある。なお、図４（ａ）では、左車線が自車線であり、右車線が車線変更先の車線（隣接車線）である場合の、第１領域Ｄを表している。自車両Ｍの全体が第１領域Ｄに進入するまでに自車両Ｍが車幅方向へ移動する距離ΔｙAは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報（例えば、車線変更先の車線の車線幅Ｗr）、及び予め定めた自車両Ｍの車幅Ｗy0を用い、下記（１）式に従って算出される。
ΔｙA＝（Ｗr＋Ｗy0）/２  ………（１）
【００１９】
また、第２領域Ｅとしては、例えば、自車両Ｍが自車線と隣接車線との境界（区分線）を跨ぎ、自車両Ｍが車線変更先の車線（隣接車線）を走行する後方車両Ｃの進路をふさぐ状態になったときに自車両Ｍが存在する領域がある。なお、図４（ｂ）では、左車線が自車線であり、右車線が車線変更先の車線（隣接車線）である場合の、第２領域Ｅを表している。自車両Ｍの全体が第２領域Ｅに進入するまでに自車両Ｍが車幅方向へ移動する距離ΔｙAは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報（例えば、車線変更先の車線の車線幅Ｗr）、前方車両Ｂの車幅Ｗｙb（例えば、予め定めた中型自動車両の車幅）、及び予め定めた自車両Ｍの車幅Ｗy0を用い、下記（２）式に従って算出される。
ΔｙA＝（３Ｗr−２ＷyB−Ｗy0）/２  ………（２）
【００２０】
続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、設定した第１領域Ｄを自車両Ｍが通過する際に自車両Ｍと前方車両Ａとが予め定めた設定距離Ｌtha以上の相対距離Ｌaとなる加速度（以下、「第１目標加速度」とも呼ぶ）を複数算出する。続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、算出した第１目標加速度で自車両Ｍを加速させた場合に設定距離Ｌtha以上の相対距離Ｌaを維持可能な時間（以下、「第１距離維持可能時間」とも呼ぶ）を算出する。図５（ａ）では、第１目標加速度と第１距離維持可能時間との関係を表している。
続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、設定した第２領域Ｅを自車両Ｍが通過する際に自車両Ｍと後方車両Ｃとが予め定めた設定距離Ｌthc以上の相対距離Ｌcとなる加速度（以下、「第２目標加速度」とも呼ぶ）を複数算出する。続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、算出した第２目標加速度で自車両Ｍを加速させた場合に設定距離Ｌthc以上の相対距離Ｌcを維持可能な時間（以下、「第２距離維持可能時間」とも呼ぶ）を算出する。図５（ｂ）では、第２目標加速度と第２距離維持可能時間との関係を表している。
【００２１】
ここで、第１目標加速度、第１距離維持可能時間、第２目標加速度、及び第２距離維持可能時間は、対象車線変更中に、前方車両Ａ及び後方車両Ｃが現在の車速（Ｖm＋Ｖａ）、Ｖm＋Ｖcを維持すると仮定して算出する。また、設定距離Ｌthaは、設定距離Ｌthcよりも短くする。さらに、設定距離Ｌthaは、前方車両Ａの相対速度Ｖaが大きいほど長くする。また、設定距離Ｌthcは、後方車両Ｃの相対速度Ｖcが大きいほど長くする。
続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、図５（ｃ）に示すように、算出した第１目標加速度と第１距離維持可能時間との組み合わせ、及び第２目標加速度と第２距離維持可能時間との組み合わせ（以下、「目標加速度の候補ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*との組み合わせ」とも呼ぶ）のうち、自車両Ｍの車幅方向の移動量が最大となる組み合わせ（下記（３）式を満たす組み合わせ）を選択する。続いて、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、選択した組み合わせを目標加速度ａxlim及び距離維持可能時間ｔoとして設定する。なお、目標加速度ａxlimは、予め定めた最大許容加速度以下となるように設定する。
【００２２】
【数１】
2015174494.tif 000003
【００２３】
ここで、ａxlim*は目標加速度の候補（第１目標加速度、第２目標加速度）であり、ｔo*はａxlim*を用いて算出した距離維持可能時間の候補（第１設定値時間、第２設定値時間）である。また、ａxyは自車両Ｍに許容される加速度（最大許容加速度）であり、ａxy−ａxlim*はａxlim*発生時に許容される横加速度（最大横加速度）である。
このように、第１実施形態では、自車両Ｍが車線変更先の車線（隣接車線）に自車両Ｍの全体が進入したときの自車両Ｍと前方車両Ａとの相対距離Ｌaが設定距離Ｌtha以上となり、且つ、自車両Ｍが自車線と車線変更先の隣接車線との境界を跨ぎ自車両Ｍが車線変更先の車線を走行する後方車両Ｃの進路をふさぐ状態になったときの自車両Ｍと後方車両Ｃとの相対距離Ｌcが設定距離Ｌthc以上となる自車両Ｍの加速度を目標加速度ａxlimとする。これにより、自車線に前方車両Ａが存在し、車線変更先の車線（隣接車線）に後方車両Ｃが存在する場合に、適切に加速しながら自車両Ｍを車線変更できる。
【００２４】
また、第１実施形態では、予め定めた目標加速度の候補ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*との組み合わせのうち、予め定めた最大許容加速度ａxyから目標加速度の候補ａxlim*を減算した減算結果ａxy−ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*の二乗値ｔo*2との乗算結果（ａxy−ａxlim*）×ｔo*2が最大となる組み合わせを選択する（上記（３）式）。続いて、選択した組み合わせの目標加速度の候補ａxlim*及び距離維持可能時間の候補ｔo*のそれぞれを目標加速度ａxlim及び距離維持可能時間ｔoとして設定する。これにより、目標加速度ａxlim発生時に許容される横加速度（ａxy−ａxlim）を増大できる。それゆえ、自車両Ｍを加速しつつ、素早い車線変更が可能となる。
【００２５】
なお、第１実施形態では、図６に示すように、自車両Ｍのタイヤと路面との間の摩擦係数を推定する摩擦係数推定部５ｆを備え、摩擦係数推定部５ｆが推定した摩擦係数が小さいほど最大許容加速度ａxyを小さくする構成としてもよい。これにより、路面が凍結し、自車両Ｍのタイヤと路面との間の摩擦係数が低下した場合に、最大許容加速度ａxyが低減する。それゆえ、目標加速度ａxlimの上限値を低減でき、路面凍結時に、車両挙動の安定性をより向上できる。
【００２６】
終端点設定部５ｃｃは、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及び距離維持可能時間算出部５ｃｂが算出した目標加速度ａxlimに基づいて、自車両Ｍが対象車線変更中に走行する目標経路の終端点を設定する。目標経路の終端点は、対象車線変更の開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角の少なくともいずれかが小さくなるように設定する。例えば、対象車線変更の開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角のそれぞれを設定値以下に抑えるために必要な目標経路の長さが維持される位置に設定する。車体角としては、例えば、道路（例えば、道路区分線）と自車両Ｍの前後方向とがなす角がある。そして、終端点設定部５ｃｃは、設定結果を到達時間判定部５ｃｄに出力する。
【００２７】
このように、第１実施形態では、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが検出した自車両Ｍの現在位置、及び距離維持可能時間算出部５ｃｂが算出した目標加速度ａxlimに基づいて、対象車線変更の開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角の少なくともいずれかが小さくなるように目標経路の終端点を設定する。これにより、急な車両挙動が抑制され、車両挙動の安定性を向上できる。
なお、第１実施形態では、車速検出部２が検出した自車両Ｍの車速Ｖmが大きいほど、対象車線変更の開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角の少なくともいずれかが小さくなるように目標経路の終端点を設定する構成としてもよい。例えば、自車両Ｍの車速Ｖmが大きいほど目標経路の長さが長くなるように設定する。これにより、高速走行時に、車両挙動の安定性をより向上できる。
【００２８】
具体的には、終端点設定部５ｃｃは、図７に示すように、自車両Ｍの現在位置から設定距離（３００[ｍ]）前方までの道路の曲率が、最大曲率検出部５ａが出力した最大曲率でカーブしているカーブ路を想定する。そして、終端点設定部５ｃｃは、カーブ路の内側車線の曲率半径Ｒ１、カーブ路の外側車線の曲率半径Ｒ２、目標経路の曲率半径ｒ、及び前方車両Ｂの車速（Ｖm＋Ｖb）（道路の制限速度のほうが遅い場合には、道路の制限速度を用いる）を用い、下記（４）式に従って現在の自車両Ｍの向きと車線変更終了時の自車両Ｍの向きとの差（以下、「車体角差」とも呼ぶ）φを算出する。
【００２９】
【数２】
2015174494.tif 000004
【００３０】
続いて、終端点設定部５ｃｃは、算出した車体角差φを用い、下記（５）式に従って対象車線変更の開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角を小さくするために必要な目標経路の長さ（以下、「目標経路長」とも呼ぶ）Ｌを算出する。
Ｌ＝Ｒ2×φ  ………（５）
また、終端点設定部５ｃｃは、算出した目標経路長Ｌを用い、下記（６）式に従って自車両Ｍが目標経路の終端点に到達するまでに要する時間（以下、「終端点到達時間」とも呼ぶ）ｔgを算出する。目標経路の終端点としては、例えば、自車両Ｍの現在位置から目標経路長Ｌ前方の自車線上の地点を、車線変更判定部５ｂが出力した車線変更の方向（右方向、左方向）に車線幅Ｗr分シフトさせた地点を設定する。
L=ｖm×ｔg＋１/２×ａxlim×ｔg2  ………（６）
【００３１】
到達時間判定部５ｃｄは、車速検出部２が出力した自車両Ｍの車速Ｖm、距離維持可能時間算出部５ｃｂが出力した目標加速度ａxlim、距離維持可能時間ｔo、及び終端点設定部５ｃｃが設定した目標経路の終端点に基づいて、目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能（自車両Ｍと他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）との相対距離Ｌb、Ｌcが設定距離Ｌtha、Ｌthc以下になる時間内に到達可能）であるか否かを判定する。そして、到達時間判定部５ｃｄは、判定結果を終端点設定部５ｃｅに出力する。
【００３２】
具体的には、到達時間判定部５ｃｄは、終端点到達時間ｔgが距離維持可能時間ｔo以下であるか否かを判定する。そして、到達時間判定部５ｃｄは、終端点到達時間ｔgが距離維持可能時間ｔo以下であると判定した場合には、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であると判定し、終端点設定部５ｃｃが出力した目標経路の終端点を車両制御部５ｅに出力する。一方、到達時間判定部５ｃｄは、終端点到達時間ｔgが距離維持可能時間ｔoより大きいと判定した場合には、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達できないと判定し、終端点設定部５ｃｃが出力した目標経路の終端点を車両制御部５ｅに出力しない。
【００３３】
目標経路設定部５ｄは、目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが車線変更を完了可能な目標経路を設定する。具体的には、目標経路設定部５ｄは、到達時間判定部５ｃｄが目標経路の終端点を出力すると、つまり、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置から到達時間判定部５ｃｄが出力した目標経路の終端点までの経路を目標経路として設定する。そして、目標経路設定部５ｄは、設定結果を車両制御部５ｅに出力する。目標経路の生成方法としては、例えば、下記（７）式に示すように、目標経路の始点（自車両Ｍの現在位置）及び目標経路の終端点を境界条件として最適制御問題を解くことで生成する方法がある。
【００３４】
【数３】
2015174494.tif 000005
【００３５】
ここで、評価関数Ｊの第１項は入力（目標経路の曲率変化）に対するペナルティ、第２項は曲率に対するペナルティ、第３項は道路境界に対するペナルティである。
車両制御部５ｅは、転舵制御実行部５ｅａ、及び制駆動力制御実行部５ｅｂを備える。
転舵制御実行部５ｅａは、到達時間判定部５ｃｄが目標経路の終端点を出力すると、つまり、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、目標経路設定部５ｄが出力した目標経路に沿って自車両Ｍが走行するように操向輪４Ｌ、４Ｒを転舵させる転舵指令値を設定する。転舵指令値の演算は、例えば、自車両Ｍ前方に設定した前方注視点と目標走行経路との乖離が小さくなるように操向輪４Ｌ、４Ｒを転舵するモデル（前方注視点モデル）を用いて行う。そして、転舵制御実行部５ｅａは、設定した転舵指令値を転舵角制御装置６に出力する。
【００３６】
なお、第１実施形態では、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であると判定すると、目標経路設定部５ｄが出力した目標経路に沿って自車両Ｍが走行するように操舵トルクの付与を行う構成としてもよい。
制駆動力制御実行部５ｅｂは、到達時間判定部５ｃｄが目標経路の終端点を出力すると、つまり、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、距離維持可能時間算出部５ｃｂが出力した目標加速度ａxlimに自車両Ｍの加速度が追従するように自車両Ｍを加速させる駆動力指令値をパワートレーンコントローラ７に出力する。また、制駆動力制御実行部５ｅｂは、距離維持可能時間算出部５ｃｂが出力した目標加速度ａxlimに自車両Ｍの加速度が追従するように自車両Ｍを減速させる制動力指令値をブレーキコントローラ８に出力する。
【００３７】
転舵角制御装置６は、コントローラ５が出力した転舵角指令値を用い、転舵角指令値が表す転舵角が発生するように転舵角制御装置９を制御する。転舵角制御装置９としては、例えば、操向輪４Ｌ、４Ｒを転舵する駆動源（モータ、油圧装置）がある。
パワートレーンコントローラ７は、コントローラ５が出力した駆動力指令値を用い、駆動力指令値が表す駆動力が発生するように駆動力制御装置１０を制御する。駆動力制御装置１０としては、例えば、駆動輪を駆動する駆動源（エンジン、モータ）がある。
ブレーキコントローラ８は、コントローラ５が出力した制動力指令値を用い、制動力指令値が表す制動力が発生するように制動力制御装置１１を制御する。制動力制御装置１１としては、例えば、各輪に油圧で制動力を発生するホイールシリンダがある。
【００３８】
（車線変更支援処理）
次に、経路終端点設定部５ｃが実行する車線変更支援処理について図面を参照しつつ説明する。車線変更支援処理は、予め定めた設定周期毎に実施する。
図８に示すように、まずステップＳ１０１では、経路終端点設定部５ｃは、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置を取得する。
続いてステップＳ１０２に移行して、経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定部５ｂからの車線変更の実行要求から、自車両Ｍに車線変更の実行要求があるか否かを判定する。具体的には、経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定部５ｂが車線変更の実行要求を出力したか否かを判定する。そして、経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定部５ｂが車線変更の実行要求を出力したと判定した場合には（Ｙｅｓ）、自車両Ｍに車線変更の実行要求があると判定し、ステップＳ１０３に移行する。一方、経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定部５ｂが車線変更の実行要求を出力していないと判定した場合には（Ｎｏ）、自車両Ｍに車線変更の実行要求がないと判定し、この演算処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ１０３では、経路終端点設定部５ｃは、ステップＳ１０１で取得した自車両Ｍの現在位置、他車状態検出部３が出力した他車両の相対距離及び相対速度、及び地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報から、図２に示すように、自車両Ｍに対する、自車線を走行する前方車両Ａの相対距離Ｌa及び相対速度Ｖaを検出する。また、経路終端点設定部５ｃは、自車両Ｍに対する、隣接車線を走行する前方車両Ｂ、後方車両Ｃの相対距離Ｌb、Ｌｃ、及び相対速度Ｖb、Ｖｃを検出する。なお、経路終端点設定部５ｃは、自車線を走行する前方車両Ａが存在しない場合、相対距離Ｌa及び相対速度Ｖaを予め定めた大きな正値とする。また、経路終端点設定部５ｃは、隣接車線を走行する前方車両Ｂが存在しない場合、相対距離Ｌb及び相対速度Ｖbを予め定めた大きな正値とする。さらに、経路終端点設定部５ｃは、隣接車線を走行する後方車両Ｃが存在しない場合、相対距離Ｌc及び相対速度Ｖcを予め定めた小さな負値とする。
【００４０】
続いてステップＳ１０４に移行して、経路終端点設定部５ｃは、ステップＳ１０３で検出した前方車両Ａ、Ｂ及び後方車両Ｃの相対距離Ｌa、Ｌb、Ｌc及び相対速度Ｖa、Ｖb、Ｖcから、前方車両Ａ、Ｂ、後方車両Ｃの余裕時間ＴＴＣa、ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷa、ＴＨＷb、ＴＨＷcを推定する。余裕時間ＴＴＣaとしては、例えば、相対距離Ｌaを相対速度Ｖaで除算した除算結果がある。また、余裕時間ＴＴＣbとしては、例えば、相対距離Ｌbを相対速度Ｖbで除算した除算結果がある。さらに、余裕時間ＴＴＣcとしては、例えば、相対距離Ｌcを相対速度Ｖcで除算した除算結果がある。
【００４１】
また、車間時間ＴＨＷaとしては、例えば、相対距離Ｌaを自車両Ｍの車速Ｖmで除算した除算結果がある。また、車間時間ＴＨＷｂとしては、例えば、相対距離Ｌｂを自車両Ｍの車速Ｖmで除算した除算結果がある。さらに、車間時間ＴＨＷｃとしては、例えば、相対距離Ｌｃを後方車両Ｃの車速Ｖm＋Ｖcで除算した除算結果がある。ここで、前方車両Ｂ、後方車両Ｃの余裕時間ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷb、ＴＨＷcとしては、例えば、自車両Ｍを前方車両Ｂ及び後方車両Ｃが走行している隣接車線にシフトさせた場合の、余裕時間ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷb、ＴＨＷcを検出する。
【００４２】
続いて、経路終端点設定部５ｃは、推定した余裕時間ＴＴＣa、ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷa、ＴＨＷb、ＴＨＷcのすべてが予め定めた設定時間Ｔth以上であるか否かを判定する。そして、経路終端点設定部５ｃは、余裕時間ＴＴＣa、ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷa、ＴＨＷb、ＴＨＷcのすべてが設定時間Ｔth以上であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、自車両Ｍを車線変更可能と判定し、ステップＳ１０５に移行する。一方、経路終端点設定部５ｃは、余裕時間ＴＴＣa、ＴＴＣb、ＴＴＣc及び車間時間ＴＨＷa、ＴＨＷb、ＴＨＷcのいずれかが設定時間Ｔthより小さいと判定した場合には（Ｎｏ）、自車両Ｍの車線変更が困難であると判定し、この演算処理を終了する。これにより、経路終端点設定部５ｃは、自車両Ｍの車線変更が困難である場合には、自車両Ｍを車線変更させない。そして、経路終端点設定部５ｃは、自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、Ｂ、後方車両Ｃ）との関係が変化し、自車両Ｍが車線変更可能となるまで待機する。
【００４３】
続いてステップＳ１０５に移行して、経路終端点設定部５ｃは、車線変更判定部５ｂが出力した自車両Ｍの車線変更の方向（右方向、左方向）を取得する。
続いてステップＳ１０６に移行して、経路終端点設定部５ｃは、最大曲率検出部５ａが出力した最大曲率（自車両Ｍ前方の道路の最大曲率）を取得する。
続いてステップＳ１０７に移行して、経路終端点設定部５ｃ（車線変更判定実行部５ｃａ）は、ステップＳ１０５で取得した自車両Ｍの車線変更の方向、及びステップＳ１０６で取得した最大曲率から、自車両Ｍにカーブ路の内側車線から外側車線への車線変更（対象車線変更）の実行要求があるか否かを判定する。具体的には、経路終端点設定部５ｃ（車線変更判定実行部５ｃａ）は、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが反対方向であるか否かを判定する。そして、経路終端点設定部５ｃ（車線変更判定実行部５ｃａ）は、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが反対方向であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、自車両Ｍに対象車線変更の実行要求があると判定し、ステップＳ１０８に移行する。一方、経路終端点設定部５ｃ（車線変更判定実行部５ｃａ）は、車線変更の方向と道路のカーブ方向とが同一であると判定した場合には（Ｎｏ）、自車両Ｍに対象車線変更の実行要求がないと判定し、この演算処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ１０８では、経路終端点設定部５ｃ（距離維持可能時間算出部５ｃｂ）は、車速検出部２が検出した自車両Ｍの車速Ｖm、及びステップＳ１０３で検出した前方車両Ａ、後方車両Ｃの相対距離Ｌa、Ｌc、相対速度Ｖa、Ｖcから、上記（１）〜（３）式に従って目標加速度ａxlim、及び距離維持可能時間ｔoを算出する。
続いてステップＳ１０９に移行して、経路終端点設定部５ｃ（終端点設定部５ｃｃ）は、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及びステップＳ１０８で算出した目標加速度ａxlimから、自車両Ｍが対象車線変更中に走行する目標経路の終端点を設定する。続いて、経路終端点設定部５ｃ（到達時間判定部５ｃｄ）は、設定した目標経路の終端点、車速検出部２が出力した自車両Ｍの車速Ｖm、ステップＳ１０８で算出した目標加速度ａxlim、距離維持可能時間ｔoから、自車両Ｍを目標加速度ａxlimで加速させた場合に、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であるか否かを判定する。そして、経路終端点設定部５ｃ（到達時間判定部５ｃｄ）は、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であると判定した場合には、設定した目標経路の終端点を目標経路設定部５ｄに出力し、この演算処理を終了する。一方、経路終端点設定部５ｃ（到達時間判定部５ｃｄ）は、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達できないと判定した場合には、設定した目標経路の終端点を出力せず、この演算処理を終了する。
【００４５】
（動作その他）
次に、本実施形態の車線変更支援装置１を搭載した車両の動作について説明する。
片側二車線の道路の左側車線において、ナビゲーション装置４が設定した案内経路に沿って自車両Ｍが走行するように自車両Ｍの運転者が運転操作を行っているときに、自車両Ｍの現在位置から設定距離（３００[ｍ]）前方の地点までの案内経路上に右折点が現れたとする。すると、コントローラ５（車線変更判定部５ｂ）が、自車両Ｍ前方の案内経路上に右折地点があると判定し、右側の隣接車線への車線変更の実行要求があると判定して、車線変更の実行要求及び車線変更の方向（右方向）を経路終端点設定部５ｃに出力する。
【００４６】
ここで、図２に示すように、自車両Ｍが走行中の道路が左方向にカーブしているカーブ路であったとする。すると、コントローラ５（最大曲率検出部５ａ）が、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及びナビゲーション装置４が出力した案内経路から、自車両Ｍの現在位置から設定距離（３００[ｍ]）前方の地点までの道路の最大曲率（負値）を検出する。また、コントローラ５（経路終端点設定部５ｃ）が、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、他車状態検出部３が出力した他車両の相対距離及び相対速度、及び地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報から、自車両Ｍに対する、前方車両Ａ、Ｂ、後方車両Ｃの相対距離Ｌa、Ｌb、Ｌc及び相対速度Ｖa、Ｖb、Ｖcを検出する（図３のステップＳ１０２）。
【００４７】
続いて、コントローラ５（車線変更判定実行部５ｃａ）が、検出した最大曲率、及び車線変更判定部５ｂが出力した自車両Ｍの車線変更の方向（右方向）から、自車両Ｍにカーブ路の内側車線から外側車線への車線変更（対象車線変更）の実行要求があると判定する（図８のステップＳ１０７「Ｙｅｓ」）。続いて、コントローラ５（距離維持可能時間算出部５ｃｂ）が、検出した前方車両Ａ、後方車両Ｃの相対距離Ｌa、Ｌc、相対速度Ｖa、Ｖc、及び車速検出部２が検出した自車両Ｍの車速Ｖmから、目標加速度ａxlim、及び距離維持可能時間ｔoを算出する（図８のステップＳ１０８）。続いて、コントローラ５（終端点設定部５ｃｃ）が、算出した目標加速度ａxlim、地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報、及び現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置から、自車両Ｍが対象車線変更中に走行する目標経路の終端点を設定する（図８のステップＳ１０９）。
【００４８】
続いて、コントローラ５（到達時間判定部５ｃｄ）が、設定した目標経路の終端点、車速検出部２が出力した自車両Ｍの車速Ｖm、算出した目標加速度ａxlim、及び距離維持可能時間ｔoから、自車両Ｍを目標加速度ａxlimで加速させた場合に距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であるか否かを判定する（図８のステップＳ１０９）。ここで、コントローラ５（終端点設定部５ｃｃ）が、設定した距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが目標経路の終端点に到達可能であると判定すると、設定した目標経路の終端点を目標経路設定部５ｄに出力する（図８のステップＳ１０９）。
【００４９】
続いて、コントローラ５（目標経路設定部５ｄ）が、設定した目標経路の終端点、現在位置検出部４ｂが出力した自車両Ｍの現在位置、及び地図情報記憶部４ａが記憶している地図情報から、自車両Ｍの現在位置から目標経路の終端点までの経路を目標経路として設定する。これにより、コントローラ５（目標経路設定部５ｄ）が、目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させて、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが車線変更を完了可能な目標経路を設定する。続いて、コントローラ５（転舵制御実行部５ｅａ）が、生成（設定）した目標経路に沿って走行するように自車両Ｍの操向輪４Ｌ、４Ｒを転舵させる転舵指令値を転舵角制御装置６に出力する。これにより、自車両Ｍが対象車線変更を行う。
【００５０】
また、コントローラ５（制駆動力制御実行部５ｅｂ）は、算出した目標加速度ａxlimに自車両Ｍの加速度が追従するように自車両Ｍを加速させる駆動力指令値をパワートレーンコントローラ７に出力する。また、コントローラ５（制駆動力制御実行部５ｅｂ）は、算出した目標加速度ａxlimに自車両Ｍの加速度が追従するように自車両Ｍを減速（過加速を抑制）させる制動力指令値をブレーキコントローラ８に出力する。これにより、対象車線変更中に、自車両Ｍが目標加速度ａxlimで加速し、自車両Ｍと他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）との相対距離Ｌa、Ｌcを設定距離Ｌtha、Ｌthc以上に維持できる。
【００５１】
このように、第１実施形態では、自車両Ｍを車線変更させる際の目標加速度ａxlimを設定するとともに、この目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との間に予め定めた設定距離Ｌtha、Ｌthc以上の車間距離（相対距離Ｌa、Ｌc）を維持可能な時間（距離維持可能時間ｔo）を算出する。続いて、算出した目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが車線変更を完了可能な目標経路を設定する。続いて、目標経路が設定された場合、自車両Ｍが目標経路に沿って走行するとともに、算出した目標加速度ａxlimに加速度が追従するように自車両Ｍを制御する。これにより、対象車線変更中に、自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との間に予め定めた設定距離Ｌtha、Ｌthc以上の車間距離（相対距離Ｌa、Ｌc）を維持できる。それゆえ、車線変更をより適切に行うことができる。
【００５２】
第１実施形態では、図１の車速検出部２が車速検出部を構成する。以下同様に、図１の他車状態検出部３が他車状態検出部を構成する。また、図３の距離維持可能時間算出部５ｃｂが距離維持可能時間算出部を構成する。さらに、図３の目標経路設定部５ｄが目標経路設定部を構成する。また、図３の到達時間判定部５ｃｄが到達時間判定部を構成する。さらに、図３の車両制御部５ｅが車両制御部を構成する。さらに、図１の現在位置検出部４ｂが現在位置検出部を構成する。また、図３の終端点設定部５ｃｃが終端点設定部を構成する。
【００５３】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る車線変更支援装置１は、次のような効果を奏する。
（１）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、自車両Ｍを車線変更させる際の目標加速度ａxlimを設定するとともに、この目標加速度ａxlimで自車両Ｍを加速させた場合に自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との間に予め定めた設定距離Ｌtha、Ｌthc以上の車間距離（相対距離Ｌa、Ｌc）を維持可能な時間（距離維持可能時間ｔo）を算出する。続いて、コントローラ５は、自車両Ｍを目標加速度ａxlimで加速させた場合に、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが車線変更を完了可能な目標経路を設定する。続いて、コントローラ５は、目標経路が設定された場合、自車両Ｍが目標経路に沿って走行するとともに、自車両Ｍの加速度が目標加速度ａxlimに追従するように自車両Ｍを制御する。
このような構成によれば、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが車線変更を完了可能な目標経路が設定されると、この目標経路に沿って自車両Ｍが走行し、自車両Ｍの加速度が目標加速度ａxlimに追従する。これにより、車線変更中に自車両Ｍと他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）との間に予め定めた設定距離Ｌtha、Ｌthc以上の車間距離（相対距離Ｌa、Ｌc）を維持できる。それゆえ、車線変更をより適切に行うことができる。
【００５４】
（２）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、自車両Ｍの現在位置から終端点までの経路を目標経路として設定する。
このような構成によれば、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定した場合、つまり、操向輪４Ｌ、４Ｒの転舵や操舵トルクの付与、自車両Ｍの加速を行う場合にのみ、目標経路を生成する。それゆえ、例えば、常時目標経路を生成する方法に比べ、目標経路の生成に要するコントローラ５の演算能力を低減できる。
【００５５】
（３）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、自車両Ｍの車速Ｖmが大きいほど、車線変更開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角の少なくともいずれかが小さくなるように目標経路の終端点を設定する。
このような構成によれば、高速走行時に、車線変更開始時に自車両Ｍに発生する横加速度、転舵角及び車体角が小さくなる。それゆえ、車両挙動の安定性をより向上できる。
（４）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、自車両Ｍのタイヤと路面との間の摩擦係数が小さいほど最大許容加速度ａxyを小さくする。
このような構成によれば、例えば、路面が凍結し、自車両Ｍのタイヤと路面との間の摩擦係数が低下した場合に、最大許容加速度ａxyが低減する。それゆえ、目標加速度ａxlimの上限値を低減でき、路面凍結時に、車両挙動の安定性をより向上できる。
【００５６】
（５）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、予め定めた目標加速度の候補ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*との組み合わせのうち、予め定めた最大許容加速度ａxyから目標加速度の候補ａxlim*を減算した減算結果ａxy−ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*の二乗値ｔo*2との乗算結果（ａxy−ａxlim*）×ｔo*2が最大となる組み合わせを選択する（上記（３）式参照）。続いて、コントローラ５は、選択した組み合わせの目標加速度の候補ａxlim*及び距離維持可能時間の候補ｔo*のそれぞれを目標加速度ａxlim及び距離維持可能時間ｔoとして設定する。
このような構成によれば、目標加速度ａxlim発生時に許容される横加速度（ａxy−ａxlim）を増大できる。それゆえ、自車両Ｍを加速しつつ、素早い車線変更が可能となる。
【００５７】
（６）第１実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、自車両Ｍが車線変更先の車線（隣接車線）に自車両Ｍの全体が進入したときの自車両Ｍと前方車両Ａとの相対距離Ｌaが予め定めた設定距離Ｌtha以上となり、且つ、自車両Ｍが自車線と車線変更先の車線（隣接車線）との境界を跨ぎ自車両Ｍが車線変更先の車線（隣接車線）を走行する後方車両Ｃの進路をふさぐ状態になったときの自車両Ｍと後方車両Ｃとの相対距離Ｌcが予め定めた設定距離Ｌthc以上となる自車両Ｍの加速度を目標加速度ａxlimとする。
このような構成によれば、自車線に前方車両Ａが存在し、車線変更先の車線（隣接車線）に後方車両Ｃが存在する場合に、適切に加速しながら自車両Ｍを車線変更できる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第２実施形態は、車線変更先の車線（隣接車線）の他車両が大型自動車であると判定した場合には、他車両が大型自動車よりも小型の車両（中型自動車、普通自動車）であると判定した場合に比べ、距離維持可能時間ｔoを長くする点が第１実施形態と異なる。大型自動車、中型自動車、普通自動車としては、例えば、道路交通法が定める区分を採用できる。道路交通法では、中型自動車、普通自動車は大型自動車よりも小型の車両である。
【００５９】
具体的には、第２実施形態は、図９に示すように、車線変更支援装置１にカメラ１２を設けたことと、図１０に示すように、他車状態検出部３、地図情報記憶部４ａ、現在位置検出部４ｂ、及び距離維持可能時間算出部５ｃｂの内容とが異なっている。
カメラ１２は、自車両Ｍ周囲の道路環境を撮影する。道路環境としては、例えば、道路上の物体、車線がある。そして、カメラ１２は、撮影結果をコントローラ５に出力する。カメラ１２としては、例えば、車室内または車室外のフロントウィンドウ上部及びリアウィンドウ上部に取り付けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラがある。
地図情報記憶部４ａは、道路の位置、形状（曲率）、車線数等に加え、道路環境のエッジの位置及び形状を三次元で記録した三次元地図も地図情報として記憶している。
【００６０】
現在位置検出部４ｂは、カメラ１２が出力した映像を画像処理して、道路上の信号機、車線等のエッジ画像を抽出する。続いて、現在位置検出部４ｂは、抽出したエッジ画像を地図情報記憶部４ａが記憶している三次元地図と照合して、自車両Ｍの現在位置を検出する。そして、現在位置検出部４ｂは、検出結果を他車状態検出部３及びコントローラ５に出力する。なお、現在位置検出部４ｂはコントローラ５に設ける構成としてもよい。
他車状態検出部３は、カメラ１２が出力した映像を用いて、自車両Ｍに対する他車両の相対距離Ｌa、Ｌｂ、Ｌｃ、相対速度Ｖa、Ｖｂ、Ｖｃ、他車両の車種区分を検出する。例えば、カメラ１２が出力した映像を他車両（前方車両Ａ、Ｂ、後方車両Ｃ）の相対距離、相対速度、及び車種区分を検出するための画像と照合するテンプレートマッチングを用いて検出する。車種区分としては、例えば、大型自動車、中型自動車両、普通自動車両がある。そして、他車状態検出部３は、検出結果をコントローラ５に出力する。
【００６１】
距離維持可能時間算出部５ｃｂは、他車状態検出部３が出力した車種区分から、他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）が大型自動車であるか否かを判定する。そして、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）が大型自動車であると判定した場合には、他車両（前方車両Ａ、後方車両Ｃ）が大型自動車よりも小型の車両（中型自動車、普通自動車）であると判定した場合に比べ、距離維持可能時間ｔoを長くする。
具体的には、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、前方車両Ａが大型自動車であると判定した場合には、前方車両Ａが大型自動車よりも小型の車両（中型自動車、普通自動車）であると判定した場合に比べ、距離維持可能時間ｔoを長くする。また、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、後方車両Ｃが大型自動車であると判定した場合には、後方車両Ｃが大型自動車よりも小型の車両（中型自動車、普通自動車）であると判定した場合に比べ、距離維持可能時間ｔoを長くする。距離維持可能時間ｔoを長くする方法としては、例えば、上記（３）式に代えて、距離維持可能時間の候補ｔo*に重み付けした下記（８）式に従い、目標加速度の候補ａxlim*と距離維持可能時間の候補ｔo*との組み合わせを選択する方法がある。そして、選択した組み合わせを目標加速度ａxlim及び距離維持可能時間ｔoとする。
【００６２】
【数４】
2015174494.tif 000006
【００６３】
また、距離維持可能時間算出部５ｃｂは、上記（４）式でΔyAを算出する際に、他車状態検出部３が出力した前方車両Ｂの車種区分に応じた車幅Ｗyb（大型自動車の車幅＞中型自動車の車幅＞普通自動車の車幅）を前方車両Ｂの車幅Ｗybとして用いる。
なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態に係る車線変更支援装置１は、第１実施形態に係る車線変更支援装置１の効果（１）〜（６）に加え、次のような効果を奏する。
（１）第２実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、コントローラ５は、他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）が大型自動車であると判定した場合には、他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）が大型自動車より小型の車両（中型自動車、普通自動車）であると判定した場合に比べて、距離維持可能時間ｔoを長くする。
このような構成によれば、他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）が大型自動車であり、加減速能力が低い場合、距離維持可能時間ｔoを増大できる。それゆえ、他車両（前方車両Ｂ、後方車両Ｃ）との車間距離をより適切に保ちながら自車両Ｍを車線変更できる。
【００６４】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を使用して、その詳細は省略する。
第３実施形態は、カーブ路への進入前に自車両Ｍを減速させる減速制御を行うとともに、車線変更を行う場合にこの減速制御の実行を禁止する点が第１実施形態と異なる。
具体的には、第３実施形態は、図１１に示すように、コントローラ５は、道路曲率算出部５ｇ、及び目標車速算出部５ｈを備える。
道路曲率算出部５ｇは、自車両Ｍ前方のカーブ路の曲率を算出する。自車両Ｍ前方のカーブ路の曲率の算出方法としては、例えば、最大曲率検出部５ａと同様に、自車両Ｍの現在位置から設定距離（３００[ｍ]）前方の地点までの道路の最大曲率を検出する方法がある。そして、道路曲率算出部５ｇは、算出結果を目標車速算出部５ｈに出力する。
【００６５】
目標車速算出部５ｈは、道路曲率算出部５ｇが出力したカーブ路の曲率を用いて、自車両Ｍがカーブ路を走行する際の目標車速を算出する。目標車速の算出方法としては、例えば、予め定めた設定値をカーブ路の曲率で除算して目標車速とする方法がある。そして、目標車速算出部５ｈは、算出結果を制駆動力制御実行部５ｅｂに出力する。
制駆動力制御実行部５ｅｂは、車速検出部２が出力した車速Ｖmと目標車速算出部５ｈが出力した目標車速との差が予め定めた設定値以下となるように自車両Ｍを減速させる制動力指令値をブレーキコントローラ８に出力する（以下、「減速制御」とも呼ぶ）。
【００６６】
また、制駆動力制御実行部５ｅｂは、到達時間判定部５ｃｄが目標経路の終端点を出力すると、つまり、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、減速制御の実行を禁止する。なお、減速制御の実行の禁止は、禁止開始から予め定めた設定時間（例えば、距離維持可能時間ｔo）経過後に終了する。
なお、その他の構成は第１実施形態と同様である。
第３実施形態では、図１１の道路曲率算出部５ｇが道路曲率算出部を構成する。以下同様に、図１１の目標車速算出部５ｈが目標車速算出部を構成する。また、図１１の制駆動力制御実行部５ｅｂが減速制御部を構成する。
【００６７】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態に係る車線変更支援装置１は、第１実施形態に係る車線変更支援装置１の効果（１）〜（６）に加え、次のような効果を奏する。
（１）第３実施形態に係る車線変更支援装置１によれば、距離維持可能時間ｔo以内に自車両Ｍが終端点に到達可能であると判定すると、減速制御の実行を禁止する。
このような構成によれば、例えば、カーブ路走行中に車線変更を行う場合に、自車両Ｍが減速することを防止できる。それゆえ、車線変更をより適切に行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
２      車速検出部
３      他車状態検出部
４ｂ    現在位置検出部
５ｃｂ  距離維持可能時間算出部
５ｃｃ  終端点設定部
５ｃｄ  到達時間判定部
５ｄ    目標経路設定部
５ｅ    車両制御部
５ｇ    道路曲率算出部
５ｈ    目標車速算出部
５ｅｂ  制駆動力制御実行部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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