(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両と先行車両との間の車間距離が目標車間距離と一致するように自車両の速度を制御する車間距離制御手段と、
運転者の操舵操作によらず操舵トルクを制御可能な自動操舵手段と、
自車両が車線を維持して走行するように、前記操舵トルクの制限値の範囲内で前記自動操舵手段を制御する車線維持制御手段と、を備え、
前記操舵トルクの制限値は、前記車線維持制御手段により前記操舵トルクが制御された場合でも運転者がステアリングホイールを手放すことのない値に設定された車両用総合制御装置において、
車両前方の道路状況を検知する道路環境検知手段と、
当該道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて、前記操舵トルクの制限値の範囲内で車線維持を行うことの可能な車線維持継続可能速度を推定する車線維持継続可能速度推定手段と、
前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記車線維持継続可能速度に応じて前記車間距離制御手段で制御される車速に制限を加える車間距離制御制限手段と、を備えることを特徴とする車両用総合制御装置。
【請求項２】
前記車間距離制御制限手段は、前記道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づき車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態と前記車線維持継続可能速度とに応じて前記車間距離制御手段で制御される車速を制限するようになっていることを特徴とする請求項１記載の車両用総合制御装置。
【請求項３】
前記道路環境検知手段は、前記車線維持制御手段に設けられ且つ走行車線における自車両位置を検出するための車両前方検知手段と、自車両の現在位置を検出し予め記憶する地図情報に基づいて自車両周辺の道路情報を検出する道路情報処理手段又は自車両前方の路面状態に関する情報を情報提供装置から受信する情報受信手段との少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項２記載の車両用総合制御装置。
【請求項４】
前記車線維持継続可能速度推定手段は、前記道路情報処理手段又は前記情報受信手段で検知される車両前方の道路情報と前記操舵トルクの制限値とから、前記車線維持継続可能速度を推定するようになっていることを特徴とする請求項３記載の車両用総合制御装置。
【請求項５】
前記車間距離制御制限手段は、加速度を制限することにより、前記車間距離制御手段における車速を制限するようになっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用総合制御装置。
【請求項６】
前記車間距離制御制限手段は、前記車線維持継続可能速度と、自車両の速度が前記車線維持継続可能速度に達すると予測される車両前方位置までの距離と、現在の自車両の速度とに応じて、前記加速度を制限するようになっていることを特徴とする請求項５記載の車両用総合制御装置。
【請求項７】
前記車間距離制御手段は、自車両の速度を設定車速以下に制御し且つ前記先行車両が存在しないときには前記設定車速となるように速度制御を行う手段であって、
前記車間距離制御制限手段は、前記車間距離制御手段によって自車両の速度が前記設定車速となるように加速制御されるときにのみ、前記自車両の速度又は加速度を制限するようになっていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車両用総合制御装置。
【請求項８】
前記道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態に基づいて前記カーブを通過時に必要な操舵トルクを検出する必要操舵トルク検出手段と、
前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記必要操舵トルク検出手段で検出される必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間を検出し、当該トルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるとき、前記操舵トルクの制限値をより大きな値に変更する操舵トルク制限値変更手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の車両用総合制御装置。
【請求項９】
自車両と先行車両との間の車間距離が目標車間距離と一致するように自車両の速度を制御する車間距離制御手段と、
運転者の操舵操作によらず操舵トルクを制御可能な自動操舵手段と、
自車両が車線を維持して走行するように、前記操舵トルクの制限値の範囲内で前記自動操舵手段を制御する車線維持制御手段と、を備え、前記操舵トルクの制限値は、前記車線維持制御手段により前記操舵トルクが制御された場合でも運転者がステアリングホイールを手放すことのない値に設定された車両用総合制御装置において、
車両前方の道路状況を検知する道路環境検知手段と、
当該道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態に基づいて前記カーブを通過時に必要な操舵トルクを検出する必要操舵トルク検出手段と、
前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記必要操舵トルク検出手段で検出される必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間を検出し、当該トルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるとき、前記操舵トルクの制限値をより大きな値に変更する操舵トルク制限値変更手段と、を備えることを特徴とする車両用総合制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両の走行状態を制御して、先行車両と自車両との間の車間距離を制御すると共に、操舵トルクを制御して、自車両が走行車線の中央付近を維持して走行するように車線維持制御を行うようにした車両用総合制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両が走行車線の中央付近を維持して走行するように、走行車線の基準位置からの自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、操舵トルクを発生する操舵アクチュエータを制御して、運転者の車線維持操作による負荷を低減するようにした車線維持装置等が知られている。また、先行車両が存在しない場合には、車速を設定車速に保って走行し、先行車両が存在する場合には、先行車両に追従するように速度制御を行って、車間距離を制御するようにした車間距離制御装置が知られている。
【０００３】
また、特開平１１−４２９５５号公報に記載されているように、カーブ走行中に、カーブの曲率と自車速とに応じて加速を制限することによってカーブでの無理のない走行を可能とするようにしたもの等も提案されている。
また、車線維持制御装置及び車間距離制御装置を共に備えた車両等も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車線維持制御装置は、車線中央付近を維持して走行できるように操舵トルクをステアリングシャフトに付加することで、車線に沿って走行しようとしている運転者の負荷を大幅に低減することを目的としている。しかしながら、付加する操舵トルクが大きすぎる場合には、ほとんどの走行シーンで運転者が操舵を全く行わなくても、カーブ等を走行することが可能となり、単に運転者の負荷を低減するばかりではなく、運転者に、あたかも車両が自動的に走行してくれるような錯覚を与えることがあり、運転者がステアリングホイールを持たずに走行するということも起こり得る。
【０００５】
そのため、運転者がステアリングホイールを放してしまわないように、車線維持制御装置によってステアリングシャフトに付加する操舵トルクを設定値以下に制限するようにしている。
このようにすることによって、大きな左右加速度が発生するような旋回状態にある場合には、運転者がステアリングホイールを放していると操舵トルクが不足して車線を逸脱してしまうので、運転者は、ステアリングホイールから手を放すことができなくなる。
【０００６】
一方、車間距離制御装置においては、基本的に先行車両に追従して走行している。例えば、設定車速が１００〔ｋｍ／ｈ〕程度と大きく、先行車両が、８０〔ｋｍ／ｈ〕程度と、設定車速よりも低速で走行している場合には、先行車両が車線変更する等、先行車両がいなくなった場合には、旋回中であっても、設定車速にまで加速することになる。
【０００７】
カーブが急な場合には、その曲率に応じて加速を制限する方法等もあるが、実際の左右加速度を検知したり、操舵角や車速から左右加速度を推定し、これに基づいて加速度の制限値を設定するようにしたものであって、ベース車両自体の旋回性能等に応じて設定されるものである。
このような二つの制御、つまり、車間距離制御と車線維持制御とが同時に作動した場合、旋回中に先行車両がいなくなった場合には、車間距離制御装置においては、自車速が設定車速となるように加速することになり、場合によっては左右加速度が増大し、車線維持制御において発生する操舵トルクでは車線を維持することができないという問題がある。
【０００８】
また、車線維持制御装置が単独で作動しているときに、運転者が旋回中に加速したことによって車線を逸脱することは、運転者の操作によって車線維持制御装置の限界に至って逸脱したわけであるから、自動運転と感じさせないためにも必要である。しかしながら、両方の制御装置が作動しており、運転者は、車速の制御も車間距離制御にある程度委ねているのにも関わらず、車間距離制御装置において自車速が設定車速となるように加速し、この加速に伴って車線維持制御において車線を維持することができなくなるということは、運転者に対し違和感を与えることになる。
【０００９】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、走行状況に関わらず、良好に、車線維持制御及び車間距離制御を行うことの可能な車両用総合制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る車両用総合制御装置は、自車両と先行車両との間の車間距離が目標車間距離と一致するように自車両の速度を制御する車間距離制御手段と、運転者の操舵操作によらず操舵トルクを制御可能な自動操舵手段と、自車両が車線を維持して走行するように、前記操舵トルクの制限値の範囲内で前記自動操舵手段を制御する車線維持制御手段と、を備え、前記操舵トルクの制限値は、前記車線維持制御手段により前記操舵トルクが制御された場合でも運転者がステアリングホイールを手放すことのない値に設定された車両用総合制御装置において、車両前方の道路状況を検知する道路環境検知手段と、当該道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて、前記操舵トルクの制限値の範囲内で車線維持を行うことの可能な車線維持継続可能速度を推定する車線維持継続可能速度推定手段と、前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記車線維持継続可能速度に応じて前記車間距離制御手段で制御される車速に制限を加える車間距離制御制限手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項１に係る発明では、例えば、走行車線における自車両位置を検出するための車両前方検知手段等の道路環境検知手段で検出される、車両前方の道路曲率等といった道路状況に基づいて、操舵トルクの制限値の範囲内で車線維持を行うことの可能な車線維持継続可能速度が推定される。そして、先行車両との車間距離が目標車間距離となるように自車両の速度を制御する車間距離制御手段と、自車両が走行車線に沿って走行するように操舵トルクを付与して操舵制御を行う車線維持制御手段とが共に作動しているときには、車間距離制御手段により制御される自車両の速度が車線維持継続可能速度に応じて制限される。
【００１２】
したがって、車両前方の道路状況に応じた車線維持継続可能速度に応じて自車両の速度を制限することによって、例えば、カーブを走行中に追従中の先行車両がいなくなり、自車両が設定車速まで加速する場合等であっても、操舵トルクの制限値の範囲内で車線維持が可能な範囲で加速することになるから、操舵トルクが不足し、車線を逸脱することはない。
【００１３】
また、請求項２に係る車両用総合制御装置は、前記車間距離制御制限手段は、前記道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づき車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態と前記車線維持継続可能速度とに応じて前記車間距離制御手段で制御される車速を制限するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
この請求項２に係る発明では、道路環境検知手段で検知される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、このカーブの継続状態と車線維持継続可能速度とに基づいて車間距離制御手段で制御される車速を制限する。したがって、例えばカーブが継続する場合等には、車速をより小さめに制限し、車速をより緩やかに変化させることによって、カーブの途中で車速が車線維持継続可能速度に達し、加速しなくなることを回避することができ、運転者に違和感を与えることなくより自然な速度制御を行うことが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に係る車両用総合制御装置は、前記道路環境検知手段は、前記車線維持制御手段に設けられ且つ走行車線における自車両位置を検出するための車両前方検知手段と、自車両の現在位置を検出し予め記憶する地図情報に基づいて自車両周辺の道路情報を検出する道路情報処理手段又は自車両前方の路面状態に関する情報を情報提供装置から受信する情報受信手段との少なくとも何れか一方であることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項４に係る車両用総合制御装置は、前記車線維持継続可能速度推定手段は、前記道路情報処理手段又は前記情報受信手段で検知される車両前方の道路情報と前記操舵トルクの制限値とから、前記車線維持継続可能速度を推定するようになっていることを特徴としている。
また、請求項５に係る車両用総合制御装置は、前記車間距離制御制限手段は、加速度を制限することにより、前記車間距離制御手段における車速を制限するようになっていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項６に係る車両用総合制御装置は、前記車間距離制御制限手段は、前記車線維持継続可能速度と、自車両の速度が前記車線維持継続可能速度に達すると予測される車両前方位置までの距離と、現在の自車両の速度とに応じて、前記加速度を制限するようになっていることを特徴としている。
また、請求項７に係る車両用総合制御装置は、前記車間距離制御手段は、自車両の速度を設定車速以下に制御し且つ前記先行車両が存在しないときには前記設定車速となるように速度制御を行う手段であって、前記車間距離制御制限手段は、前記車間距離制御手段によって自車両の速度が前記設定車速となるように加速制御されるときにのみ、前記自車両の速度又は加速度を制限するようになっていることを特徴としている。
【００１８】
この請求項７に係る発明では、車間距離制御手段では、自車両の速度が設定車速以下となるように制御し、且つ先行車両が存在しないときには設定車速となるように速度制御を行っている。このとき、車間距離制御制限手段では、車間距離制御手段によって、自車両の速度が設定車速となるように加速制御されるとき、つまり、追従中の先行車両が存在しなくなって設定車速まで加速するとき、或いは先行車両が設定車速よりも早い車速となるように加速するときにのみ自車両の速度又は加速度を制限する。
【００１９】
したがって、条件を満足するときにのみ制限を行って、車線維持制御手段による車線維持を可能にし、条件を満足しないときには、車線維持制御手段による車線維持はできないようにしているから、運転者に自動運転が可能であるという錯覚を与えることを回避することが可能となる。
また、請求項８に係る車両用総合制御装置は、前記道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態に基づいて前記カーブを通過時に必要な操舵トルクを検出する必要操舵トルク検出手段と、前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記必要操舵トルク検出手段で検出される必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間を検出し、当該トルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるとき、前記操舵トルクの制限値をより大きな値に変更する操舵トルク制限値変更手段と、を備えることを特徴としている。
【００２０】
この請求項８に係る発明では、道路環境検知手段で検知される車両前方の道路状況に基づいて、車両前方のカーブの継続状態が検出され、このカーブの継続状態に基づいて、このカーブを通過する際に必要な必要操舵トルクが検出される。そして、車間距離制御手段と車線維持制御手段とが共に作動しているときには、必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間が検出され、このトルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるときには、前記操舵トルクの制限値がより大きな値に変更される。したがって、トルク超過継続時間が短い場合には、一時的に操舵トルクの制限値をより大きな値に変更することによって、カーブ通過時には、カーブを通過する際に必要な必要操舵トルクが作用することになる。よって、自車両は車線から逸脱することはなく、また、このとき、車間距離制御手段により制御される自車両の速度又は加速度も車線維持継続可能速度或いはカーブの継続状態に応じて制限されるから、操舵トルクの制限値を低めに設定することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の請求項９に係る車両用総合制御装置は、自車両と先行車両との間の車間距離が目標車間距離と一致するように自車両の速度を制御する車間距離制御手段と、運転者の操舵操作によらず操舵トルクを制御可能な自動操舵手段と、自車両が車線を維持して走行するように、前記操舵トルクの制限値の範囲内で前記自動操舵手段を制御する車線維持制御手段と、を備え、前記操舵トルクの制限値は、前記車線維持制御手段により前記操舵トルクが制御された場合でも運転者がステアリングホイールを手放すことのない値に設定された車両用総合制御装置において、車両前方の道路状況を検知する道路環境検知手段と、当該道路環境検知手段で検出される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、当該カーブの継続状態に基づいて前記カーブを通過時に必要な操舵トルクを検出する必要操舵トルク検出手段と、前記車間距離制御手段と前記車線維持制御手段とが共に作動しているとき、前記必要操舵トルク検出手段で検出される必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間を検出し、当該トルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるとき、前記操舵トルクの制限値をより大きな値に変更する操舵トルク制限値変更手段と、を備えることを特徴としている。
【００２２】
この請求項９に係る発明では、道路環境検知手段で検知される車両前方の道路状況に基づいて、車両前方のカーブの継続状態が検出され、このカーブの継続状態に基づいて、このカーブを通過する際に必要な必要操舵トルクが検出される。そして、車間距離制御手段と車線維持制御手段とが共に作動しているときには、必要操舵トルクが前記操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間が検出され、このトルク超過継続時間が予め設定した許容値内であるときには、前記操舵トルクの制限値がより大きな値に変更される。したがって、トルク超過継続時間が短い場合には、一時的に操舵トルクの制限値をより大きな値に変更することによって、カーブ通過時には、カーブを通過する際に必要な必要操舵トルクが作用することになるから、自車両は車線から逸脱することはなく、また、このとき、操舵トルクの制限値の変更は、一時的に行うようにしているから、運転者に対し自動運転が可能であるという錯覚を与えることを回避することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の請求項１乃至８に係る車両用総合制御装置によれば、車両前方の道路状況に応じた車線維持継続可能速度に応じて自車両の速度を制限するようにしているから、車間距離制御手段及び車線維持制御手段が共に作動している場合に、車間距離制御手段による車速制御に伴って加速することに起因して、車線維持制御手段における操舵トルク不足となり車線を逸脱することを回避することができ、運転者に違和感を与えることなく良好に車間距離制御及び車線維持制御を行うことができる。
【００２４】
特に、請求項２に係る車両用総合制御装置によれば、道路環境検知手段で検知される車両前方の道路状況に基づいて車両前方のカーブの継続状態を検出し、このカーブの継続状態と車線維持継続可能速度とに基づいて車間距離制御手段で制御される車速を制限しているから、運転者に違和感を与えることなくより自然な速度制御を行うことができる。
【００２５】
また、請求項７に係る車両用総合制御装置によれば、車間距離制御手段により、自車両の速度が前記設定車速となるように加速制御されるときにのみ、自車両の速度又は加速度を制限するようにしているから、運転者に自動運転が可能であるという錯覚を与えることを回避することができる。
また、請求項８及び請求項９に係る車両用総合制御装置によれば、車両前方のカーブの継続状態に基づいて必要操舵トルクを検出し、この必要操舵トルクが操舵トルクの制限値を超えると予測されるトルク超過継続時間が、予め設定した許容値内であるときには、操舵トルクの制限値をより大きな値に変更するようにしたから、十分な操舵トルクを付加させることができ車線を維持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した車両用総合制御装置を備えた車両の一実施形態を示すシステム構成図である。この車両は、後輪１ＲＬ、１ＲＲが駆動輪、前輪１ＦＬ、１ＦＲが従動輪となる後輪駆動車両であり、エンジン２の駆動トルクが自動変速機３を介して前記後輪１ＲＬ、１ＲＲに伝達される。
【００２７】
前記エンジン２の回転状態、トルク、出力等は、エンジン制御装置１１によって制御可能である。具体的には、スロットルバルブ開度、アイドルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を調整することによって、エンジン２の回転状態、トルク、出力等を制御することができる。
また、前記自動変速機３は、変速機制御装置１２によって制御可能である。具体的には自動変速機３内のクラッチやブレーキに供給する作動流体圧を調整することにより、選択されるギヤ比を変更し、所望とする減速比を得ることができる。
【００２８】
また、前記各車輪１ＦＬ〜１ＲＲは、いわゆるディスクブレーキを構成するホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲを備えている。このホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲは供給される制動流体圧によって各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに制動力を付与するものである。そして、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに付与する制動力は制動流体圧制御装置１３によって制御可能である。具体的には、例えば駆動力制御装置（ＴＣＳ）のように制動流体圧を増圧したり、アンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）のように制動流体圧を減圧したりすることにより、各ホイールシリインダ４ＦＬ〜４ＲＲへの制動流体圧を調整し、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲへの制動力を制御することができる。なお、この制動流体圧制御装置１３内で調圧される制動流体圧は、ブレーキペダル２１の踏み込みによって昇圧されるマスタシリンダ２２から供給される。
【００２９】
また、ステアリングシャフト６には、操舵角を検出するための操舵角センサを組み込んだ公知の操舵制御装置１４が設けられ、ステアリングホイール５の操舵操作とは別にステアリングシャフト６に操舵トルクを付与するようになっている。
また、車室内のインナミラーステー等の適所には、車両前方状況を撮像するための単眼カメラ１５ａが固定設置され、この単眼カメラ１５ａで撮像された画像データは、画像処理装置１５に送られる。この画像処理装置１５では、二値化処理等を行って自車両近傍のレーンマーカを検知し、走行中の車線内における自車両の位置に関する信号として、自車両のヨー角Φ、車線中心からの横変位量Ｘ、走行車線の曲率βを算出し、その結果を、自動走行制御装置１０に出力する。
【００３０】
これらの制御装置は、いずれも車両の走行状態を制御するものであり、結果的に、自車両の加減速度、前後方向速度等を調整して、走行状態を制御することができる。
これらの制御装置は、単独でも作動可能であるが、全体機能としては、車間距離制御や車線維持制御を含む自動走行制御装置１０によって司られている。この自動走行制御装置１０は、種々の演算処理を行って車両の走行状態を制御し、車間距離制御や車線維持制御等を行う。
【００３１】
また、車両には、レーザレーダを備え先行車両までの車間距離を検出する車間距離センサ１６や、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの回転速度を検出する車輪速センサ１７、車両に発生する前後及び左右加速度を検出する加速度センサ１８、制動流体圧を検出する制動流体圧センサ１９、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２０を備えている。また、この車両には、運転者の手動入力によって自車両の走行状態を調整するための主動スイッチ９が備えられている。さらに、この車両には、運転者が設定した車間距離制御における設定車速Ｖｃ及び目標車間距離Ｌｃを表示するためのディスプレイ２３が備えられている。
【００３２】
次に、前記自動走行制御装置１０内で行われる、車間距離制御及び車線維持制御を行う自動走行制御の演算処理について、図２のフローチャートにしたがって説明する。この演算処理は、図示しない手動スイッチによって車間距離制御及び車線維持制御が共に選択され、これら制御を共に行うように指示されているときに、例えば１０〔ｍｓｅｃ〕程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割り込みによって実行される。
【００３３】
なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読み込まれる。また、前述したエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２、制動流体圧制御装置１３、操舵制御装置１４及び画像処理装置１５とは随時通信を行い、必要な情報や命令は随時双方向に授受される。
【００３４】
この演算処理では、まず、ステップＳ１で前記加速度センサ１８で検出された前後加速度Ｘｇ、左右加速度Ｙｇ、前記車輪速センサ１７で検出された車輪速度Ｖｗj （ｊ＝ＦＬ〜ＲＲ）、前記アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度Ａｃｃ、前記制動流体圧センサ１９で検出された制動流体圧Ｐｍ、前記手動スイッチ９で設定されている設定速度Ｖｃ、操舵制御装置１４に組み込まれた操舵角センサで検出される操舵角δ、車間距離センサ１６で検出される車間距離Ｌｘを読み込む。また、画像処理装置１５で処理された、自車両のヨー角Φ、車線中心から横変位Ｘ、走行車線の曲率βをそれぞれ読み込む。
【００３５】
なお、前記曲率βは、現在位置を基準とする車両前方の距離Ｚの地点の曲率をβｚと表すものとすると、距離Ｚの関数ｆ（Ｚ）として表すことができる（βｚ＝ｆ（Ｚ））。
次に、ステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ車輪速度Ｖｗj のうち、従動輪である前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。なお、ＡＢＳ制御等が行われている場合には、ＡＢＳ制御処理において推定された推定車体速を用いるようにすればよく、また、走行速度Ｖを簡易的に自動変速機３の出力軸の回転数等から算出するようにしてもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ先行車両との間の車間距離の今回値Ｌｘ(n) と前回値Ｌｘ(n-1) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除して、自車両と先行車両との相対速度ｄＬｘを算出する。
次に、ステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖに応じて、次式（１）に基づいて目標車間距離Ｌｃを算出する。
【００３７】
Ｌｃ＝Ｋｖ１×Ｖ＋Ｋｖ２                              ……（１）
なお、式中のＫｖ１及びＬｖ２は、制御定数である。なお、この第１の実施の形態においては、自車両の走行速度Ｖに基づいて目標車間距離Ｌｃを算出するようにしているが、手動スイッチでの運転者による車間距離の設定を可能としてもよい。具体的には、例えば運転者により、長、中、短の三段階に設定可能として、それに応じて前記（１）式の制御定数を変更し、目標車間距離Ｌｃを変更するようにしてもよい。
【００３８】
次いで、ステップＳ５に移行し、目標操舵トルクＴref を算出する。例えば、自車両の走行車線に対するヨー角Φと、横変位量Ｘと、前方走行車線の注視点の曲率βｚ0 のそれぞれに走行速度Ｖに応じて変化する制御ゲインＫａ、Ｋｂ、Ｋｃを乗算した値の和（＝Ｋａ・Φ＋Ｋｂ・Ｘ＋Ｋｃ・βｚ0 ）と、操舵トルク制限値Ｔlim とのうちの、何れか小さい方を目標操舵トルクＴref として設定する。
【００３９】
なお、走行車線に沿って車両が走行するように操舵制御装置１４によってステアリングシャフト６に操舵補助トルクを付加する車線維持制御は、図示しないスイッチによって車線維持制御の実行が指示された場合にのみ行われ、車線維持制御を行っている最中に、強い横風等によって車線を逸脱した場合には、車線維持制御を解除する。このように、外的要因によって制御の続行が不可能であると判断し、車線維持制御を解除する場合には、車線維持制御を解除する旨を、ディスプレイ２３に表示したり、或いは音声、警報等によって、運転者に通知するようになっている。
【００４０】
なお、前記操舵トルク制限値Ｔlim は、車線維持制御処理によってステアリングシャフト６に付加する操舵トルクの制限値であって、この操舵トルクを付加した状態であっても、運転者がステアリングホイール５から手を放すことのない値に設定される。例えば図３の特性図に示すように、左右加速度Ｙｇに応じて設定される。
【００４１】
この特性図は、図３に示すように、左右加速度Ｙｇが旋回方向と同一方向に発生している場合には、左右加速度｜Ｙｇ｜の増加に比例して増加し、左右加速度｜Ｙｇ｜が｜Ｙｇ( ＴMAX ) ｜を超えると放物線状に減少し、逆に、左右加速度Ｙｇが旋回方向と逆方向に発生している場合には、左右加速度｜Ｙｇ｜の増加に比例して減少するように設定される。
【００４２】
なお、ここで用いる左右加速度Ｙｇは、計測した左右加速度Ｙｇを用いてもよいし、走行速度Ｖと操舵角δとに基づいて算出した値を用いるようにしてもよい。
次いで、ステップＳ６に移行し、車線維持継続可能速度ＶＬを算出する。この実施の形態においては、車両前方のカーブ曲率βｚに基づいて車線維持継続可能速度ＶＬを算出する。
【００４３】
すなわち、車両前方のカーブ曲率βｚ（＝ｆ（ｚ））と、操舵トルク制限値Ｔlim が最大値Ｔlim MAX となり得る左右加速度Ｙｇ( ＴMAX ) とに基づいて、次式（２）から、車両前方の距離Ｚ位置における車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）を算出する。
ＶＬ（ｚ）＝〔Ｙｇ( ＴMAX ) ／  βｚ〕1/2             ……（２）
ただし、Ｚは、単眼カメラ１５ａによって検出可能な範囲の距離であって、例えば、車両前方の５地点Ｚ１〜Ｚ５、例えば２０〔ｍ〕、３０〔ｍ〕、４０〔ｍ〕、５０〔ｍ〕、６０〔ｍ〕の地点について算出する。
【００４４】
そして、このようにして算出した、車両前方の複数地点における車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）のうち、最小値を、車線維持継続可能速度ＶＬとする。
次いで、ステップＳ７に移行し、目標車速Ｖｓを算出する。ここでは、設定車速Ｖｃ、車間距離Ｌｘ、目標車間距離Ｌｃ、先行車両との相対速度ｄＬｘ、に基づいて次式（３）にしたがって算出する。なお、式中のＫｌｐ及びＫｌｄは制御ゲインである。また、Ｍｉｎ〔ａ、ｂ〕は、ａ、ｂの何れか小さい方をとる関数を表す。
【００４５】
0003743327.tif 000002
次いで、ステップＳ８に移行し、目標加速度Ｘｇｓを算出する。つまり、ステップＳ７で算出した目標車速Ｖｓ及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例−積分−微分）制御により算出する。なお、目標加速度Ｘｇｓは、正値を加速とする。
【００４６】
次いで、ステップＳ９に移行し、設定車速Ｖｃと車線維持継続可能速度ＶＬとの大小関係に基づいて目標加速度Ｘｇｓを補正し、目標加速度補正値Ｘｇｓｈを算出する。
つまり、設定車速Ｖｃが車線維持継続可能速度ＶＬよりも小さい（Ｖｃ＜ＶＬ）ときには、車線維持継続可能速度ＶＬまで加速されることはないから補正は行わず、目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして目標加速度Ｘｇｓを設定する（Ｘｇｓｈ＝Ｘｇｓ）。
【００４７】
逆に、設定車速Ｖｃが車線維持継続可能速度ＶＬ以上（Ｖｃ≧ＶＬ）である場合には、このとき、先行車両が存在し、且つ先行車両が設定車速Ｖｃよりも遅いとき、つまり、Ｖｓ≠Ｖｃのときには、先行車両に追従して走行するから、目標加速度Ｘｇｓの補正は行わず、Ｘｇｓｈ＝Ｘｇｓとする。逆に、先行車両が存在しないとき或いは先行車両が設定車速Ｖｃよりも早い場合には、Ｖｓ＝Ｖｃとなり、車線維持継続可能速度ＶＬまで加速する場合があるから、目標加速度Ｘｇｓの補正を行う。具体的には、自車両が、車線維持継続可能速度ＶＬに対応した前方距離ＺＬに到達するときの走行速度を、車線維持継続可能速度ＶＬにし得る加速度ＸｇZLと、目標加速度Ｘｇｓとの何れか小さい方を、目標加速度補正値Ｘｇｓｈとする。
【００４８】
前記加速度ＸｇZLは、次式（４）に基づいて算出する。なお式中のＸｇOFF は、カーブが絞り込んでいく場合を考慮して、多少加速を抑えるためのオフセット量である。
ＸｇZL＝（ＶＬ2 −Ｖ2 ）／（２・ＺＬ）−ＸｇOFF       ……（４）
ついで、ステップＳ１０に移行し、ステップＳ９で算出した目標加速度補正値Ｘｇｓｈが負である場合、つまり減速を必要とする場合に、当該目標加速度補正値Ｘｇｓｈにブレーキ諸元係数を乗じた値と、ステップＳ１で読み込んだ制動流体圧Ｐｍにブレーキ諸元係数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標制動流体圧Ｐｗｓj として設定する。なお、ブレーキ諸元係数とは、例えば各車輪のディスクロータ−パッド間の摩擦係数、ホイールシリンダ断面積、ディスクロータ有効径、タイヤ転がり動半径等によって決まる係数である。
【００４９】
次いで、ステップＳ１１に移行し、ステップＳ９で算出した目標加速度補正値Ｘｇｓｈが正である場合、つまり加速を必要とする場合に、当該目標加速度補正値Ｘｇｓｈに駆動系諸元変数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読み込んだアクセル開度Ａｃｃに駆動系諸元変数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標駆動トルクＴｅｓとして算出する。なお、駆動系諸元変数とは、例えば歯車慣性、減速比、伝達効率、エンジン特性等によって決まる変数である。
【００５０】
次に、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１０で算出した目標制動流体圧Ｐｗｓj やステップＳ１１で算出した目標駆動トルクＴｅｓを前記制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に向けて出力する。また、ステップＳ５で算出した目標操舵トルクＴref を操舵制御装置１４に出力すると共に、設定車速Ｖｃをディスプレイ２３に表示してからメインプログラムに復帰する。
【００５１】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
図４は、その動作状況の一例を示したタイミングチャートであって、実線は各地点における車線維持継続可能車速推定値ＶＬ（ｚ）、破線は設定車速Ｖｃ、一点鎖線は自車両の走行速度Ｖ、を表したものである。また、図５は、図４の時点ｔ2 における、車両前方の曲率データβｚを表したものであって、横軸は前方距離Ｚ、縦軸は曲率βｚである。
【００５２】
自動走行制御装置１０では、自動走行制御が指示されると、各種センサからのデータまた、画像処理装置１５からの車両前方の曲率βｚ、車線中心からの横変位、自車両のヨー角等を読み込み（ステップＳ１）、これらに基づいて走行速度Ｖ及び先行車両との相対速度ｄＬｘを算出し（ステップＳ２、Ｓ３）、さらに、自車両の走行速度Ｖに応じて目標車間距離Ｌｃを算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
そして、自車両の走行車線に対するヨー角Φと、横変位量Ｘと、前方走行車線の運転者の注視点の曲率βｚ0 に応じて、必要な操舵トルクを算出し、この操舵トルクと、このときの左右加速度Ｙｇの大きさに応じて設定される操舵トルク制限値Ｔlim との何れか小さい方を目標操舵トルクＴref として設定する（ステップＳ５）。
【００５４】
続いて、車両前方の各地点における曲率βｚに基づく各地点の車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）から車線維持継続可能速度ＶＬを算出する。このとき、例えば車両が直進路を走行している場合には、車両前方の曲率βｚは比較的小さく、車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）は比較的大きな値になる。逆に、カーブを走行している場合には、車両前方の曲率βｚはカーブの度合いに応じて変化し、これに基づいて算出される車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）も変化する（ステップＳ６）。
【００５５】
そして、車間距離Ｌｘ、目標車間距離Ｌｃ、先行車両との相対速度ｄＬｘ、に基づいて算出される、目標車間距離Ｌｃを確保するための走行速度と、設定車速Ｖｃとの何れか小さい方を目標車速Ｖｓとして設定し、これに基づいて目標加速度Ｘｇｓを算出する（ステップＳ７、Ｓ８）。
そして、設定車速Ｖｃが車線維持継続可能速度ＶＬよりも小さいとき、或いは設定車速Ｖｃが車線維持継続可能速度ＶＬ以上であり且つ先行車両が存在しその車速が設定車速Ｖｃよりも遅いときには、目標車速Ｖｓに基づく目標加速度Ｘｇｓを目標加速度補正値Ｘｇｓｈとし、先行車両が存在しないとき、或いは先行車両の車速が設定車速Ｖｃよりも大きい場合には、車線維持継続可能速度ＶＬとこれに対応した前方距離ＺＬをもとに、前方距離ＺＬ位置における速度が車線維持継続可能速度ＶＬとなり得るための加速度ＸｇZLを算出し、これと目標加速度Ｘｇｓの何れか小さい方を、目標加速度補正値Ｘｇｓｈとする（ステップＳ９）。つまり、目標加速度Ｘｇｓを、加速度ＸｇZLに制限する。
【００５６】
そして、この目標加速度補正値Ｘｇｓｈを得るべく、目標制動流体圧Ｐｗｓj や目標駆動トルクＴｅｓを算出し、これに応じた制御信号を制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に出力する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。さらに、目標操舵トルクＴref を発生すべく、操舵制御装置１４に対して制御信号を送信する。
【００５７】
これによって、車両を、走行車線に沿って走行させるための、目標操舵トルクＴref がステアリングシャフト６に付加されるから、運転手は比較的少ない操舵トルクを付加するだけで、走行車線を維持して走行することができる。
また、先行車両との車間距離が所定の目標車間距離Ｌｃを保って走行するように、また、先行車両が存在しないときには設定車速Ｖｃで走行するように、走行速度が制御されるから、先行車両と目標車間距離Ｌｃを保ち、また設定車速Ｖｃで走行することになる。
【００５８】
ここで、車両が先行車両に追従して直進路を走行している場合には、曲率βｚが比較的小さいから、車線維持継続可能速度ＶＬは比較的大きな値となり、このとき、設定車速Ｖｃ或いは先行車両との車間距離に基づいて算出された目標加速度Ｘｇｓが、前記車線維持継続可能速度ＶＬに基づいて算出される加速度ＸｇZLよりも小さい場合には、設定車速Ｖｃ、又は、車間距離を目標車間距離Ｌｃに維持し得る加速度である目標加速度Ｘｇｓに基づいて、車間距離制御が行われることになる。
【００５９】
この状態から、図４に実線で示すように、時点ｔ4 で車線維持継続可能車速推定値ＶＬ（ｚ）が最小となるカーブ、つまり、時点ｔ4 でカーブの曲率がピークとなるカーブに進入してくると、車両前方の５地点Ｚ１〜Ｚ５における車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）は各地点における曲率βｚに応じて異なる値となり、各地点における車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）のうち、最も値の小さいものが、車線維持継続可能速度ＶＬとして設定され、また、この車線維持継続可能速度ＶＬとなった前方地点ＺＬにおける走行速度が、車線維持継続可能速度ＶＬとなり得るための加速度ＸｇZLが算出される。
【００６０】
このとき、比較的カーブの曲率が小さく車線維持継続可能速度ＶＬが大きい場合には、加速度ＸｇZLは、目標車間距離Ｌｃを維持するため或いは設定車速Ｖｃを満足し得る目標加速度Ｘｇｓよりも大きくなるから、目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして目標加速度Ｘｇｓが選択される。
したがって、目標車間距離Ｌｃを維持するための走行速度或いは設定車速Ｖｃとなるように速度制御が行われて車間距離制御が行われる。
【００６１】
そして、車両が進行するにつれて、カーブの曲率が大きくなると、これに伴って車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）は減少するが、車線維持継続可能速度ＶＬが設定車速Ｖｃよりも大きい間は、目標加速度Ｘｇｓが目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定され、目標加速度Ｘｇｓの補正は行われないから、先行車両が定速で走行している場合には、自車両も定速走行を行う。
【００６２】
そして、時点ｔ1 で車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）が設定車速Ｖｃを下回るとこの車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）に基づいて設定される車線維持継続可能速度ＶＬが設定車速Ｖｃを下回るが、先行車両が設定車速Ｖｃよりも低い速度で走行している間は、目標加速度Ｘｇｓの補正は行われない。したがって自車両は引き続き定速度で走行する。
【００６３】
そして、車線維持継続可能速度ＶＬが設定車速Ｖｃを下回った状態で、先行車両に追従して定速度で走行している状態から、時点ｔ2 で先行車両が車線変更を行う等によって先行車両が存在しなくなると、目標車速Ｖｓとして設定車速Ｖｃが設定される。このとき、先行車両が存在しないから、時点ｔ2 で設定される、車線維持継続可能速度ＶＬに相当する前方地点ＺＬにおける速度が車線維持継続可能速度ＶＬとなり得る加速度ＸｇｓZLが、設定車速Ｖｃに基づく目標加速度Ｘｇｓよりも大きい場合には、目標加速度Ｘｇｓの補正は行われない。図４の場合、時点ｔ2 における車両前方位置における曲率βｚは、図５に示すように前方距離Ｚ４の地点で曲率βｚが最大となるから、この地点における車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）が車線維持継続可能速度ＶＬとして設定される。
【００６４】
そして、この車線維持継続可能速度ＶＬに相当する車両前方位置Ｚ４における車両速度Ｖが、車線維持継続可能速度ＶＬとなり得るための加速度ＸｇZLが算出され、この加速度ＸｇZLと、目標加速度Ｘｇｓとの何れか小さい方が、目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定されるが、比較的曲率が小さく加速度ＸｇZLが目標加速度Ｘｇｓよりも大きい間は、目標加速度Ｘｇｓが目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定され、走行速度Ｖが設定車速Ｖｃとなるように目標加速度Ｘｇｓで加速が行われるから、走行速度Ｖは目標加速度Ｘｇｓの傾きで増加することになる。
【００６５】
そして、車両が進行し、時点ｔ3 で、加速度ＸｇZLが目標加速度Ｘｇｓを下回ると、加速度ＸｇZLが目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定され、この加速度ＸｇZLを満足するように制御が行われる。したがって、走行速度Ｖは緩やかに増加する。
そして、加速度ＸｇZLが目標加速度Ｘｇｓを下回る間、加速度ＸｇZLが目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定され、これによって、走行速度Ｖは緩やかに増加し、時点ｔ5 で加速度ＸｇZLが目標加速度Ｘｇｓを上回ると、目標加速度Ｘｇｓが目標加速度補正値Ｘｇｓｈとして設定され、以後、走行速度Ｖは目標加速度Ｘｇｓの傾きで増加することになる。
【００６６】
ここで、車線維持制御処理においては、車両前方の注視点におけるカーブの曲率βｚ0 に基づいて、目標操舵トルクＴref を算出しており、カーブの曲率βｚがピークとなる時点ｔ3 から時点ｔ5 付近では、目標操舵トルクＴref が大きくなる。このとき、時点ｔ2 で先行車両が存在しなくなったことから、自車両は加速を始めるが、走行速度Ｖが加速されることによって左右加速度Ｙｇが増加すると、この目標操舵トルクＴref を発生させるだけでは、車線を維持することができなくなる場合がある。
【００６７】
しかしながら、時点ｔ3 から時点ｔ5 の間は、目標加速度Ｘｇｓが加速度ＸｇZLに制限され、走行速度Ｖは緩やかに増加する。このとき、加速度ＸｇZLは、車両前方の曲率に基づき、車線維持継続可能速度ＶＬに対応する車両前方位置ＺＬに車両が到達したときに、この時点における走行速度Ｖが車線維持継続可能速度ＶＬとなり得る加速度に設定しているから、車両前方位置ＺＬを通過する際に、車線を維持することの可能な速度に制限されることになる。したがって、車間距離制御による自車両の加速に伴って自車両が車線を逸脱することが回避され、車間距離制御による制御に起因して、車線維持制御が解除されることが回避される。
【００６８】
また、このとき、車両前方のカーブについて複数地点における曲率を検出し、これに基づく車線維持継続可能速度推定値ＶＬ（ｚ）が最小となるもの、つまり、検出した複数の曲率のうち曲率が最大となるものを逐次選択し、これに基づいて加速制御を行うようにしているから、自車両がカーブのピークを通過した時点からの加速度を、速やかに復帰させることができ、走行速度Ｖを速やかに設定車速Ｖｃに制御することができる。
【００６９】
また、上記第１の実施の形態においては、設定車速Ｖｃが車線維持可能速度推定値ＶＬよりも大きく、且つ先行車両が存在しないか又は先行車両が設定車速Ｖｃよりも早く、さらに、走行速度Ｖが設定車速Ｖｃとなるように加速制御が行われるときにのみ、目標加速度Ｘｇｓを制限するようにしている。したがって、追従走行中に先行車両が存在しなくなったとき、或いは追従走行中に先行車両が加速した場合等、先行車両が加速或いは存在しなくなったときにのみ、車線維持制御を維持し、例えば先行車両が存在し且つ先行車両が設定車速Ｖｃよりも低速度で走行している場合には、目標加速度Ｘｇｓの制限は行わない。よって、条件を満足するときにのみ目標加速度Ｘｇｓの制限を行うようにしているから、運転者が、車線維持制御を行うことによって自動運転を行うことができるという錯覚を持つことを回避することができる。
【００７０】
また、上記第１の実施の形態においては、目標加速度Ｘｇｓを制限するようにしているが、設定車速Ｖｃと車線維持継続可能速度ＶＬとの大小関係に基づいて目標車速Ｖｓを補正し、これに基づいて目標加速度Ｘｇｓを算出し、この目標加速度Ｘｇｓを得るべく、目標制動流体圧Ｐｗｓj や目標駆動トルクＴｅｓを算出し、制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２を制御するようにしてもよく、この場合も上記と同等の作用効果を得ることができる。
【００７１】
ここで、図２のステップＳ４、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０〜Ｓ１２の処理が車間距離制御手段に対応し、操舵制御装置１４の処理が自動操舵手段に対応し、ステップＳ５及びＳ１２の処理が車線維持制御手段に対応し、単眼カメラ１５ａ及び画像処理装置１５が車両前方検知手段及び道路環境検知手段に対応し、図２のステップＳ６の処理が車線維持可能速度推定手段に対応し、ステップＳ９の処理が車間距離制御制限手段に対応している。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、図６に示すように、ナビゲーションシステム２５（道路情報処理手段）を追加したものである。このナビゲーションシステム２５は、例えば自車両の現在位置をＧＰＳによって検出し、予め記憶保持している地図情報に基づいて、自車両周辺の道路環境情報を検出し、これを自動走行制御装置１０に出力している。前記道路情報としては、例えば、自車両の位置Ｘｎ（ｎは演算タイミングを示す）、自車両周辺の道路の曲率α、道路勾配θ、カントφを出力する。
【００７３】
そして、この第２の実施の形態においては、自動走行制御装置１０は、図７のフローチャートに基づいて、自動走行制御の演算処理を行う。なお、上記第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
この第２の実施の形態における自動走行制御の演算処理においては、上記第１の実施の形態における自動走行制御の演算処理において、ステップＳ６ａでカーブの継続判断を行う処理が追加されている。
【００７４】
つまり、この第２の実施の形態においては、ステップＳ１ａで、各種データを読み込む際に、上記第１の実施の形態と同様に各種データを読み込むと共に、ナビゲーションシステム２５から、道路環境情報として、自車両の現在位置Ｘ（ｎ）、現在位置Ｘ（ｎ）を基準とした前方方向の各地点における道路の曲率αｓ、道路勾配θｓ、カントφｓを読み込む。そして、これを図示しない記憶領域に格納する。
【００７５】
なお、前記ｓは、データ番号であって、ナビゲーションシステム２５で保持する道路地図データのデータポイント間隔に依存している。
そして、上記第１の実施の形態と同様にして、ステップＳ２〜ステップＳ６の処理を実行し、ステップＳ６で車線維持継続可能速度ＶＬを算出した後、ステップＳ６ａに移行し、ナビゲーションシステム２５からの道路環境情報に基づいてカーブの継続判断処理を行う。
【００７６】
すなわち、まず、記憶領域に格納した道路環境情報に基づき、自車両の現在位置Ｘｎを基準とした自車両前方の移動量Ｘｍｚ位置における道路の曲率αｚ、道路勾配θｚ、カントφｚを検出する。なお、これらは、次式（５）に示すように、自車両の現在位置Ｘｎを基準とする移動量Ｘｍｚの関数で表すことができる。
αｚ＝ｐ（Ｘｍｚ）
θｚ＝ｈ（Ｘｍｚ）
φｚ＝ｇ（Ｘｍｚ）                ……（５）
なお、前記移動量Ｘｍｚは、地図上のデータポイント間の距離Ｌｍｋをｋ＝１からｋ＝ｚまで加算した総和によって算出することができる。
【００７７】
そして、前記ステップＳ６の処理で算出した車線維持継続可能速度ＶＬに対し、今後さらに車線維持継続可能速度ＶＬが小さくなるか否かを判断する。つまり、前述の自車両前方の移動量Ｘｍｚ位置における道路の曲率αｚ、道路勾配θｚ、カントφｚを順次検索し、ステップＳ６で用いた、車線維持継続可能速度ＶＬに対応する前方位置ＺＬ位置に対し、移動量ＸｍｚがＺＬ位置よりも大きく、且つ同一カーブの終了位置、つまり、曲率αｚがカーブが終了したとみなすことの可能な曲率のしきい値を超えるまでの間に、その曲率αｚが前記前方位置ＺＬにおける曲率βｚよりも大きくなる地点があるかどうかを判定する。そして、曲率αｚが曲率βｚよりも大きくなる地点がある場合には、カーブが継続すると判定し、カーブ継続フラグＦｃｒをＦｃｒ＝ＯＮに設定し、該当する地点がない場合には、カーブは継続しないと判定し、カーブ継続フラグをＦｃｒ＝ＯＦＦに設定する。
【００７８】
そして、前記第１の実施の形態と同様にステップＳ７及びＳ８を実行して、目標車速Ｖｓ及び目標加速度Ｘｇｓを算出し、次いで、ステップＳ９ａに移行する。
このステップＳ９ａでは、上記第１の実施の形態と同様にして、目標加速度Ｘｇｓを補正し、目標加速度補正値Ｘｇｓｈを算出するが、このとき、カーブが継続するか否かに応じて、前記加速度ＸｇZLを算出するための（４）式におけるオフセット量ＸｇOFF を変更している。
【００７９】
つまり、カーブ継続フラグがＦｃｒ＝ＯＮであるときには、ＸｇOFF ＝ＸｇOFF0×２とする。一方、Ｆｃｒ＝ＯＦＦであるときには、ＸｇOFF ＝ＸｇOFF0とする。なお、ＸｇOFF0は基準オフセット量であり定数である。
そして、このようにして設定した、オフセット量ＸｇOFF に基づいて前記（４）式にしたがって加速度ＸｇZLを算出する。
【００８０】
そして、上記第１の実施の形態と同様にして、設定車速Ｖｃと車線維持継続可能速度ＶＬとの大小関係、及び設定車速Ｖｃと先行車両の車速との大小関係に応じて、目標加速度補正値Ｘｇｓｈを設定する。
そして、ステップＳ１０に移行し、以後、上記第１の実施の形態と同様にして目標制動流体圧Ｐｗｓj や目標駆動トルクＴｅｓを算出し、これに応じた制御信号を制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に出力する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。さらに、目標操舵トルクＴref を発生すべく、操舵制御装置１４に対して制御信号を送信する。
【００８１】
このように、第２の実施の形態においては、ナビゲーションシステム２５の道路環境情報を用いることで、カーブが今後どのように変化するかを認識することができる。
したがって、カーブが継続する場合には、オフセット量をＸｇOFF ＝ＸｇOFF0×２としてより大きな値に設定し、これによって加速度ＸｇZLをより小さく設定し、目標加速度補正値Ｘｇｓｈをより小さく抑制することによって、カーブの継続状態を考慮してより早い時点で加速を抑制することができる。ここで、上述のように、単眼カメラ１５ａ等を用いて画像処理装置１５で走行車線の曲率βを算出するようにした自律的な前方検知においては、カーブが絞られているような場合には、旋回途中で先行車両がいなくなった場合、場合によっては、走行速度Ｖが車線維持継続可能速度ＶＬに達してしまい、全く加速しない状態となり、乗員に多少の違和感を与える状態となることも考えられる。
【００８２】
しかしながら、上記第２の実施の形態においては、カーブの継続状態に応じてより早い時点で加速を抑制するようにしているから、自然で連続的な加速を行うことができ、乗員に違和感を与えることを回避することができる。
また、この第２の実施の形態においても、設定車速Ｖｃが車線維持可能速度推定値ＶＬよりも大きく、且つ先行車両が存在しないか又は先行車両が設定車速Ｖｃよりも早く、さらに、走行速度Ｖが設定車速Ｖｃとなるように加速制御が行われるときにのみ、目標加速度Ｘｇｓを制限するようにしているから、運転者が、車線維持制御を行うことによって自動運転を行うことができるという錯覚を持つことを回避することができる。
【００８３】
なお、上記第２の実施の形態においては、ナビゲーションシステム２５からの道路環境情報を、カーブの継続判断にのみ用いた場合について説明したが、ステップＳ６の車線維持継続可能速度ＶＬの算出の際に、画像処理装置１５からの走行車線の曲率βに替えて、多少精度が落ちるが、ナビゲーションシステム２５からの曲率αｓを用いるようにしてもよい。
【００８４】
このようにナビゲーションシステム２５からの曲率αｓを用いて車線維持継続可能速度ＶＬを算出することによって、画像処理装置１５からの曲率βを用いる場合に比較して、より広範囲における曲率αｓを得ることができるから、より的確に加速度を抑制することができる。
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００８５】
この第３の実施の形態は、上記第２の実施の形態において、自動走行制御の演算処理の処理手順が異なること以外は同様である。すなわち、この第３の実施の形態においては、図８に示すフローチャートにしたがって処理を行う。なお、上記第２の実施の形態と同一部には、同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
この第３の実施の形態においては、上記第２の実施の形態と同様に、まず、ステップＳ１ａで各種データを読み込み、これに基づいて走行速度Ｖ、相対速度ｄＬｘ及び目標車間距離Ｌｃを算出する（ステップＳ２〜Ｓ４）。
次いで、ステップＳ４ａに移行し、カーブの継続判断処理を行う。この第３の実施の形態におけるカーブの継続判断処理は次のように行う。まず、車両前方の曲率αｓにしたがって、次式（６）に基づいて、各データポイント位置において今後必要となる必要操舵トルクＴｗｓを推定する（必要操舵トルク検出手段）。予め設定した数のデータポイント位置について必要操舵トルクＴｗｓを推定することによって、車両前方のカーブの一部分における必要操舵トルクＴｗｓが推定される。
【００８７】
Ｔｗｓ＝ｑ（Ｙgrs ）
Ｙgrs ＝Ｖrs2 ・αｓ
Ｖrs＝（Ｖ2 ＋２・ａ・Ｘｍｓ）1/2       ……（６）
ここで、Ｖは現在の走行速度、ａは車間距離制御において算出される加速度、Ｘｍｓは、カーブの曲率がαｓとなる位置までの現在位置からの車両前方距離、Ｖrsは車両が車両前方距離Ｘｍｓに到達した時点における推定車速、Ｙgrs は車両が車両前方距離Ｘｍｓに到達した時点における左右加速度推定値である。また、関数ｑ（Ｙgrs ）は、例えば図９に示す特性を持っており、左右加速度推定値Ｙgrs の絶対値が増加するほど、必要操舵トルクＴｗｓが放物線状に増加するようになっている。そして、この特性はマップデータ化されており、算出された左右加速度推定値Ｙgrs から一意に必要操舵トルクＴｗｓが推定されるようになっている。
【００８８】
なお、車間距離制御における加速度ａは、厳密にいえば、前述の目標加速度Ｘｇｓであって、設定車速Ｖｃ等によって異なるが、ここでは、簡単のために固定値ａを用いている。
次に、図１０に示すように、必要操舵トルクＴｗｓが操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX を上回る、上回り時間ｔOVERを算出する。つまり、まず、Ｔｗｓ＞Ｔlim MAX であり且つ車両が車両前方距離Ｘｍｓに到達した時点における推定車速ＶrsをＶrs0 とし、その後、Ｔｗｓ≦Ｔlim MAX となる時のＶrsをＶrs1 とする。このようにして設定したＶrs0 及びＶrs1 をもとに、次式（７）から上回り時間ｔOVERを算出する。
【００８９】
ｔOVER＝（Ｖrs1 −Ｖrs0 ）／ａ                        ……（７）
次に、上回り時間ｔOVERが、予め設定した規定値ｔOVERＬよりも大きいか否かに基づいてカーブ継続判断を行う。つまり、ｔOVER＞ｔOVERＬであるとき、カーブが継続していると判断し、カーブ継続フラグＦｃｒをＦｃｒ＝ＯＮとする。逆に、ｔOVER≦ｔOVERＬのときには、カーブが継続していないと判断し、カーブ継続フラグＦｃｒをＦｃｒ＝ＯＦＦとする。
【００９０】
次いで、ステップＳ４ｂに移行し、操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX の変更を行う（操舵トルク制限値変更手段）。つまり、ステップＳ４ａの処理で、カーブが継続しないと判断される場合には、短時間のみ操舵トルク制限値Ｔlim を大きくすることで、車線維持制御を継続することができるので、操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX を変更する。逆に、カーブが継続すると判断される場合には、どんなカーブでも通過できるという錯覚を運転者に与える場合があるので、最大値Ｔlim MAX の変更は行わない。
【００９１】
前記最大値Ｔlim MAX の変更は、ステップＳ４ａの処理で算出した車両前方のカーブの一部における必要操舵トルクＴｗｓのうちの最大値と、操舵トルク制限値Ｔlim を一時的に増加させる場合の上限値Ｔlim H とに基づいて行い、これらのうちの何れか小さい方を、補正最大値Ｔlim MAX ′として設定する。補正最大値Ｔlim MAX ′に上限値Ｔlim H を設け、必要操舵トルクＴｗｓを制限することにより、必要操舵トルクＴｗｓが無制限に増加することによって、運転者に違和感を与えることを回避することができる。
【００９２】
次いで、ステップＳ４ｃに移行し、目標操舵トルクＴref を算出する。例えば、自車両の走行車線に対するヨー角Φと、横変位量Ｘと、前方走行車線の注視点の曲率βｚ0 、勾配θｚ0 、カントφｚ0 のそれぞれに走行速度Ｖに応じて変化する制御ゲインＫａ、Ｋｂ、Ｋｃ、Ｋｄ、Ｋｅを乗算した値の和（＝Ｋａ・Φ＋Ｋｂ・Ｘ＋Ｋｃ・βｚ0 ＋Ｋｄ・θｚ0 ＋Ｋｅ・φｚ0 ）と、操舵トルク制限値Ｔlim とのうちの、何れか小さい方を目標操舵トルクＴref として設定する。
【００９３】
このように、ナビゲーションシステム２５から得た、車両前方の道路勾配θｓ、カントφｓをも用いることで、車線維持制御による車線維持性能をより向上させることができる。
なお、前記操舵トルク制限値Ｔlim は、ステップＳ４ｂの処理で操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX を変更した後の、例えば図１１に示すような、特性図にしたがって、左右加速度｜Ｙｇ｜に応じて設定される。
【００９４】
この特性図は、例えば図１１に示すように、前述の図３に示す、操舵トルク制限値Ｔlim の特性図において、左右加速度Ｙｇが旋回方向と同一方向に発生している場合の特性が異なっており、左右加速度ＹｇがＹｇ( ＴMAX ) を超えた場合でも操舵トルク制限値Ｔlim は引き続き同じ傾きで増加し、操舵トルク制限値Ｔlim が補正最大値Ｔlim MAX ′に達したときに、放物線状に減少するように設定される。
【００９５】
そして、このようにして目標操舵トルクＴref を設定すると、ステップＳ７に移行し、以後、上記第２の実施の形態と同様に処理を行い、目標車間距離Ｌｃを確保し得る目標車速Ｖｓを算出し（ステップＳ７）、目標加速度Ｘｇｓを算出する（ステップＳ８）。そして、目標加速度Ｘｇｓの補正は行わずにステップＳ１０ａに移行し、前記ステップＳ８で算出した目標加速度Ｘｇｓを目標加速度補正値Ｘｇｓｈとみなし、これに基づいて目標制動流体圧Ｐｗｓj を設定し（ステップＳ１０）、目標駆動トルクＴｅｓを算出し（ステップＳ１１）、ステップＳ１０で算出した目標制動流体圧Ｐｗｓj やステップＳ１１で算出した目標駆動トルクＴｅｓを前記制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に向けて出力する。また、ステップＳ４ｃで算出した目標操舵トルクＴref を操舵制御装置１４に出力すると共に、設定車速Ｖｃをディスプレイ２３に表示してからメインプログラムに復帰する（ステップＳ１２）。
【００９６】
したがって、この第３の実施の形態においては、車両前方道路の曲率αｓ及び車間距離制御における加速度ａに基づいて今後必要とする必要操舵トルクＴｗｓを推定し、この必要操舵トルクＴｗｓが操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX を上回る時間から、カーブの継続判断を行っている。そして、カーブが継続しないと判断されるとき、つまり、カーブではないとき或いはカーブではあるが、短時間のみカーブが継続するときには、操舵トルク制限値Ｔlim が、補正最大値Ｔlim MAX ′を超えない範囲で、一時的に操舵トルク制限値Ｔlim を大きくしている。
【００９７】
したがって、カーブを走行中に、先行車両が存在しなくなったために自車両が設定車速Ｖｃとなるように加速を開始した場合、操舵トルク制限値Ｔlim の大きさと車間距離制御による加速の度合いによっては、操舵トルク制限値Ｔlim の範囲内で、操舵トルクをステアリングシャフト６に付加しただけでは、車線維持を行うことができない場合がある。しかしながら、カーブが継続しないと判断されるときには一時的に操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX をより大きな値に変更しているから、通常よりも大きな操舵トルクをステアリングシャフト６に付加することができ、車線を逸脱することを回避することができる。したがって、車線維持制御を行いながら、カーブを通過することができ、また、このとき、必要操舵トルクＴｗｓの算出を、車間距離制御における加速度ａに基づいて行うようにしているから、車間距離制御においてカーブ走行中に加速した場合であっても車線維持制御を継続することができる。
【００９８】
なお、上記第３の実施の形態においては、操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX のみを大きな値に変更するようにしているが、上記第１又は第２の実施の形態と組み合わせ、操舵トルク制限値Ｔlim の最大値Ｔlim MAX をより大きな値に変更すると共に、車間距離制御における走行速度や加速度を制限するようにしてもよい。このように操舵トルクだけでなく走行速度や加速度をも調整することによって、操舵トルク制限値Ｔlim を比較的小さな値に設定することができ、最終的な上限値上限値Ｔlim H に達する可能性を小さくすることができる。
【００９９】
また、上記第２及び第３の実施の形態においては、ナビゲーションシステム２５を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば道路側に設置されたインフラストラクチャ設備と通信を行うための情報受信手段を自車両に設け、インフラストラクチャ設備と通信を行って、車両周辺環境情報を得るようにしてもよい。
【０１００】
また、上記各実施の形態においては、先行車両との車間距離に基づいて自車両速度を制御する部分に、フィードバック制御を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば自動車技術会誌1999.11 月号（Ｐ９８〜Ｐ１０３、「車間自動制御システムの開発」、飯島他）にあるように、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせたものを適用するようにしてもよい。すなわち、本発明は目標車間距離を変更する制御に関するものであり、車間距離の制御については、各種の制御則を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車両用総合制御装置を備えた車両の一例を示す車両構成図である。
【図２】図１の自動走行制御装置１０で行われる自動走行制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図３】左右加速度｜Ｙｇ｜と操舵トルク制限値Ｔlim との対応を示す特性図である。
【図４】第１の実施の形態の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図５】第１の実施の形態の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図６】第２の実施の形態における車両用総合制御装置を備えた車両の一例を示す車両構成図である。
【図７】第２の実施の形態における自動走行制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における自動走行制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図９】必要操舵トルクＴｗｓを左右加速度推定値Ｙgri に基づいて算出するための関数ｑ（Ｙgri ）の特性を示す特性図である。
【図１０】上回り時間ｔOVERの説明に供する説明図である。
【図１１】第３の実施の形態における左右加速度｜Ｙｇ｜と操舵トルク制限値Ｔlim との対応を示す特性図である。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲ  車輪
２  エンジン
３  自動変速機
４ＦＬ〜４ＲＲ  ホイールシリンダ
５  ステアリングホイール
６  ステアリングシャフト
９  手動スイッチ
１０  自動走行制御装置
１１  エンジン制御装置
１２  変速機制御装置
１３  制動流体圧制御装置
１４  操舵制御装置
１５  画像処理装置
１５ａ  単眼カメラ
１６  車間距離センサ
１７  車輪速センサ
１８  加速度センサ
１９  制動流体圧センサ
２０  アクセル開度センサ
２１  ブレーキペダル
２２  マスタシリンダ
２３  ディスプレイ
２５  ナビゲーションシステム
【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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