(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置の入力に基づいて車線変更の支援を開始する支援開始部と、
自車と他車の相対距離及び相対速度を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記相対距離及び前記相対速度に基づいて前記自車が車線変更した時の衝突危険度を前記他車に対して算出する算出部と、
前記衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する第１の判断部と、
前記第１の判断部が車線変更できないと判断した場合、前記相対距離及び前記相対速度に基づいて前記自車が車線変更しようとしている空間である目標スペースを決定する決定部と、
前記目標スペースに車線変更できる長さがあるか否かを判断する第２の判断部と、
前記第２の判断部が前記車線変更できる長さがないと判断した場合、前記自車と前記目標スペースの前方車との相対距離が、前記自車と前記目標スペースの後方車との相対距離よりも小さい位置である車線変更待機位置へ向けて目標速度を設定し、前記長さがあると判断した場合、前記第１の判断部が前記衝突危険度に基づいて車線変更可能と判断する位置である車線変更可能位置へ向けて目標速度を設定する速度設定部と、
前記自車の速度が前記目標速度となるように制御する制御部と、を備える走行支援装置。
【請求項２】
前記車線変更待機位置へ向けた速度制御を終了する条件は、前記目標スペースに車線変更できる長さがあると判断した場合、ドライバによる車線変更終了の入力を検出した場合、速度制御が所定時間以上継続した場合、及び、ドライバが車線変更を開始した場合のうち、少なくとも一つを示す、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項３】
車線変更を支援する条件は、前記入力装置の開始入力を検出した場合、前記入力装置の終了入力を検出しない場合、速度制御を所定時間以上継続していない場合、及び、システム内の故障を検出していない場合、である請求項１記載の走行支援装置。
【請求項４】
車線変更できないと判断した場合、ウィンカーによる表示、前記自車を車線変更したい隣接車線との境界に沿うように行う制御、及び、車車間通信に基づく車線変更先の車両への情報提示、のうち少なくとも一つを用いて、周囲車両に対し車線変更の意思を示す意思表示部を更に備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項５】
前記衝突危険度とは、前記自車と前記周囲車両との衝突予測時間を示す、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項６】
車線変更できないと判断した場合、前記衝突危険度に応じて警報又は警告灯の表示を変える表示変更部を備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項７】
車線変更できないと判断している間に操舵角より自車の車線変更の意図を検出した場合、衝突の危険があることを警告すること、ステアリング又はブレーキにより前記自車を自車線内にとどめる方向に力を発生させること、及び、速度制御を停止すること、のうち少なくとも一つの動作を選択する選択部を備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項８】
車線変更した時に前記自車に最も近い車両を基準車両とし、前記自車が所定時間後に前記基準車両の前にいる場合は、前記目標スペースを基準車両の前に設定し、前記自車が所定時間後に前記基準車両の後ろにいる場合は、前記目標スペースを基準車両の後ろに設定するスペース設定部を備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項９】
速度調整をする前に、ドライバに速度調整を実施することを表示する速度調整表示部と、
前記ドライバの速度調整支援の開始入力に基づいて速度調整を開始する速度調整開始部を備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項１０】
速度制御中に、前記目標スペースと、速度調整のために発生する車両の加速度及び減速度、のうち少なくとも何れか一方を表示する表示部を更に備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項１１】
車線変更支援の起動，終了を制御する車線変更開始条件成立判断部と、
前記自車と周囲車両の相対距離及び相対速度情報を算出する自他車情報算出部と、
各周囲車両に対して、当該情報に基づいて前記自車が車線変更した時の衝突危険度をそれぞれ算出し、当該危険度に基づいて車線変更の可否判断を行う車線変更可否判断部と、
車線変更できないと判断した場合に、前記自車と当該周囲車両との相対位置，相対速度に基づいて前記自車が車線変更しようとしている空間である目標スペースを決定する目標スペース決定部と、
当該目標スペースと当該周囲車両との相対位置より、前記目標スペースに車線変更できる長さがあるか否かを判断する目標スペースのスペース有無判断部と、
目標スペースと上記周囲車両との相対位置，相対速度、及び目標スペースの有無に基づき車線変更目標速度を算出する車線変更目標速度演算部と、
車線変更目標速度と前記自車の速度に基づき目標加速度と目標減速度を算出する速度制御部と、
前記目標加速度に基づきスロットルを制御するスロットル制御部と、
前記目標減速度に基づきブレーキを制御するブレーキ制御部を更に備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項１２】
車線変更目標速度と、ＡＣＣでドライバが選択するＡＣＣ目標速度と、の何れか一方を最終目標速度として選択する目標速度選択部を備える、請求項１１記載の走行支援装置。
【請求項１３】
車線変更できると判断した場合、前記自車と車線との相対位置を検出し、当該相対位置及び前記自車速度に基づいてステアリングを制御して車線変更する車線変更部を更に備える、請求項１記載の走行支援装置。
【請求項１４】
前記入力装置は、ウィンカーを示す、請求項１記載の走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライバへの負担が大きい運転動作として車線変更がある。ここで、車両間の各ギャップを検出し、各ギャップに対して、ある予測時間の間に車線変更するための速度を算出し、当該速度に基づいて車両を制御する技術がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２４７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、各ギャップに対して自車が車線変更するのに適した速度を算出しているため、そもそも車両間にギャップがないような周囲が混雑した状況、即ち、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがない状況では、車線変更するために車両を誘導することができない、という課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、車線変更できるスペースがない状況でも、安全に車線変更できるように制御する走行支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
【０００７】
走行支援装置は、入力装置の入力に基づいて車線変更の支援を開始する支援開始部と、自車と他車の相対距離及び相対速度を検出する検出部と、検出部が検出した相対距離及び相対速度に基づいて自車が車線変更した時の衝突危険度を他車に対して算出する算出部と、相対距離，相対速度及び衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する第１の判断部と、第１の判断部が車線変更できないと判断した場合、相対距離及び相対速度に基づいて車線変更する目標スペースを決定する決定部と、目標スペースに車線変更できるスペースがあるか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部が前記スペースがないと判断した場合、車線変更待機位置へ向けて目標速度を設定し、スペースがあると判断した場合、車線変更可能位置へ向けて目標速度を設定する設定部と、自車の速度が目標速度となるように制御する制御部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車線変更できるスペースがない状況でも、安全に車線変更できるように制御する走行支援装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本走行支援装置について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、走行支援装置を示す図である。尚、ＦＬ輪は左前輪、ＦＲ輪は右前輪、ＲＬ輪は左後輪、ＲＲ輪は右後輪を、それぞれ意味する。
【００１１】
走行支援装置は、外界を認識するセンサ２，３，４，５，その情報に基づき車線変更支援するためのステアリング制御機構１０，ブレーキ制御機構１３，スロットル制御機構２０と、警報装置２３、及び各アクチュエータ１０，１３，２０への指令値を演算する走行支援制御装置１と、当該走行支援制御装置１からの指令値に基づき上記ステアリング制御機構１０を制御するステアリング制御装置８と、当該指令値に基づき上記ブレーキ制御機構１３を制御し各輪のブレーキ力配分を調整するブレーキ制御装置１５と、当該指令値に基づきスロットル制御機構２０を制御しエンジンのトルク出力を調整するスロットル制御装置１９と、を備える。
【００１２】
外界を認識するセンサとして、前方にカメラ２、左右側方にレーザレーダ３，４、後方にミリ波レーダ５を備えており、自車と周囲車両の相対距離及び相対速度を検出することができる。尚、本実施例では、センサ構成の一例として上記センサの組み合わせを示しているが、それに限定するものではなく、超音波センサ，ステレオカメラ，赤外線カメラなどとの組み合わせでもよい。上記センサ信号が、走行支援制御装置１に入力される。又、車線変更支援入力装置１１の入力が走行支援制御装置１に入力されている。車線変更支援入力装置１１は、例えば、ウィンカーが用いられ、そのＯＮ，ＯＦＦ情報によって車線変更支援の動作が決定される。但し、上記車線変更支援入力装置１１は、ウィンカーに限定されるものではなく、専用の入力装置を用いてもよい。
【００１３】
走行支援制御装置１は、図１に詳細に示していないが、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力装置を有する。上記ＲＯＭには、図２を用いて説明する車両運転支援のフローが記憶されている。詳細は後述するが、走行支援制御装置１は、車線変更できない場合に、上記外界認識センサより検出した自車と周囲車両との相対距離及び相対速度に基づき、車線変更できるように車両を誘導するための各アクチュエータ１０，１３，２０の指令値を演算する。各アクチュエータ１０，１３，２０の制御装置８，１５，１９は、走行支援制御装置１の指令値を通信により受信し、当該指令値に基づき各アクチュエータを制御する。
【００１４】
次に、ブレーキの動作について説明する。ドライバのブレーキペダル１２を踏む踏力を、ブレーキブースタ（不図示）で倍力し、マスタシリンダ（不図示）によって、その力に応じた油圧を発生させる。発生した油圧は、ブレーキ制御機構１３を介して、ホイルシリンダ１６に供給される。ホイルシリンダ１６ＦＬ〜１６ＲＲは、シリンダ（不図示），ピストン，パッド、等から構成されており、マスタシリンダ９から供給された作動液によってピストンが推進され、ピストンに連結されたパッドがディスクロータに押圧される。尚、ディスクロータは、車輪（不図示）とともに回転している。そのため、ディスクロータに作用したブレーキトルクは、車輪と路面との間に作用するブレーキ力となる。以上により、ドライバのブレーキペダル操作に応じて、各輪に制動力が発生させることができる。
【００１５】
ブレーキ制御装置１５は、図１に詳細に示していないが、走行支援制御装置１と同様に例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力装置を有する。ブレーキ制御装置１５には、前後加速度，横加速度，ヨーレートを検出可能なコンバインセンサ１４と、各輪に設置されたの車輪速センサ８ＦＬ〜８ＲＲと、上述のブレーキ制御装置１５からのブレーキ力指令と、後述するステアリング制御装置８を介しハンドル角検出装置２１からのセンサ信号が入力されている。又、ブレーキ制御装置１５の出力は、ポンプ（不図示），制御バルブを有するブレーキ制御機構１３に接続されており、ドライバのブレーキペダル操作とは独立に、各輪に任意の制動力を発生させることができる。ブレーキ制御装置１５は、上記情報に基づいて車両のスピン，ドリフトアウト，車輪のロックを推定し、それらを抑制するように該当輪の制動力を発生させ、ドライバの操縦安定性を高める役割を担っている。又、走行支援制御装置１が、ブレーキ制御装置にブレーキ指令を通信することで、車両に任意のブレーキ力を発生させることができる。但し、本稿では、上記ブレーキ制御装置に限定するものではなく、ブレーキバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。
【００１６】
次に、ステアリングの動作について説明する。ドライバがハンドル６を介して入力した操舵トルクとハンドル角をそれぞれ操舵トルク検出装置７とハンドル角検出装置２１で検出し、それらの情報に基づいてステアリング制御装置８はモータを制御しアシストトルクを発生させる。尚、ステアリング制御装置８も、図１に詳細に示していないが、走行支援制御装置１と同様に例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力装置を有する。上記ドライバの操舵トルクと、モータによるアシストトルクの合力により、ステアリング制御機構１０が可動し、前輪が切れる。一方で、前輪の切れ角に応じて、路面からの反力がステアリング制御機構に伝わり、路面反力としてドライバに伝わる構成となっている。
【００１７】
ステアリング制御装置８は、ドライバのステアリング操作とは独立に、モータ９によりトルクを発生し、ステアリング制御機構１０を制御することができる。従って、走行支援制御装置１は、ステアリング制御装置８に操舵力指令を通信することで、前輪を任意の切れ角に制御することができる。但し、本特許では上記ステアリング制御装置に限定するものではなく、ステアバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。
【００１８】
次に、アクセルについて説明する。ドライバのアクセルペダル１７の踏み込み量はストロークセンサ１８で検出され、スロットル制御装置８に入力される。尚、スロットル制御装置１９も、図１に詳細に示していないが、走行支援制御装置１と同様に例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ及び入出力装置を有する。スロットル制御装置１９は、上記アクセルペダル踏み込み量に応じてスロットル開度を調節し、エンジンを制御する。以上により、ドライバのアクセルペダル操作に応じて車両を加速させることができる。又、スロットル制御装置はドライバのアクセル操作とは独立にスロットル開度を制御することができる。従って、走行支援制御装置１は、スロットル制御装置に加速指令を通信することで、車両に任意の加速度を発生させることができる。
【００１９】
以上により、ドライバが車線変更をしたい時に、周囲車両の状況に応じてブレーキ，スロットルを調整することで車両の速度を適切に制御し、車線変更できる位置まで車両を誘導することができる。
【００２０】
図２，図３は、それぞれ走行支援制御装置１に記憶されている、車線変更支援のフロー図、車線変更支援条件の成立有無を判定するときのフロー図である。
【００２１】
まず、走行支援制御装置１は、車線変更支援条件の成立の有無を判定する（Ｓ５０）。ここで、ドライバによる車線変更支援入力装置１１の開始入力があるか否かを判定し（Ｓ５５）、ＹＥＳの場合はＳ６０へ進み、ＮＯの場合は車線変更支援条件が不成立と判定する（Ｓ８０）。
【００２２】
次に、走行支援制御装置１は、ドライバによる車線変更支援入力装置１１の終了入力があるか否かを判定し（Ｓ６０）、ＮＯの場合はＳ６５へ、ＹＥＳの場合はＳ８０へ進む。
【００２３】
次に、走行支援制御装置１は、後述するＳ５００の速度制御を所定時間継続したか否かを判定し（Ｓ６５）、ＮＯの場合はＳ７０へ、ＹＥＳの場合はＳ８０へ進み、車線変更支援条件が不成立と判定する。Ｓ６５の処理を入れることで、速度制御をしても車線変更ができない状況が所定時間以上継続した場合に、速度調整し続けるのではなく所定時間後に終了することができ、システムの作動しっぱなしを防ぐことができる。
【００２４】
次に、走行支援制御装置１は、システムに異常があるか否かを判定する（Ｓ７０）。ＹＥＳの場合はＳ８０へ進み、車線変更支援条件が不成立と判断する。ＮＯの場合は、Ｓ７５へ進み車線変更支援条件が成立したと判断する。以上、Ｓ５５〜Ｓ８０の結果に基づいて、Ｓ５０の車線変更支援条件が成立しているか否かが判断される。
【００２５】
走行支援制御装置１は、Ｓ５０でＹＥＳの場合はＳ１００へ進み、ＮＯの場合はＳ６５０のリターン処理に進む。リターン処理では、ある所定時間（数十ｍ秒から数百ｍ秒）経過後に図２のフローのスタートに戻る。即ち、車線変更支援成立条件が成立するか否かを常に監視し、成立した場合に車線変更支援が開始される構成となっている。
【００２６】
走行支援制御装置１は、Ｓ５０の後、図４に示す自車の車線変更の意図を他車に明示する処理を行う（Ｓ１００）。まず、図４（ａ）のウィンカーを点灯する方法がある。他には、図４（ｂ）の車線変更したい隣接車線との境界に沿うように車両を制御する方法が挙げられる。上記制御を実現するために、走行支援制御装置１は、まず前方に設置したカメラ２の情報を用いて車線を検出する。そして、後述する自車の車体速度、上記車線情報に基づいて車両に必要な目標ヨーモーメントを算出する。上記目標ヨーモーメントから目標操舵角、又は、目標制動力を算出し、それぞれステアリング制御装置８，ブレーキ制御装置１５へ通信する。以上より、隣接車線の境界に沿うように車両を制御することができる。他に、Ｓ１００の自車の車線変更意図を他車に明示する方法としては、図３（ｃ）の車車間通信による他車へ自車の車線変更の意図を送る方法もある。以上、Ｓ１００の処理により、ドライバの車線変更の意図が明確に他車に伝えられるので、他車が自車の車線変更意図を認識することができ、よりスムーズに車線変更ができる。
【００２７】
次に、走行支援制御装置１は、図５に示すように車両前方を検出するカメラ２、車両の左右側方を検出するレーザレーダ３，４及び車両の後方を検出するミリ波レーダ５により、自車とその周囲車両の相対距離及び相対速度を算出する（Ｓ１５０）。まず車輪速センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲから自車の速度を推定する。これは、例えば４つの車輪速センサの中で一番低い値を選択し、それを推定車体速度とする。但し、車体速度の推定方法は、上記に限定するわけではなく、車輪速センサの平均値を用いる等の他の方法を用いてもよい。他車の相対位置及び相対速度は、車両の重心位置に原点、Ｘ軸を車両の前方とする座標系で表す。時刻ｔ秒におけるＸ軸方向の周囲車両との重心間の相対距離Ｘi及び相対速度Ｖiはそれぞれ、
【００２８】
【数１】
0004366419.tif 000002
で表せる。尚、添え字ｉは、ｉ番目の車両を表す。また、相対速度Ｖiは自車に近づく方向の速度を正とする。
【００２９】
次に、走行支援制御装置１は、上記相対位置及び相対速度に基づいて、車線変更した場合の衝突危険度を算出する（Ｓ２００）。まず、上記で推定した車体速度を図６に示す車体速度と車線変更に要する時間のマップに入力し、車線変更に要する時間を算出する。図６のマップは、車体速度が高くなるにつれて、車線変更に要する時間は短くなるように設定されている。これにより、高速では車線変更に要する時間が短く、一方低速では同時間が長くなり、車体速度に応じて適切に車線変更に要する時間Ｔ1を算出することができる。次に、算出した車線変更に要する時間Ｔ1に基づき、車線変更した時の（車線変更に要する時間Ｔ1秒後の）衝突危険度を表す車間距離Ｘigap(ｔ＋Ｔ1)及び衝突予測時間Ｔittc(ｔ＋Ｔ1)を次式で算出する。
【００３０】
【数２】
0004366419.tif 000003
【００３１】
【数３】
0004366419.tif 000004
【００３２】
但し、Ｌ0は自車の全長（前後方向）、Ｌiは周囲車両ｉの長さを表す。
【００３３】
次に、走行支援制御装置１は、図７を用いて（２），（３）式で求めた車間距離Ｘigap（ｔ＋Ｔ1）及び衝突予測時間Ｔittc(ｔ＋Ｔ1)から車線変更可能か否かを判定する（Ｓ２５０）。図７は、縦軸に車間距離、横軸に衝突予測時間をとっている。判定基準は、全ての周囲車両の相対距離及び衝突予測時間が十分に余裕がある場合、即ち、次式が成り立つ場合に車線変更可能とし、それ以外の場合は車線変更不可とする。
【００３４】
【数４】
0004366419.tif 000005
【００３５】
Ｘ1gap_aは、目標スペースの前方車両に対して車線変更可能か否かの相対距離の閾値（以後、第１の所定値と呼ぶ）であり、Ｘ2gap_aは、目標スペースの後方車両に対して車線変更可能か否かの相対距離の閾値（以後、第３の所定値）である。第１と第３の所定値は、ドライバがこの相対距離にいる時は相対速度に関わらず車線変更しないと考える距離（例えば第１の所定値は７ｍ、第３の所定値は１０ｍ）であることが望ましい。尚、これらは一定値ではなく車速又はドライバに応じて変えてもよい。一方、Ｔ1TTC_aは、目標スペースの前方車両に対して車線変更可能か否かの衝突予測時間の閾値（以後、第２の所定値と呼ぶ）であり、Ｔ2TTC_aは、目標スペースの後方車両に対して車線変更可能か否かの衝突予測時間の閾値（以後、第４の所定値と呼ぶ）である。第２と第４の所定値は、ドライバがこの衝突予測時間の時は危険と感じる時間（例えば第２の所定値は５Ｓ、第４の所定値は６Ｓ）であることが望ましい。尚、これらも一定値ではなく車速又はドライバに応じて変えてもよい。この判断基準により、例えば、相対距離が長くても衝突予測時間が短い（相対速度が大きい）状態で車線変更した場合、即ち、車線変更後すぐに後続車に追いつかれるような場合は車線変更不可判定となる。又、相対速度が負、即ち、車両が遠ざかっていくような場合でも、相対距離が短い場合は車線変更できないと判断することができる。上記判断で車線変更可能と判断した場合、車線変更支援は必要ないのでＳ６５０のリターン処理に進む。一方、車線変更不可能と判断した場合はＳ３００以降の処理に進む。ここで、車線変更可否判断は図７に限定されるものではなく、例えば図７の横軸を相対速度に置き換えたものでもよい。但し、目標スペースの前方車両に対して車線変更可能か否かの相対速度の閾値は第５の所定値と呼び、目標スペースの後方車両に対して車線変更可能か否かの相対速度の閾値は第６の所定値と呼ぶ。
【００３６】
次に、走行支援制御装置１は、図８に示すドライバへの警告処理を行う（Ｓ３００）。まず、図９（ａ）に示すように、Ｓ２００で求めた危険度に応じて、警告装置８の警告灯の大きさや警告音のボリュームを変え、車線変更ができないことをドライバに知らせる（Ｓ３０５）。危険度に応じて表示や音量を変えることで、ドライバがいつ車線変更できるのかを予測できる。
【００３７】
次に、走行支援制御装置１は、操舵トルク検出装置７の情報と、前方カメラ２で検出した車線情報に基づいて、車線変更の意図を検出する（Ｓ３１０）。例えば、操舵トルク，白線へを通過する進入角度のいずれかが所定値以上のとき、車線変更の意図があると判断し、Ｓ３１５へ進み、それ以外の場合は、ドライバへの警告処理を終了する。
【００３８】
次に、そのまま車線変更を継続すると自車が他車と衝突する可能性があるので、警告灯又は警告音を発生し、ドライバに注意を促す（Ｓ３１５）。ここで用いる警告灯，警告音は、Ｓ３０５で用いた以外の警告にするほうが、区別しやすくなり、より効果的である。
【００３９】
次に、走行支援装置１が、前方カメラで検出した白線との距離から、車両が白線を越えないように目標ヨーモーメントを算出する（Ｓ３２０）。そして、上記目標ヨーモーメントから目標操舵角、又はブレーキの目標制動力を算出し、それぞれステアリング制御装置８，ブレーキ制御装置１５へ通信する。ステアリング制御装置８，ブレー制御装置はそれぞれステアリング制御機構１０，ブレーキ制御機構１３を駆動し、目標操舵角，目標制動力を発生させる。以上より、自車を自車線内に留めるように制御でき、危険な車線変更を抑制することができる。
【００４０】
次に、走行支援制御装置１は、Ｓ６５０のリターン処理へ進み、車線変更支援を停止する（Ｓ３２５）。これにより、車線変更中に加速又は減速制御して衝突を誘発することを防ぐことができる。
【００４１】
次に、走行支援制御装置１は、図２に戻り、車線変更の目標スペースを決定する（Ｓ３５０）。当該処理は、図１０に従う。まず、目標スペースを決定するための基準となる基準車両を決める（Ｓ３５５）。
【００４２】
基準車両は、車線変更した時の相対距離Ｘi(ｔ＋Ｔ1)が一番小さい車両とする。但し、基準車両の決定方法はこれに限定するものではなく、現在の相対距離Ｘi(ｔ)が一番近い車両や衝突予測時間が一番短い車両としてもよい。
【００４３】
次に、走行支援制御装置１は、車線変更した時に自車が基準車両の前にいるか否かを判定する（Ｓ３６０）。ＹＥＳの場合はＳ３７５に進み、ＮＯ（自車が後ろにいる）の場合はＳ３６５に進む。Ｓ３６５では、（５）式に示すように自車が基準車両の前に出るのに要する時間が所定値以下であるか否かを判定、即ち、自車が基準車両の前にすぐに出られるか否かを判断する。
【００４４】
【数５】
0004366419.tif 000006
【００４５】
【数６】
0004366419.tif 000007
【００４６】
【数７】
0004366419.tif 000008
【００４７】
但し、Ｋ1は自車が基準車両の前にすぐに出られるか否かの閾値である。（５）式が成立する、即ち、自車が基準車両の前にすぐに出られる場合はＳ３８０に進み、目標スペースを基準車両の前とする。逆に（５）式が成立しない、即ち、自車が基準車両の前にすぐに出られない場合は、Ｓ３７０に進み、目標スペースを基準車両の後ろに設定する。
【００４８】
又、走行支援制御装置１は、Ｓ３７５において、（８）式に示すように自車が基準車両の後ろに出るのに要する時間が所定値以下であるか否かを判断、即ち、自車が基準車両の後ろに直ぐに出られるか否かを判断する。
【００４９】
【数８】
0004366419.tif 000009
【００５０】
【数９】
0004366419.tif 000010
【００５１】
【数１０】
0004366419.tif 000011
【００５２】
但し、Ｋ2は、自車が基準車両の後ろにすぐに出られるか否かの閾値である。（８）式が成立する、即ち、自車が基準車両の後ろにすぐに出られる場合は、Ｓ３７０に進み、目標スペースを基準車両の後ろに設定する。逆に（８）式が成立しない、即ち、自車が基準車両の後ろにすぐに出られない場合は、Ｓ３８０に進み、目標スペースを基準車両の前に設定する。以上により、他車と相対位置，相対速度に応じて適切に車線変更する目標スペースを決定できる。
【００５３】
次に、走行支援制御装置１は、図２に戻り、Ｓ４００において、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあるか否か判断する。ところで、Ｓ２５０で前方車両及び後方車両に対し、車線変更可能と判断する最小車間距離はそれぞれ第１の所定値Ｘ1gap_a、第３の所定値Ｘ2gap_aである。従って、前方車両及び後方車両が両方とも車線変更可能と判断される車両間スペースの最小値Ｌminは次式で求められる。
【００５４】
【数１１】
0004366419.tif 000012
【００５５】
従って、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあるか否かの判断は、次式で判断できる。
【００５６】
【数１２】
0004366419.tif 000013
【００５７】
走行支援制御装置１は、（１２）式が成立する、即ち、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがある場合には、Ｓ４５０に進み、車線変更待機位置へ向けた目標速度を算出する。又、（１２）式が成立しない場合は、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあるので、Ｓ６００で車線変更可能位置へ向けた目標速度を算出する。尚、Ｓ４５０及びＳ６００では、図９（ｂ）に示すように速度制御を開始する前に、ドライバに支援開始して良いか否かを確認する。これにより、加速，減速を伴う速度制御が前触れなく動作することを防止でき、ドライバが感じる違和感を低減できる。
【００５８】
走行支援制御装置１は、Ｓ４００でＮＯの場合、以下に述べる方法で車線変更待機位置へ向けて目標速度を算出する（Ｓ４５０）。図１１に示すように、自車と目標スペースの前方車両との相対距離が第１の所定値以下で作用し、上記相対距離に応じて発生する力Ｆ1が変化する仮想バネ・ダンパモデルを設ける。また、自車と目標スペースの後方車両との相対距離が第３の所定値以下で作用し、上記相対距離に応じて発生する力Ｆ2が変化する仮想バネ・ダンパモデルを設ける。そして、（１３）式に示すように自車前方に設けた上記バネ・ダンパモデルが発生する力と、自車後方に設けた上記バネ・ダンパモデルの発生する力の合力に基づき自車の目標速度Ｖrefを算出する。
【００５９】
【数１３】
0004366419.tif 000014
【００６０】
【数１４】
0004366419.tif 000015
【００６１】
【数１５】
0004366419.tif 000016
【００６２】
【数１６】
0004366419.tif 000017
【００６３】
但し、Ｌisprは仮想バネ・ダンパモデルの自然長（ｉ＝１，２）、Ｌispr_aはバネ・ダンパモデルの変化量の最大値、Ｍは自車の質量、ＫiとＤiはそれぞれ、車両ｉに対する仮想バネ・ダンパモデルのバネ定数，ダンパ定数である。尚、（１６）式に示すようにバネ・ダンパモデルの変化量は最大値（Ｌispr_a）以上にはならないようになっており、車両に不必要に大きな力が作用しないようにしている。
【００６４】
ここで、仮想バネ・ダンパモデルの自然長Ｌisprは、Ｌ1spr＝Ｘ1gap_a，Ｌ2spr＝Ｘ2gap_aと設定されることが望ましい。上記のように設定することで、Ｓ２５０で車線変更が不可能と判断される車間距離の時に必ずバネ・ダンパモデルが作用し、車両を車線変更可能な位置へ制御することができる。又、バネ定数，ダンパ定数を、ハンチングのないスムーズな目標速度を算出するように適切な値を設定することが望ましい。更に、前方車のバネ定数Ｋ2よりも後方車のバネ定数Ｋ1を大きく設定することで、前方と後方のバネ・ダンパモデルが合力で釣り合った時に、自車と前方車との相対距離が自車と後方車の相対距離に比べて小さい位置へ制御することができる。上記位置を、車線変更待機位置と定義する。車線変更待機位置は、言い換えると後方車両がストレスなく自車にスペースを譲ることができる位置、又は前方車の重心位置より自車の重心位置が後ろにある位置、又は前方車のテールに自車のノーズが合わせた位置ということができる。
【００６５】
以上で、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがある場合の制御方法について説明した。（１３）〜（１６）式で発生したバネ・ダンパモデルで発生した力により、最終的にそれらの力が釣り合う位置へ向けて目標速度が生成される。その結果、自車を前方車に近い位置、即ち、車線変更待機位置に向けた目標速度が算出される。
【００６６】
走行支援制御装置１は、Ｓ４００でＹＥＳの場合、車線変更可能位置へ向けて目標速度を算出する（Ｓ６００）。目標速度の算出式は、Ｓ４５０の（１３）〜（１６）式と同様である。但し、Ｓ６００はＳ４５０と条件が違い、（１２）式が成り立たない、即ち、他車にスペースを譲ってもらわなくても、自車を制御することで車線変更できる場合である。この場合は、Ｓ２５０で車線変更が不可能と判断された前方又は後方の車両に対しいずれか一方のバネ・ダンパモデルが作用し、車線変更可能位置へ向かう目標速度が算出される。その結果、自車はＳ２５０の判断で車線変更可能な位置へ制御される。この位置を車線変更可能位置と定義する。
【００６７】
次に、走行支援制御装置１は、Ｓ４５０又はＳ６００で算出した目標速度に基づき、Ｓ５００では走行支援装置１はスロットル制御装置１９及びブレーキ制御装置１５を制御し、自車の速度を制御する。続いて、Ｓ５５０では、図９（ｃ）に示すように目標スペースを表示する、又は図９（ｄ）に示すように、速度調整支援の制御状態を表示する。これにより、走行支援制御装置１が発生させる加速度，減速度の程度をドライバが予測しやすくなり、ドライバが感じる違和感を低減できる。
【００６８】
図１２は、走行支援装置のブロック図である。当該図は、図２のフロー図をブロック図上に表現したものである。但し、簡単のため図２のＳ１００，Ｓ３００，Ｓ５５０は省略している。
【００６９】
自他車情報算出部３０は、各輪に設置された車輪速センサ８ＦＬ〜８ＲＲ、前方に設置されたカメラ２、左右両側に設置されたレーザレーダ３，４、後方に設置されたミリ波レーダ５のセンサ信号から、自車速度及び他車との相対位置，相対距離を算出する。車線変更可否判断部３１は、自車速度及び他車との相対位置，相対距離に基づいて、車線変更の可否を判断する。目標スペース決定部３２は、車線変更できないと判断した場合に、自車速度及び他車との相対位置，相対距離に基づき車線変更する目標スペースを決定する。目標スペースのスペース有無判断部３３では、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあるか否か判断をする。車線変更目標速度算出部３４は、目標スペース，他車との相対位置，相対速度、及び目標スペースのスペース有無に基づいて、車線変更の目標速度を算出する。
【００７０】
続いて、速度調整支援のＯＮ，ＯＦＦを制御する車線変更支援条件成立判断部３８について説明する。車線変更支援条件成立判断部３８には、車線変更支援入力装置１１よりドライバの車線変更の意思である車線変更入力ＯＮ・ＯＦＦ情報が入力される。又、車線変更条件成立判断部３８には、走行支援装置の故障を検出する故障検出センサ３６の信号から故障検出部３７が検出したシステムの故障有無の情報が入力される。ここで、故障検出センサとしては例えば、電源電圧の異常を監視する電源電圧モニタや、ブレーキの異常を監視するホイルシリンダ圧力センサなどがある。但し、上記は故障検出センサの一例として挙げたものであり、本願はそれに限定しない。又、車線変更条件成立判断部３８には、車線変更可否判断部で出力される車線変更可否の情報も入力される。
【００７１】
以上述べたように、車線変更条件成立判断部３８は、以上の車線変更入力ＯＮ・ＯＦＦ情報，システムの故障有無の情報，車線変更可否の情報より、車線変更支援条件の成立を判断し、その結果に基づいて図１２に示す車線変更支援のＯＮ，ＯＦＦスイッチ３９を切り替える。図１２に示すように、車線変更支援がＯＦＦの場合は車線変更目標速度が入力されず、後述するＡＣＣの目標速度が最終目標速度として設定される。
【００７２】
次に、ＡＣＣの目標速度演算部４０について説明する。ＡＣＣでは、ドライバが設定するドライバ設定速度と、自車速度，他車との相対位置，相対速度に基づいて、ＡＣＣ目標速度を算出する。目標車速選択部４１は、上記車線変更目標速度とＡＣＣ目標速度から適切な車速を選択し、最終目標速度を決定する。一般的に、車速が低い方が安全であるため、車速が小さい目標車速を選択することが望ましいが、本稿では、それに限定しない。速度制御部４２は、最終目標速度に基づいて、目標加速度と目標減速度を算出し、それぞれスロットル制御部４３とブレーキ制御部４４へ入力する。スロットル制御部４３は、目標加速度に基づきスロットルを制御し、車両に加速度を発生させる。一方、ブレーキ制御部４４は、目標減速度に基づいてブレーキ制御機構６を制御し、車両に減速度を発生させる。
【００７３】
次に、以上説明した図２のフロー図、及び図１２のブロック図を適用したシステムの動作について図１３，図１４を用いて説明する。
【００７４】
図１３は、目標スペースを他車２の前に設定し、車線変更可能位置へ制御した場合の動作例を表している。まず、（ａ）では、他車１，２に対して衝突危険度を算出し（Ｓ２００）、車線変更の可否を判断する（Ｓ２５０）。図のケースでは、他車２が衝突の危険度が高いので、車線変更不可と判断している。この時、警告灯，警告音によりドライバに車線変更できない旨を警告する（Ｓ３００）。次に、（ｂ）では、車線変更後に自車が他車２よりも前にいて、かつ他車２の後ろに直ぐに出ることができないとの判断から、他車２の前を目標スペースと決定する（Ｓ３５０）。（ｃ），（ｄ）では、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあると判断され（Ｓ４００）、自車の後方に設置された仮想バネ・ダンパモデルが作用して、車線変更可能位置へ向けて速度制御される（Ｓ６００，Ｓ５００）。この時、他車２の前方が目標スペースであり、そこへ向けて加速又は減速制御することがドライバに伝えられる（Ｓ５５０）。（ｅ）は、上記制御の結果、車線変更可能な位置へ制御された時の図である。この時、車線変更可能と判断され（Ｓ２５０）、速度制御が終了すると共に、警告灯，警告音による警告が終了する。
【００７５】
図１４は、目標スペースを他車１の後に設定し、車線変更待機位置へ制御した場合の動作例を表している。（ａ）は、図１３と同様の処理のため説明を省略する。次に、（ｂ）では、車線変更後に自車が他車１よりも前にいて、かつ他車１の後ろに直ぐに出ることができるとの判断から、他車１の後ろを目標スペースと決定する（Ｓ３５０）。（ｃ）では、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがないと判断され（Ｓ４００）、自車の前方及び後方に設置された仮想バネ・ダンパモデルがそれぞれ作用して、車線変更待機位置へ向けて速度制御される（Ｓ４５０，Ｓ５００）。この時、目標スペースの位置と、そこへ向けて加速又は減速制御することがドライバに伝えられる（Ｓ５５０）。（ｄ）は、制御の結果、自車が車線変更待機位置、即ち、後方車よりも前方車に近い位置へ制御された状態を表した図である。他車が自車にスペースを譲ってくれるまで、この位置で待機する。上記車線変更待機位置へ制御する時間は、少なくとも目標スペースの後方車が自車にスペースを譲るか否かの判断に掛かる時間以上（例えば５秒）継続することが望ましい。続いて（ｅ）のように、他車２が自車に車線変更するスペースを譲ってくれた場合は、それによってＳ４００において目標スペースに安全に車線変更できるスペースがあると判断が切り替わり、車線変更可能位置へ速度制御を開始する。最終的に、（ｆ）のように上記制御の結果、車線変更可能位置へ制御される。その時、車線変更可能と判断され（Ｓ２５０）、速度制御が終了すると共に、警告灯，警告音による警告が終了する。
【００７６】
以上より、実施例１で説明してきた走行支援装置により、従来では車線変更の誘導が出来なかった状況である、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがない状況も含め、車線変更できない場面において、車線変更できるように車両の速度を調整することができ、車線変更時のドライバの負担を軽減することが出来る。
【００７７】
従来技術では、車線変更が一番難しく、ドライバが誘導して欲しい場面において車両を誘導することができないという課題があった。しかし、目標スペースに安全に車線変更できるスペースがある状況も含め、車線変更できない場面では常に車線変更できるように車両の速度を調整することができ、車線変更時のドライバの負担を軽減することができる。
【００７８】
以上、実施例について説明したが、具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】システム構成図。
【図２】車線変更支援のフロー図。
【図３】車線変更支援条件の成立判断を示す図。
【図４】車線変更意図の表示を示す図。
【図５】周囲車両の相対位置，相対速度を示す図。
【図６】車体速度Ｖ0と車線変更に要する時間Ｔ1の関係を示す図。
【図７】車線変更の可否判断を示す図。
【図８】ドライバへの警報処理を示す図。
【図９】車線変更支援の表示例を示す図。
【図１０】目標スペース決定処理のフロー図。
【図１１】バネ・ダンパモデルによる制御を示す図。
【図１２】走行支援装置のブロック図。
【図１３】システムの動作結果を示す図。
【図１４】システムの動作結果を示す図。
【符号の説明】
【００８０】
１  走行支援制御装置
２  カメラ
３，４  レーザレーダ
５  ミリ波レーダ
６  ハンドル
７  操舵トルク検出装置
７，８  ステアリング制御装置
９  モータ
１０  ステアリング制御機構
１１  車線変更支援入力装置
１２  ブレーキペダル
１３  ブレーキ制御機構
１４  コンバインセンサ
１５  ブレーキ制御装置
１６ＦＬ〜１６ＲＲ  ホイルシリンダ
１７  アクセルペダル
１８  ストロークセンサ
１９  スロットル制御装置
２０  スロットル制御機構
２１  ハンドル角検出装置
２２ＦＬ〜２２ＲＲ  車輪速センサ
２３  警報装置
３０  自他車情報算出部
３１  車線変更可否判断部
３２  目標スペース決定部
３３  目標スペースのスペース有無判断部
３４  車線変更目標速度演算部
３６  故障検出用センサ
３７  故障検出部
３８  車線変更支援条件成立判断部
３９  車線変更支援のＯＮ，ＯＦＦスイッチ
４０  ＡＣＣ目標速度演算部
４１  目標速度演算部
４２  速度制御部
４３  スロットル制御部
４４  ブレーキ制御部
４５  車両
【図１】
0004366419.tif 000018
【図２】
0004366419.tif 000019
【図３】
0004366419.tif 000020
【図４】
0004366419.tif 000021
【図５】
0004366419.tif 000022
【図６】
0004366419.tif 000023
【図７】
0004366419.tif 000024
【図８】
0004366419.tif 000025
【図９】
0004366419.tif 000026
【図１０】
0004366419.tif 000027
【図１１】
0004366419.tif 000028
【図１２】
0004366419.tif 000029
【図１３】
0004366419.tif 000030
【図１４】
0004366419.tif 000031