(57)【要約】【課題】  従来の車線変更支援装置では、白線情報を自車と周囲車両の相対情報を算出するために用いているのみであり、道路情報から自車の車線変更支援をして良い場所か否かを判断していない。そのため、車線変更が法律で禁止されている隣車線への車線変更を支援したり、これ以上速度を出すと危険なカーブ曲率の大きい道路で加速制御をしてしまう、いう課題があった。【解決手段】  車線変更支援装置は、車線変更を支援する機能を許可する第１の制御モードと、車線変更を支援する機能を禁止する第２の制御モードと、自車が走行する道路情報を取得する道路情報取得部と、自車と周囲車両との相対情報を取得する相対情報取得部と、前記道路取得部が取得した道路情報に基づいて制御モードを選択する選択部と、前記相対情報取得部が取得した相対情報及び前記選択部が選択した制御モードに基づいて自車を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２
2009274594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線変更を支援する機能を許可する第１の制御モードと、
車線変更を支援する機能を禁止する第２の制御モードと、
自車が走行する道路情報を取得する道路情報取得部と、
前記自車と周囲車両との相対情報を取得する相対情報取得部と、
前記道路情報取得部が取得した道路情報に基づいて前記制御モードを選択する選択部と、
前記相対情報取得部が取得した相対情報及び前記選択部が選択した制御モードに基づいて前記自車を制御する制御部を備える、車線変更支援装置。
【請求項２】
第１の機能を禁止し、第２の機能を許可する第３の制御モードと、
前記第１の機能を許可し、前記第２の機能を禁止する第４の制御モード
を更に備える、請求項１記載の車線変更支援装置。
【請求項３】
前記第１の機能とは、前記自車が走行する車線に対する右車線に向けた車線変更を支援する機能であり、
前記第２の機能とは、前記自車が走行する車線に対する左車線に向けた車線変更を支援する機能である、請求項２記載の車線変更支援装置。
【請求項４】
前記第１の機能とは加減速制御であり、
前記第２の機能とは操舵制御である、請求項２記載の車線変更支援装置。
【請求項５】
前記自車を減速制御する第５の制御モード
を更に備える、請求項１又は２記載の車線変更支援装置。
【請求項６】
前記道路情報とは、レーンマーカの種類，自車の進行方向の車線数，隣車線の有無，交差点の有無，横断歩道の有無，工事の有無，渋滞の有無，路地の有無，対向車の有無，停止車両の有無及び、路面状態のうち、少なくとも一つである、請求項１又は２記載の車線変更支援装置。
【請求項７】
車線逸脱を防止するための車線逸脱防止制御装置を更に備え、
前記道路情報とは、車線逸脱防止制御装置が生成する逸脱回避制御用の閾値である、請求項１又は２記載の車線変更支援装置。
【請求項８】
前記道路情報とは、前記自車が走行している車線の法定最高速度、及びカーブ曲率から算出した制限速度のうち、少なくとも一つである、請求項１記載の車線変更支援装置。
【請求項９】
前記選択部は、車線変更を支援するときに自車速度が前記法定最高速度又は前記制限速度を超えるか否かを判断し、
超えないと判断した場合は前記第１の制御モードを選択し、
超えると判断した場合は前記第２の制御モードを選択する、請求項８記載の車線変更支援装置。
【請求項１０】
車線変更を支援する機能を許可する第１の制御モードと、
車線変更を支援する機能を禁止する第２の制御モードと、
自車と周囲車両との相対情報を取得する相対情報取得部と、
自車が搭載するセンサが認識対象を認識できない状態にあるか否かを示すセンサ状態を取得するセンサ状態取得部と、
前記センサ状態取得部が取得したセンサ状態に基づいて制御モードを選択する選択部と、
前記相対情報所得部が取得した相対情報及び前記選択部が選択した制御モードに基づいて前記自車を制御する制御部を備える、車線変更支援装置。
【請求項１１】
第１の機能を禁止し、第２の機能を許可する第３の制御モードと、
前記第１の機能を許可し、第２の機能を禁止する第４の制御モードを更に備える、請求項１０記載の車線変更支援装置。
【請求項１２】
前記第１の機能とは加減速制御であり、
前記第２の機能とは操舵制御である、請求項１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１３】
前記センサ状態取得部は、前記センサが認識対象を認識できない状態にあるか否かを、前記センサの出力，前記センサの電源電圧，天候，季節，時間，ワイパーの起動状態及び、環境の明るさのうち、少なくとも一つに基づいて取得する、請求項１０又は１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１４】
前記選択部は、前記センサ状態と前記制御モードが対応付けられたマップに基づいて前記制御モードを選択する、請求項１又は２又は１０又は１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１５】
前記制御モードをドライバに伝える制御モード報知部を更に備える、請求項１又は２又は１０又は１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記相対距離，相対速度に基づいて車線変更の可否を判断し、車線変更できないと判断した場合、前記相対距離及び相対速度に基づき車線変更する目標スペースを決定し、前記目標スペースに向けて目標速度を算出し、前記目標速度に向けて加速制御又は減速制御し、車線変更できると判断した場合、隣車線に向けて操舵制御する、請求項１又は２又は１０又は１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１７】
ドライバの入力により前記制御モードを切換える制御モード切換え入力部を更に備える、請求項１又は２又は１０又は１１記載の車線変更支援装置。
【請求項１８】
前記相対情報とは、前記自車と前記周囲車両との相対距離及び相対速度である、請求項１又は１０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、車両の車線変更支援装置に関する。
【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、周囲車両検出センサにより自車と周囲車両との相対距離及び相対速度を検出し、道路の白線情報に基づいて周囲車両が走行しているレーンを判断し、車線変更しようとしている先のレーンを走行している周囲車両の当該相対距離及び相対速度に基づいて自車を加減速制御し、車線変更できる位置に加減速制御をした後に操舵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によれば、白線情報を自車と周囲車両の相対情報を算出するために用いているのみであり、道路情報から自車の車線変更支援をして良い場所か否かを判断していない。そのため、車線変更が法律で禁止されている隣車線への車線変更を支援したり、これ以上速度を出すと危険なカーブ曲率の大きい道路で加速制御をしてしまう、という課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、自車と周囲車両との相対情報のみならず、道路情報を考慮して、適切に車線変更支援を行う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】
車線変更支援装置は、車線変更を支援する機能を許可する第１の制御モードと、車線変更を支援する機能を禁止する第２の制御モードと、自車が走行する道路情報を取得する道路情報取得部と、自車と周囲車両との相対情報を取得する相対情報取得部と、道路情報取得部が取得した道路情報に基づいて制御モードを選択する選択部と、周囲情報取得部が取得した相対情報及び選択部が選択した制御モードに基づいて自車を制御する制御部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自車と周囲車両との相対情報のみならず、道路情報を考慮して、適切に車線変更支援を行う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】
（第１の実施形態）
以下、第一の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、車線変更支援装置を含む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１０１は、外界を認識する各種センサ（前方カメラ２，側方ミリ波レーダ３，４，後方ミリ波レーダ５，車輪速センサ２２，レーザレーダ２３）、当該センサが取得した情報に基づき走行支援するための各種アクチュエータ（ステアリング制御機構１０，ブレーキ制御機構１３，エンジン制御機構２０）、各種アクチュエータへの指令値を演算する車線変更支援装置１、当該車線変更支援装置１からの指令値に基づき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、当該指令値に基づきブレーキ制御機構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、及び当該指令値に基づきエンジン制御機構２０を制御しエンジンのトルク出力を調整するエンジン制御装置１９と、を備える。車線変更支援装置１，ステアリング制御装置８，ブレーキ制御装置１５及びエンジン制御装置１９は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して接続される。
【００１２】
前方カメラ２は、前方のレーンマーカの位置及び種類，法定制限速度等の道路情報を取得する。レーザレーダ２３，側方ミリ波レーダ３，４，後方ミリ波レーダ５は、自車と周囲車両の相対情報を検出する。尚、センサの構成は、こ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。これらのセンサ信号が、車線変更支援装置１に入力される。
【００１３】
ここで、第１，第２及び第５の実施例では、道路情報とは、レーンマーカの位置や種類，自車の進行方向の車線数，隣車線の有無，交差点の有無，横断歩道の有無，工事の有無，渋滞の有無，路地の有無，対向車の有無，停止車両の有無，路面状態のうち少なくとも一つを示すものとして記載する。又、本稿では、相対情報とは、自車と周囲車両の相対距離及び相対速度を示すものとして記載するが、自車と周囲車両との間の相対的な他の情報を含んでもよい。
【００１４】
車線変更支援入力装置１１は、車線変更支援装置１にドライバの意思を示す情報を入力する。車線変更支援入力装置１１としては、例えば、方向指示器が用いられ、そのＯＮ，ＯＦＦ情報によって車線変更支援を行うか否かが決定される。但し、車線変更支援入力装置１１は、方向指示器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。
【００１５】
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の踏力を、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，１６ＦＲ，１６ＲＬ，１６ＲＲは、ピストン，パッド等から構成されており、マスタシリンダ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する。
【００１６】
ブレーキ制御装置１５には、コンバインセンサ１４（前後加速度，横加速度，ヨーレートの検出器）からのセンサ信号、各輪に設置された車輪速センサ２２ＦＬ，２２ＦＲ，２２ＲＬ，２２ＲＲからのセンサ信号、車線変更支援装置１からのブレーキ力指令、及び、ステアリング制御装置８を介したハンドル角検出装置２１からのセンサ信号が入力される。又、ブレーキ制御装置１５の指令は、ポンプ（不図示）、制御バルブを有するブレーキ制御機構１３に出力され、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。更に、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、車線変更支援装置１が、ブレーキ制御装置１５にブレーキ指令を送信することで、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、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他のアクチュエータを用いてもよい。
【００１７】
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９を制御しアシストトルクを発生させる。ドライバの操舵トルクと、モータ９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１０に伝わり、路面反力としてドライバに伝わる。
【００１８】
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、車線変更支援装置１は、ステアリング制御装置８に操舵力指令を送信することで、前輪を任意の切れ角に制御することができる。但し、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他のアクチュエータを用いてもよい。
【００１９】
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、エンジン制御装置１９に入力される。エンジン制御装置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及び燃料噴射量等を調節し、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、エンジン制御装置１９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、車線変更支援装置１は、エンジン制御装置１９に加速指令を送信することで、車両に任意の加速度を発生させることができる。
【００２０】
尚、ブレーキ制御装置１５，ステアリング制御装置８、及びエンジン制御装置１９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力装置等を備える。
【００２１】
以上の走行支援装置１０１で、車線変更支援装置１が周囲の状況に応じてブレーキによる減速制御，エンジンによる加速制御，ステアリングによる操舵制御を適切に行うことで、車線変更を支援できる。
【００２２】
図２は、車線変更支援装置１の処理部のブロック図である。
【００２３】
地図情報データベース（以下、地図情報ＤＢ）３１には、ノード情報，リンク情報等が格納され、ノード情報は、道路情報を含む。
【００２４】
自車位置検出部３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System：衛星航法システム）のような人工衛星などにより自車位置を検出する他、車速とジャイロなどの方位センサが取得した情報を組み合わせて車両の移動ベクトルを積分することにより自車位置を演算してもよく、更に、ＧＰＳにより検出された自車位置の信号との組み合わせにより自車位置を演算してもよい。尚、本実施形態では自車位置検出部３０と地図情報ＤＢ３１は車線変更支援装置１の内部に設けているが、ナビゲーションシステム等の内部に設け、ナビゲーションシステムから自車位置や道路情報を取得してもよい。
【００２５】
道路情報取得部３２は、自車位置検出部３０が演算した自車位置に基づいて地図情報ＤＢ３１にアクセスし、道路情報を取得する。又、道路情報取得部３２は、前方カメラ２から得られた画像から道路情報を検出し、ＶＩＣＳ（不図示）から渋滞情報を取得する。そして、ここで得られた情報を制御モード選択部３３へ出力する。尚、道路情報取得部３２は、車線変更支援を開始してから終了するまでかかる時間を考慮し、その間に進む道路の情報を取得することが望ましい。但し、道路情報の取得方法及び道路情報は上記に限定するものではない。
【００２６】
制御モード選択部３３は、道路情報取得部３２から得られた情報に基づき制御モードを選択し、制御モードを車線変更制御部３７及び制御モード報知部３５に出力する。
【００２７】
制御モードとは、車線変更支援の機能を右車線に向けた車線変更を支援する機能と、左車線に向けた車線変更を支援する機能に分け、各機能の許可、禁止を組み合わせた制御状態をいう。尚、車線変更を支援する機能とは、車線変更できるか否かを判断し、車線変更ができないと判断した場合に加速制御又は減速制御をして車線変更できる位置へ制御し、車線変更ができると判断した場合は、操舵制御をして車線変更する機能である。右車線へ向けた車線変更支援を許可し、左車線へ向けた車線変更支援を禁止する制御モードでは、車線変更支援装置１は、右車線へ向けた車線変更のみ支援し、逆に左車線へ向けて車線変更する際に車線変更を支援しない。
【００２８】
制御モードの選択部３３は、制御モード選択テーブルを保持する。図３は、第１の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図である。
【００２９】
制御モード選択部３３は、当該テーブルを参照し、制御モードを選択する。但し、当該テーブルを用いることに限定するわけではなく、例えば、片側１車線であっても、対向車がいない場合には車線変更を許可するなどの判断をしてもよい。他の例としては、自車がそのまま走行すると衝突の危険がある場合は、車線変更支援を禁止し衝突を防止するために自動ブレーキを掛ける制御モードを設けてもよい。尚、交通ルールは国によって異なるため、その国に適した制御モード選択部を構築することが望ましい。
【００３０】
制御モード切替え入力部３４は、ダイヤルなどの入力装置で構成され、ドライバの入力に基づき上記制御モードを切換える。但し、入力装置はダイヤルに限定するものではない。
【００３１】
制御モード報知部３５は、制御モード選択部３３から入力された制御モードに基づき、制御モードがどの状態にあるかドライバに報知する。図４は、制御モード報知部３５がドライバに報知するための表示画面を示す図である。
【００３２】
制御モード報知部３５は、制御モードに基づいて車線変更を支援できる方向の矢印を表示し、支援できない方向の矢印を表示しないことで、車線変更支援装置１が支援できる機能をドライバに報知する。図４では右車線へ向けた車線変更支援のみが許可されており、左車線へ向けた車線変更等の支援は禁止されている。又、後述の実施例のように、例えば、前後の加減速制御を許可し、操舵制御を禁止するような場合には、自車の前後方向へ向けた矢印が表示され、左右方向へ向けた矢印は表示されない。又、矢印を表示せずに、車線変更支援が許可されている場合は単に「車線変更支援可」等の文字を表示し、許可されない場合は何も表示しない、といった態様であってもよい。更に、音声などの別の伝達方法を用いてもよい。このような制御モード報知部を設けることで、ドライバは車線変更する前に車線変更を支援してもらえるか否かを知ることができる。
【００３３】
周囲車両情報取得部３６は、まず、車輪速センサ２２が検出した情報に基づいて自車速度を推定する。例えば、４つの車輪速センサの中で一番高い値を自車速度としてもよいし、車輪速センサの平均値を用いてもよいし、その他の方法を用いてもよい。次に、周囲車両情報取得部３６は、上記推定自車速度と前方レーザレーダ２３，側方ミリ波レーダ３，４及び後方ミリ波レーダ５等の情報に基づいて、自車とその周囲車両の相対情報を算出し、ここで求めた周囲車両の相対情報を車線変更制御部３７に出力する。
【００３４】
尚、周囲車両情報取得部３６が制御モード選択部３３へ、自車と周囲車両との相対情報を出力する形態については、第４の実施形態において説明する。
【００３５】
車線変更制御部３７は、上記制御モードと上記周囲車両との相対情報に基づいて、エンジン制御装置１９への目標加速度，ブレーキ制御装置１５への目標減速度，ステアリング制御装置８への目標操舵角を、車内ネットワークを介して出力する。但し、車線変更制御部３７からエンジン制御装置１９，ブレーキ制御装置１５，ステアリング制御装置８への目標値は上記に限定しない。
【００３６】
尚、上記各々の処理部は、一般にはソフトウェアであり、ＣＰＵが記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ハードディスク等）からプログラムを主記憶装置（ＲＡＭ等）に読み込み、実行することにより種々の処理を行う。これらのプログラムや地図情報などのデータは、予め記憶装置に格納しておいてもよいし、他の記憶媒体から入力してもよいし、ネットワーク経由で情報センタ等にある他の装置からダウンロードしてもよい。又、上記各々の処理部を、専用のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実現してもよい。
【００３７】
図５は、車線変更支援のフローチャートである。
【００３８】
まず、周囲車両情報取得部３６は、周囲車両との相対情報を算出する（Ｓ５０１）。次に、道路情報取得部３２は、道路情報を取得する（Ｓ５０２）。次に、制御モード選択部３３は、制御モードを選択する（Ｓ５０３）。次に、制御モード報知部３５は、ドライバに制御モードを報知する（Ｓ５０４）。最後に、車線変更制御部３７は、制御モードに応じた車線変更支援を実施する（Ｓ５０５）。尚、制御モードを報知するタイミングは図５に限定するものではなく、例えば、ドライバが車線変更支援入力装置１１をＯＮにした時でもよい。
【００３９】
図６は、車線変更制御部３７のフローチャートである。
【００４０】
まず、車線変更制御部３７は、ドライバによる車線変更支援入力装置１１への車線変更支援開始の入力（例えば、方向指示器の入力）があるか否かを判定し（Ｓ６１１）、ある場合はＳ６１２へ進み、ない場合は処理を終了する。次に、車線変更制御部３７は、制御モードでドライバが車線変更したい方向（例えば、方向指示器が点滅している方向）へ向けた車線変更支援が許可されているか否かを判定する（Ｓ６１２）。許可されている場合はＳ６１３へ進み、許可されていない場合は処理を終了する。Ｓ６１１及びＳ６１２は、車線変更支援条件が成立するか否かを判定するためのステップであり、このようなステップを含むことで、制御モードに応じた車線変更の支援を禁止することできる。
【００４１】
次に、自車と他車との相対位置及び相対速度からすぐに車線変更することができるか否かを判定し（Ｓ６１３）、車線変更できると判断した場合はＳ６１９へ、車線変更できないと判定した場合はＳ６１４へ進む。
【００４２】
Ｓ６１９では、車線変更制御部３７が前方カメラより自車位置と車線変更する目標位置の間の距離を検出し、当該自車位置が当該目標位置に一致するように目標操舵角を生成し、ステアリング制御装置８に当該目標操舵角を送信する。ステアリング制御装置８は、当該目標操舵角に向けて、ロータリエンコーダ（不図示）から取得した実舵角を操舵制御する。
【００４３】
図７は、車線変更の目標スペースを決定するためのフローチャート（図６のＳ６１４）である。目標スペースとは、車線変更支援装置１が車線変更する時、自車が入ろうとする隣車線に存在する車両間のスペースである。
【００４４】
まず、車線変更制御部３７は、目標スペースを決定する際に基準となる基準車両を設定する（Ｓ７１１）。基準車両は、車線変更した時（一定時間後）、相対距離が一番小さい隣車線の車両とする。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。次に、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（Ｓ７１２）。基準車両の前にいると判断した場合は、基準車両の前を目標スペースと設定する（Ｓ７１３）。又、基準車両の前にいない（後ろにいる）と判断した場合は、基準車両の後ろを目標スペースと設定する（Ｓ７１４）。Ｓ７１３及びＳ７１４の後、Ｓ６１５へ進む。以上により、自車と他車と相対位置，相対速度に応じて車線変更する目標スペースを決定できる。但し、車線変更する目標スペースの決定方法は上記に限定しない。
【００４５】
次に、Ｓ６１５の目標速度の算出方法について詳細を述べる。車線変更制御部３７は、自車と隣車線にいる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、当該相対距離に応じて発生する力が変化する仮想バネ・ダンパモデルを自車の前方に設ける。又、自車と隣車線にいる目標スペースの後方車両との相対距離が第２の所定値以下で作用し、当該相対距離に応じて発生する力が変化する仮想バネ・ダンパモデルを自車後方に設ける。尚、第１，第２の所定値は、それぞれ車線変更支援をしたときに自車のドライバが恐怖心を感じない距離と目標スペースの後方車両のドライバが恐怖心を感じない距離に設定することが望ましい。そして、（１）〜（４）式のように自車前方に設けたバネ・ダンパモデルが発生する力と、自車後方に設けたバネ・ダンパモデルの発生する力の合力に基づき自車両の目標速度Ｖrefを算出する。
【００４６】
【数１】
2009274594.tif 000003
【００４７】
【数２】
2009274594.tif 000004
【００４８】
【数３】
2009274594.tif 000005
【００４９】
【数４】
2009274594.tif 000006
【００５０】
但し、自車と他車の相対情報は、自車の重心位置に原点、Ｘ軸を車両の前方とする座標系で表す。自車と周囲車両との重心間の相対情報は、ＸiとＶi（ｉ＝１，２）とする。Ｍは質量、ｓはラプラス演算子、Ｆi（ｉ＝１，２）は力、Ｌ0は自車両の全長、Ｌiは周囲車両ｉの全長を表す。
2009274594.tif 000007
は仮想バネ・ダンパモデルの自然長（ｉ＝１，２）、
2009274594.tif 000008
はバネ・ダンパモデルの変化量の最大値、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、ｉ＝１は目標スペースの前方車、ｉ＝２は目標スペースの後方車を表す。車線変更制御部３７が上記目標速度に向けて車両速度を制御することで、自車と周囲車両の間に十分な車間距離が確保され、自車は目標スペースへ向けて車線変更できる状態になる。
【００５１】
次に、車線変更制御部３７が上記目標速度が上記自車速度より大きいか否かを判定し（Ｓ６１６）、大きい場合はＳ６１７へ、小さい場合はＳ６１８へ進む。Ｓ６１７では、車線変更制御部３７が上記目標速度と上記自車速度に基づいてエンジン制御装置へ目標加速度を出力し、加速制御をする。一方、Ｓ６１８では、車線変更制御部３７が目標速度と推定自車速度に基づいてブレーキ制御装置へ目標減速度を出力し、減速制御をする。但し、車線変更制御部３７は、上記に限定するものではない。
【００５２】
図８は、第１の実施形態の適用例を示す図である。
【００５３】
図８（ａ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として自車の右側に車線がないことと、左側のレーンマーカが白い点線であることを認識する。そして、制御モード選択部３３が、当該道路情報に基づき右車線へ向けた車線変更支援を禁止し、左車線へ向けた車線変更を許可する制御モードを選択する（図３のＮo.２）。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき左車線に向けた車線変更のみ支援できる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づきドライバの左車線へ向けた方向指示器の入力があった場合にのみ、車線変更を支援する。
【００５４】
図８（ｂ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として自車の左側に車線がないことと、右側のレーンマーカが黄色と白い点線の２重線で自車側が白い点線であることを認識する。そして、制御モード選択部３３が、当該道路情報に基づき左車線へ向けた車線変更支援を禁止し、右車線へ向けた車線変更を許可する制御モードを選択する（図３のＮo.３）。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき右車線に向けた車線変更のみ支援できる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき、ドライバの右車線へ向けた方向指示器の入力があった場合にのみ、車線変更を支援する。
【００５５】
図８（ｃ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として片側１車線であることを認識する。そして、制御モード選択部３３が、当該道路情報に基づき左右の車線へ向けた車線変更支援を禁止する制御モードを選択する（図３のＮo.４）。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき、車線変更支援ができない旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき、車線変更支援を禁止する。
【００５６】
以上より、道路状況に応じて右車線へ向けた車線変更支援と、左車線へ向けた車線変更支援を適切に制限することができる。その結果、法律を違反しないように、車線変更の機能を制限することができる。更に、法律で車線変更が認められている状況でも、周囲の状況から車線変更が危険であるような場合、車線変更支援を禁止することができるので、安全性を向上させることができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、車線変更支援を、前後に加減速制御する機能と操舵制御する機能に分け、各機能の許可，禁止を組み合わせて制御モードを定義する。図９は、第２の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図である。
【００５８】
車線変更制御部３７のフローチャートは、基本的に第１の実施形態と同じである。但し、図６のＳ６１２の判定が必要ない。又、車線変更制御部３７は、制御モードに基づき、加減速制御が禁止されている時はＳ６１７の加速制御とＳ６１８の減速制御を実施せず、操舵制御が禁止されている時はＳ６１９の操舵制御を実施しない。
【００５９】
図１０は、第２の実施形態の適用例を示す図である。
【００６０】
図１０（ａ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として加減速制御と操舵制御の妨げとなる道路でないことを認識する。次に、制御モード選択部３３は、当該道路情報に基づき、加減速制御及び操舵制御を許可する制御モードを選択する（図９のＮo.１）。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき加減速制御及び減速制御ができる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づきドライバの方向指示器の入力に応じて、車線変更を支援する。
【００６１】
図１０（ｂ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として車線変更する車線に路地が存在することを認識する。次に、制御モード選択部３３は、当該道路情報に基づき加減速制御を許可、操舵制御を禁止する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき加減速制御のみ支援できる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき、加減速制御のみ車線変更を支援する。
【００６２】
図１０（ｃ）では、まず、道路情報取得部３２は、道路情報として片側１車線であることを認識する。次に、制御モード選択部３３は、当該道路情報に基づき加減速制御及び操舵制御を禁止する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき、加速制御及び操舵制御ができない旨をドライバに伝える。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき、加減速制御及び操舵制御を禁止する。
【００６３】
以上より、道路状況に応じて加減速制御と操舵制御を適切に制限することができる。その結果、法律を違反しないように、車線変更の機能を制限することができる。更に、周囲の状況から車線変更が危険であるような場合、車線変更支援を禁止することができるので、安全性を向上させることができる。
【００６４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、制御モード選択部３３は、車線逸脱防止制御で用いられる制御ラインから、自車線及び車線変更する車線の危険度を予測し、それに基づいて制御モードを選択する。
【００６５】
図１１は、車線逸脱防止制御装置の動作を示す図である。車線逸脱防止制御装置は、車線からの逸脱を防止するための装置である。
【００６６】
図１１（ａ）では、車線逸脱防止制御装置は、自車が走行する車線の少し内側に逸脱回避制御用の閾値３８を設け、自車がその逸脱回避制御用の閾値３８を逸脱しそうになった場合に片側のブレーキを制御する、又はステアリング制御して自車を自車線内に戻す。
【００６７】
図１１（ｂ）では、方向指示器が入力された場合、ドライバに車線を超える意思があると判断し、方向指示器が入力された方向の逸脱回避制御用の閾値を無くす。以上により、車線逸脱防止制御装置は、ドライバの意思がある場合には制御せず、ドライバが意図していない車線逸脱の場合には車線逸脱防止するためのブレーキ制御又はステアリング制御をし、車線逸脱を防止できる。
【００６８】
以上の制御に加えて、図１１（ｃ）では、車線逸脱防止制御装置は、自車と衝突するリスクがある対象（図中では停止車両）に対して逸脱回避制御用の閾値を補正する。そうすることで、車線逸脱防止制御装置は、自車と障害物が接近した場合にブレーキ制御又はステアリング制御をすることができ、自車と障害物との衝突を防止することができる。道路情報取得部３２は、上記逸脱回避制御用の閾値を道路情報として取得し制御モード選択部３３に出力する。
【００６９】
図１２は、第３の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図である。
【００７０】
制御モード選択部３３は、逸脱回避制御用の閾値３８から、自車が車線変更をする時に衝突のリスクがあるか否かを推定する。制御モード選択部３３は、衝突のリスクが無いと判断した場合には車線変更の支援を許可し、衝突のリスクがあると判断した場合には車線変更の支援を禁止する。衝突のリスクがあるか否かの判断は、例えば車線変更する時に通る軌道上に逸脱回避制御用の閾値があるか否かで判断することができる。
【００７１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、制御モード選択部３３は、法定速度やカーブ曲率から求めた制限速度の道路情報に基づいて制御モードを決定する。
【００７２】
第１の実施形態の相違点は、以下３点が挙げられる。１点目は、道路情報取得部３２が道路情報として法定最高速度，カーブ曲率、及び「カーブ曲率から算出した制限速度」のうち少なくとも一つを検出することである。法定最高速度は、道路情報取得部３２が自車位置に基づいて地図情報ＤＢ３１にアクセスして取得する。但し、上記に限定せず、時刻に応じて制限速度が変わるエリアでは、自車位置と現在の時刻に基づいて地図情報ＤＢ３１へアクセスし法定最高速度を算出してもよい。又、カメラ画像から標識を認識して法定最高速度を検出してもよい。一方、「カーブ曲率から算出した制限速度」とは、地図情報ＤＢ３１から得たカーブ曲率から自車がカーブを安全に走行できる速度として算出されるものである。２点目は、車線変更支援装置１が車線変更の支援を全て許可する制御モードと車線変更の支援を全て禁止する制御モードを有することである。３点目は、制御モード選択部３３が上記法定最高速度又は上記制限速度と周囲車両との相対情報に基づいて最高速度以下で車線変更できるか否かを判断し、制御モードを決定することである。
【００７３】
車線変更支援のフローチャートは、基本的に第１の実施形態と同じである。但し、図６のＳ６１２の判断が、「制御モードで車線変更支援が許可されているか？」に置き換わる。又、図７の目標スペース決定のフローチャートは、図１３に置き換わる。
【００７４】
図１３は、制御モード選択部３３のフローチャートである。制御モード選択部３３には、道路情報として道路情報取得部３２から上記法定最高速度又は上記制限速度が入力される。図１３では法定最高速度とするが、「カーブ曲率から算出した制限速度」と置き換えることで、カーブにも適用できる。図１３のＳ７１１〜Ｓ７１３，Ｓ７１４は、図７のステップと同じである。
【００７５】
Ｓ７１３の後、制御モード選択部３３は、車線変更支援した時に上記目標スペースに法定最高速度以下で車線変更できるか否かを判定する（Ｓ１３０１）。上記判断基準は特に限定しないが、ある一定時間（例えば、車線変更にかかる２秒程度）周囲車両が等速で動くと仮定した時に（１）式で求めた目標速度が法定最高速度以下か否かで判断する。目標速度が法定最高速度以下である場合、制御モード選択部３３は、車線変更支援を許可する制御モードを選択し（Ｓ１３０２）、処理を終了する。又、目標速度が法定最高速度以下でない場合、制御モード選択部３３は、上記目標スペースには法定最高速度以下で車線変更できないと判断し、目標スペースを基準車両の後ろに設定する（Ｓ７１４）。次に、制御モード選択部３３は、Ｓ７１４で設定した目標スペースに法定最高速度以下で車線変更できるか否かを判定し（Ｓ１３０３）、車線変更支援できる場合、Ｓ１３０２へ進んでから処理を終了し、車線変更できない場合、車線変更支援を禁止する制御モードを選択して（Ｓ１３０４）、処理を終了する。尚、Ｓ１３０２の判断基準は、Ｓ１３０１と同様の判定が望ましい。以上により、制御モード選択部３３は、法定最高速度以下で車線変更できない場合には車線変更の支援を禁止する制御モードを、法定最高速度以下で車線変更できる場合に車線変更の支援を許可する制御モードを選択できる。
【００７６】
図１４は、第４の実施形態の適用例を示す図である。
【００７７】
図１４（ａ）では、法定最高速度に基づき車線変更支援を許可する制御モードを選択する。まず、道路情報取得部３２は、道路情報としてカメラ画像から法定最高速度が６０［km／ｈ］であることを認識する。次に、周囲車両情報取得部３６が他車１，２の速度が５０［km／ｈ］、自車速度が４０［km／ｈ］であることを認識する。制御モード選択部３３は、当該法定最高速度と当該周囲車両情報から、車線変更するのに法定最高速度を超えないと判断し、車線変更支援を許可する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき車線変更支援ができる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードと方向指示器の入力された方向に応じて、車線変更を支援する。
【００７８】
図１４（ｂ）では、法定最高速度に基づき車線変更支援を禁止する制御モードを選択する。まず、道路情報取得部３２は、道路情報として法定最高速度が４０［km／ｈ］であることを認識する。次に、周囲車両情報取得部３６が車線変更する車線の車両１，２の速度が５０［km／ｈ］、自車速度が４０［km／ｈ］であることを認識する。制御モード選択部３３は、当該法定最高速度と当該周囲車両情報に基づき車線変更するのに法定最高速度を超えると判断し、車線変更支援を禁止する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき車線変更支援ができない旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき車線変更を支援しない。
【００７９】
図１４（ｃ）では、カーブ曲率に基づき車線変更支援を許可する制御モードを選択する。まず、道路情報取得部３２は、道路情報としてカーブ曲率を検出する。次に、カーブ曲率よりカーブを安全に曲がれる制限速度が６０［km／ｈ］であると算出する。次に、周囲車両情報取得部３６が他車１，２の速度が５０［km／ｈ］、自車速度が４０［km／ｈ］であることを認識する。制御モード選択部３３は、車線変更を支援した時に当該制限速度を超えないと判断し、車線変更支援を許可する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき車線変更支援ができる旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードと当該相対情報と方向指示器の入力された方向に応じて、車線変更を支援する。
【００８０】
図１４（ｄ）では、カーブ曲率に基づき車線変更支援を禁止する制御モードを選択する。まず、道路情報取得部３２は、道路情報としてカーブ曲率を検出する。そして、カーブ曲率よりカーブを安全に曲がれる制限速度を４０［km／ｈ］であると算出する。次に、周囲車両情報取得部３６が他車１，２の速度が５０［km／ｈ］、自車速度が４０［km／ｈ］であることを認識する。制御モード選択部３３は、車線変更を支援した時に上記制限速度を超えると判断し、車線変更支援を禁止する制御モードを選択する。制御モード報知部３５は、当該制御モードに基づき車線変更支援ができない旨をドライバに報知する。車線変更制御部３７は、当該制御モードに基づき車線変更を支援しない。
【００８１】
図１４（ａ）〜（ｄ）に示すように、道路の法定最高速度やカーブ曲率で決まる制限速度に応じて車線変更支援を適切に禁止することができる。その結果、法定最高速度を守り、カーブでの安全性を向上させた車線変更支援システムを実現することができる。
【００８２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、制御モード選択部３３は、センサ状態を示す情報（以下、センサ状態）に基づいて制御モードを決定する。
【００８３】
図１５は、第５の実施形態における車線変更支援装置１の処理部のブロック図を示す図である。第１の実施形態のブロック図との相違点は、道路情報取得部３２がセンサ状態取得部４０になっていることである。センサ状態取得部４０は、レーンマーカを認識する前方カメラ２，前方レーザレーダ２３，側方ミリ波レーダ３，４，後方ミリ波レーダ５のそれぞれセンサが、正常に認識対象を認識できない状態か否かを示すセンサ状態を取得する。センサが正常に認識対象を認識できない状態とは、一つは異常検出部（不図示）がセンサの電源電圧やセンサ出力からセンサが故障していることを検出した状態をいう。例えば、レーザレーダ２３やミリ波レーダ３，４，５では、例えば、相対速度１０［km／ｈ］であるにも関わらず、車間距離が一定状態である場合に、センサが故障している、即ち、センサが正常に認識対象を認識できないと判断する。他にセンサが正常に認識対象を認識できない状態としては、雨量をワイパーの起動信号で推定したり、天候や季節や時間から明るさを推定したり、明るさを直接認識したりして、カメラ２がレーンマーカを認識できなくなったと判断し、センサが正常に認識対象を認識できない状態であると判断してもよい。更に、レーンマーカが消えかかっている又は工事中で正常に書かれておらずレーンマーカが認識できない場合に正常に認識対象を認識できない状態と判断してもよい。
【００８４】
車線変更支援のフローチャートは、基本的に第１の実施形態と同じである。但し、図５のＳ５０２が、「センサ状態検出」に置き換わる。
【００８５】
図１６は、第５の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図である。本実施例では、制御モードを加減速制御と操舵制御に分割し、各機能の許可，禁止を組み合わせて制御モードを定義する。
【００８６】
全てのセンサが正常な場合は、加減速制御及び操舵制御を許可する。又、前方カメラだけがレーンマーカを正常に認識できない場合は、操舵制御は禁止し、加減速制御は許可する。上記に挙げた２つ以外の場合は、加減速制御及び操舵制御を禁止する。制御モード選択部３３は、図１６のテーブルを参照し、制御モードを選択する。
【００８７】
以上により、センサ状態に応じて適切に制御モードを変更することができ、従来は車線変更支援を禁止していた前方カメラが異常な状況であっても、車線変更支援の機能の一部である加減速制御を継続できる。又、センサが異常なときに、車線変更の支援を禁止できるので、車線変更支援装置の安全性を向上させることができる。
【００８８】
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】
【００８９】
【図１】走行支援装置を示す図。
【図２】車線変更支援装置の処理部のブロック図。
【図３】第１の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図。
【図４】制御モード報知部がドライバに報知するための表示画面を示す図。
【図５】車線変更支援のフローチャート。
【図６】車線変更制御部のフローチャート。
【図７】車線変更の目標スペースを決定するためのフローチャート。
【図８】第１の実施形態の適用例を示す図。
【図９】第２の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図。
【図１０】第２の実施形態の適用例を示す図。
【図１１】車線逸脱防止制御装置の動作を示す図。
【図１２】第３の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図。
【図１３】制御モード選択部のフローチャート。
【図１４】第４の実施形態の適用例を示す図。
【図１５】第５の実施形態の車線変更支援装置の処理部のブロック図。
【図１６】第５の実施形態の制御モード選択テーブルを示す図。
【符号の説明】
【００９０】
１  車線変更支援装置
２  カメラ
３，４  側方ミリ波レーダ
５  後方ミリ波レーダ
６  ハンドル
７  操舵トルク検出装置
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  エンジン制御装置
２０  エンジン制御機構
２１  ハンドル角検出装置
２２ＦＬ〜２２ＲＲ  車輪速センサ
２３  レーザレーダ
３０  自車位置検出部
３１  地図情報データベース
３２  道路情報取得部
３３  制御モード選択部
３４  制御モード切替え入力部
３５  制御モード報知部
３６  周囲車両情報取得部
３７  車線変更制御部
１０１  走行支援装置
【図１】
2009274594.tif 000009
【図２】
2009274594.tif 000010
【図３】
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【図４】
2009274594.tif 000012
【図５】
2009274594.tif 000013
【図６】
2009274594.tif 000014
【図７】
2009274594.tif 000015
【図８】
2009274594.tif 000016
【図９】
2009274594.tif 000017
【図１０】
2009274594.tif 000018
【図１１】
2009274594.tif 000019
【図１２】
2009274594.tif 000020
【図１３】
2009274594.tif 000021
【図１４】
2009274594.tif 000022
【図１５】
2009274594.tif 000023
【図１６】
2009274594.tif 000024