CN101396968B - 行车支援装置 - Google Patents

Abstract

提供一种行车支援装置，解决了如果没有可以向目标空间安全变更车道的空间就无法引导车辆变更车道的课题。其具备：开始支援变更车道的支援开始部；检测本车与他车的相对距离及相对速度的检测部；根据相对距离及相对速度算出本车变更车道时相对他车碰撞危险度的运算部；根据相对距离、相对速度及碰撞危险度判断是否可变更车道的第一判断部；在不能变更车道的情况下根据相对距离及相对速度确定变更车道的目标空间的决定部；判断在目标空间是否存在可变更车道的空间的第二判断部；在没有该空间的情况下设定朝向变更车道待命位置的目标速度，在存在该空间的情况下设定朝向可变更车道位置的目标速度的设定部；控制本车的速度使其成为目标速度的控制部。

Description

行车支援装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的行车支援装置。

背景技术

驾驶员做大负担驾驶动作实现变更车道。这里，有一种检测出车辆间的各间距，相对于各间距，计算出在某预测时间期间内用于进行变更车道的速度，根据这个速度对车辆进行控制的技术。(参照专利文献1)

专利文献1：日本特开2005-324727号公报。

在专利文献1中，为了相对于各间距算出适于本车变更车道的速度，在车辆间原本没有间距的周围拥挤的状况、即没有可以向目标空间安全变更车道的空间的状况下，存在为了变更车道而无法引导车辆的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种即使是在没有能够进行变更车道的空间的情况下，也可以进行控制使得可安全地进行变更车道的行车支援装置。

为了解决上述课题，本发明优选的一个方式如下所述。

一种行车装置，其具备：支援开始部，其根据输入装置的输入开始变更车道的支援；检测部，其检测出本车与其它车辆的相对距离及相对速度；运算部，其根据检测部检测出的相对距离及相对速度，计算出本车在变更车道时相对于其它车辆的碰撞危险度；第一判断部，其根据相对距离、相对速度及碰撞危险度判断可否变更车道；决定部，其在第一判断部判断出不能变更车道的情况下，根据相对距离及相对速度决定变更车道的目标空间；第二判断部，其判断在目标空间是否存在可以变更车道的空间；速度设定部，其在第二判断部判断出不存在可以变更车道的空间的情况下，朝向变更车道待命位置设定目标速度，在判断出存在空间的情况下，朝向可 以变更车道位置设定目标速度；控制部，其控制本车的速度使其成为所述目标速度。

发明效果

根据本发明，可以提供一种即使是不存在能够变更车道的空间的情况下，也可以控制而安全地变更车道的行车支援装置。

附图说明

图1是系统结构图；

图2是变更车道支援的流程图；

图3是表示判断变更车道支援条件是否成立的图；

图4是表示变更车道的示意图；

图5是表示周围车辆的相对位置、相对速度的图；

图6是表示车体速度V₀与变更车道所需时间T₁的关系的图；

图7是表示判断是否可以变更车道的图；

图8是表示对驾驶员的警报处理的图；

图9是表示变更车道支援的显示例的图；

图10是目标空间决定处理的流程图；

图11是表示由弹簧减震器模型(バネ·ダンパモデル)进行控制的图；

图12是行车支援装置的框图；

图13是表示系统的动作结果的图；

图14是表示系统的动作结果的图；

图中：

1-行车支援控制装置；2-照相机；3、4-激光雷达；5-毫米波雷达；6-方向盘；7-操舵转矩检测装置；7、8-转向控制装置；9-电动机；10-转向控制机构；11-变更车道支援输入装置；12-制动踏板；13-制动器控制机构；14-综合传感器(combine censor)；15-制动控制装置；16FL～16RR-车轮工作缸；17-加速器踏板；18-行程传感器；19-节气门控制装置；20-节气门控制机构；21-方向盘角度检测装置；22FL～22RR-车轮速度传感器；23-警报装置；30-本车及他车信息算出部；31-可否变更车道判断部；32-目标空间决定部；33-目标空间的空间有无判断部；34-变更车道目标速度运算部；36-故障检测用传感器；37-故障检测部；38-变更车道支援条件成立判断部；39-变更车道支援的ON、OFF开关；40-ACC目标速度运算部；41-目标速度运算部；42-速度控制部；43-节气门控制部；44-制动器控制部；45-车辆。

具体实施方式

以下，利用附图说明本行车支援装置。

图1是行车支援装置的示意图。并且，FL轮是左前轮，FR轮是右前轮，RL轮是左后轮，RR轮是右后轮。

行车支援装置具有：识别外界的传感器2、3、4、5；根据其信息用于支援变更车道的转向控制机构10；制动器控制机构13；节气门控制机构20；警报装置23；计算传向各个执行器10、13、20的指令值的行车支援控制装置1；根据来自该行车支援控制装置1的指令值来控制上述转向控制机构10的转向控制装置8；根据该指令值控制上述制动器控制机构13从而调整各轮的制动力分布的制动控制装置15；根据该指令值控制节气门控制机构20来调整发动机的转矩输出的节气门控制装置19。

作为识别外界的传感器，在前方配有照相机2，左右侧有激光雷达3、4，后方有毫米波雷达5，能够检测出本车和周围车辆的相对距离以及相对速度。并且，在本实施方式中，虽然作为传感器构成的一个例子表示了上述传感器的组合，但是并不限定于此，还可以组合超声波传感器、立体照相机、红外线照相机等。上述传感器信号被输入行车支援控制装置1。此外，变更车道支援输入装置11的输入是被输入行车支援控制装置1。变更车道支援输入装置11，例如采用信号指示灯，根据其ON、OFF信息来决定变更车道支援的动作。但是，上述变更车道支援输入装置11，并不限定于信号指示灯，也可以采用专用的输入装置。

行车支援控制装置1具有没有在图1中详细表示的例如，CPU、ROM、RAM以及输入输出装置。在上述的ROM中存储利用图2说明的车辆驾驶支援的流程。虽然详细情况稍后叙述，行车支援控制装置1在不能进行变更车道的情况下，根据由上述外界识别传感器检测出的本车和周围车辆间的相对距离以及相对速度，为能够进行变更车道而对用于引导车辆的各个执行器10、13、20的指令值进行计算。各个执行器10、13、20的控制装置8、15、19，通过通信来接收行车支援控制装置1的指令值，根据该指令值控制各个执行器。

下面，对制动器的动作进行说明。驾驶员踩制动踏板12的踩踏力通过制动助力器(没有图示)而加倍，通过主工作缸(没有图示)，产生与该力对应的液压。产生的液压通过制动器控制机构13供给给车轮工作缸16。车轮工作缸16FL～16RR由工作缸(没有图示)、活塞、衬垫(pad)等构成，通过由主工作缸9供给的工作液推进活塞，与活塞连接的衬垫被按压向盘形转子。并且，盘形转子与车轮(没有图示)一起旋转。因此，作用在盘形转子上的制动转矩，成为作用于车轮和路面之间的制动力。根据以上的结构，对应于驾驶员的制动踏板操作，可以使各轮产生制动力。

与行车支援控制装置1同样，制动控制装置15具有并没有在图1中详细表示的、例如CPU、ROM、RAM以及输入输出装置。向制动控制装置15通过后述的转向控制装置8输入的是可以检测出前后加速度、横加速度、侧滑率(yaw rate)的综合传感器14的信号，在各轮上设置的车轮速度传感器8FL～8RR的信号，来自上述的制动控制装置15的制动力指令，来自方向盘角度检测装置21的传感器信号。此外，制动控制装置15的输出和具有泵(没有图示)、控制阀的制动器控制机构13连接，独立于驾驶员的制动踏板操作而可以在各轮上产生任意的制动力。制动控制装置15根据上述信息推定车辆的自旋、漂移(drift out)、车轮的锁定，为了抑制这些而产生该轮的制动力，起到提高驾驶员的操作稳定性的作用。此外，行车支援控制装置1通过向制动控制装置通信制动指令，可以使车辆产生任意的制动力。只是，本申请文本中，并不限定于上述的制动控制装置，也可以采用制动双线(ブレ一キバイワイヤ)等其他的执行器。

下面，对转向动作进行说明。分别用操舵转矩检测装置7和方向盘角度检测装置21，检测出驾驶员通过方向盘6输入的操舵转矩和方向盘角度，根据这些信息，转向控制装置8控制电动机而使其产生辅助转矩。并且，转向控制装置8也与行车支援控制装置1同样，具有没有在图1中详细表示的，例如CPU、ROM、RAM以及输入输出装置。通过上述的驾驶 员的操舵转矩和电动机产生的辅助转矩的合力，转向控制机构10可动，前轮转向。另一方面，对应于前轮的转向角，来自路面的反作用力传递给转向控制机构，作为路面反作用力传递给驾驶员。

转向控制装置8独立于驾驶员的转向操作，能够通过电动机9产生转矩，控制转向控制机构10。因此，行车支援控制装置1通过向转向控制装置8发出操舵力指令，可以控制前轮产生任意的转向角。但在本专利申请中，并不限定于上述的转向控制装置，也可以采用转向双线(ステアバイワイヤ)等其他的执行器。

下面，对加速器进行说明。驾驶员对加速器踏板17的踏入量被行程传感器18检测出，被输入到节气门控制装置8。并且，节气门控制装置19也与行车支援控制装置1同样，具有在图1中没有详细表示的例如CPU、ROM、RAM以及输入输出装置。节气门控制装置19对应于上述的加速器踏板的踏入量来调节节气门的开度，控制发动机。根据以上构成，可以对应于驾驶员的加速器踏板操作而使车辆进行加速。此外，节气门控制装置可以独立于驾驶员的加速器操作来控制节气门的开度。因此。行车支援控制装置1通过向节气门控制装置发出加速指令，可以使车辆产生任意的加速度。

根据以上的构成，在驾驶员想要进行变更车道的时候，能够对应于周围车辆的状况，通过调整制动器、节气门来恰当控制车辆的速度，可以将车辆引导到能够进行变更车道的位置。

图2、图3分别是储存在行车支援控制装置1中的、变更车道支援的流程图，以及判定变更车道支援条件是否成立时的流程图。

首先，行车支援控制装置1判定变更车道支援条件是否成立(S50)。这里，判定驾驶员是否进行变更车道支援输入装置11的开始输入(S55)，在“是”时进入S60，在“否”时判定变更车道支援条件不成立(S80)。

下面，行车支援控制装置1判定驾驶员是否进行变更车道支援输入装置11的终了输入(S60)，在“否”时进入S65，在“是”时进入S80。

然后，行车支援控制装置1判定是否持续了规定时间的后述S500的速度控制(S65)，在“否”时进入S70，在“是”时进入S80，判定变更车道支援条件不成立。通过加入S65的处理，在即使进行速度控制，不能进行变更车道的状况持续规定时间以上的情况下，可以不再继续调整速度而在规定的时间之后终止，可以防止系统动作的持续。

然后，行车支援控制装置1判定系统是否有异常(S70)。在“是”时进入S80，判断变更车道支援条件不成立。在“否”时进入S75，判断变更车道支援条件成立。以上是根据S55～S80的结果，判断S50的变更车道支援条件是否成立。

行车支援控制装置1在S50为“是”时，进入S100，“否”时进入S650的返回处理。在返回处理中，经过一定时间(数十豪秒到数百毫秒)后，返回到图2流程的开始。即，总是监视变更车道支援成立条件是否成立，如果成立的话，开始进行变更车道支援。

行车支援控制装置1在S50之后，进行向其他车辆表明图4所示的本车变更车道的意图的处理(S100)。首先，有点亮图4(a)的信号指示灯的方法。另外也有如图4(b)所示的沿着想要变更车道的邻接车道的边界控制车辆的方法。为了实现上述控制，行车支援控制装置1首先利用在前方设置的照相机2的信息，检测出行车道，然后根据后述的本车的车体速度和上述行车道信息计算出车辆需要的目标侧滑力矩。根据上述目标侧滑力矩计算出目标操舵角或目标制动力，分别向转向控制装置8和制动控制装置15通信。通过以上，就能沿邻接行车道的边界控制车辆。另外，作为向其他车辆传达S100的本车将变更车道的意图的方法，有图3(c)所示的利用车辆间通信向其他车辆表示本车将变更行车道的方法。通过以上S100的处理，因为能向其他车辆明确传达司机变更行车道的意图，所以可以使其他车辆意识到本车将变更行车道，所以能够更加顺利地变更行车道。

然后，行车支援控制装置1通过图5所示检测出车辆前方的照相机2、检测出车辆左右侧方的激光雷达3、4和检测出车辆后方的毫米波雷达5，计算出本车和其周围车辆的相对距离及相对速度(S150)。首先根据车轮速度传感器22FL～22RR推定出本车的速度。例如选择出四个车轮速度传感器中的最高值，以此作为推定车体速度。但是，车体速度的推定方法并不局限于此，也可以采用利用车轮速度传感器的平均值等其他方法。其他车辆的相对位置和相对速度以如下坐标系表示，该坐标系的原点为车辆的重心位置，X轴为车辆的前方。时刻t秒时X轴方向的与周围车辆的重心 之间的相对距离X_i和相对速度V_i分别用以下公式表示。

【式1】

$\left\{\begin{array}{c}{X}_i\left(t\right)\\ V_i\left(t\right)={\stackrel{\·}{X}}_i\left(t\right)\end{array}\right.(i=\mathrm{1,2},...,i)...\left(1\right)$

下标字母i表示第i号车辆。另外，相对速度V_i以向本车靠近的方向的速度为正。

然后，行车支援控制装置1根据上述相对位置和相对速度计算出变更行车道时的碰撞危险度(S200)。首先，在图6所示的车体速度和变更车道时所需时间的图中输入上述推定出的车体速度，算出变更车道所需时间，在图6的图中，随着车体速度变快，变更车道所需时间变短。这样，高速时变更行车道所需时间短，低速时所需时间长，从而能根据车体速度适当算出变更车道所需时间T₁。接着，根据计算出的变更行车道所需时间T₁，通过以下算式，计算出表示变更行车道时的(变更行车道所需时间T₁秒后的)碰撞危险度的车间距离X_i ^gap(t+T₁)和碰撞预测时间T_i ^ttc(t+T₁)。

【式2】

$X_i^{\mathrm{gap}}(t+T_1)=\left|X_i(t+T_1)\right|-(L_0/2+L_1/2)...\left(2\right)$

【式3】

$T_i^{\mathrm{ttc}}(t+T_1)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{X_i^{\mathrm{gap}}(t+T_1)}{V_i(t+T_1)}& (V_i>0)\\ \∞& (V_i\≤0)\end{array}\right....\left(3\right)$

其中，L₀为本车的全长(前后方向)，L_i为周围车辆i的长度。

然后，行车支援控制装置1根据利用图7由(2)、(3)公式求出的车间距离X_i ^gap(t+T₁)和碰撞预测时间T_i ^ttc(t+T₁)判断可否改变行车道(S250)。图7的纵轴为车间距离，横轴为碰撞预测时间。判定基准如下：在周围所有车辆的相对距离和碰撞预测时间有足够富余的时候，也就是以下公式成立的时候可以变更行车道，除此以外不可以变更行车道。

【式4】

$X_i^{\mathrm{gap}}(t+T)>X_i^{\mathrm{gap}\_a}$ …(4)

$T_i^{\mathrm{TTC}}>T_i^{\mathrm{TTC}\_a}$

X₁ ^gap_a为相对于目标空间的前方车辆判断可否变更行车道的相对距离的阈值(以后称为第一规定值)，X₂ ^gap_a为相对于目标空间的后方车辆判断可否变更行车道的相对距离的阈值(以后称为第三规定值)。无论相对速度为多少，第一和第三规定值优选是在司机处于该相对距离之内时均不改变行车道的距离(例如第一规定值为7m，第三规定值为10米)。它们也可以不是固定值，还可以根据车速或司机做相应的变换。另一方面，T₁ ^TTC_a为相对于目标空间的前方车辆判断可否变更行车道的碰撞预测时间的阈值(以后称为第二规定值)，T₂ ^TTC_a为相对于目标空间的后方车辆判断可否变更行车道的碰撞预测时间的阈值(以后称为第四规定值)。第二和第四规定值优选为司机在该碰撞预测时间时感到危险的时间(例如第二规定值为5S，第四规定值为6S)。但它们也可以不是固定值，可以根据车速或司机做相应的变换。根据这个判断标准，例如，即使相对距离长、碰撞预测时间短(相对速度大)的状态下变更行车道，也就是说，在变更行车道后立刻被后方车辆追上时，判定为不可以变更行车道。另外，即使在相对速度为负，也就是车辆背道而驰的情况下，如果相对距离短，则可以判断为不可以变更行车道。通过上述判断而判断为可以变更行车道时，因为不需要变更车道支援，所以进入S650的返回处理。另一方面，在判断为不可以变更行车道时，则进入S300以后的处理。在此，可否变更行车道的判断并不局限于图7，例如，也可以将图7的横轴置换为相对速度。在此，相对于目标空间的前方车辆判断可否变更行车道的相对速度的阈值称为第五规定值，相对于目标空间的后方车辆判断可否变更行车道的相对速度的阈值称为第六规定值。

然后，行车支援控制装置1进行如图8所示的对司机的警告处理(S300)。首先，如图9(a)所示，根据在S200求出的危险度，改变警告装置8的警告灯大小或警告音音量，通知司机不可变更行车道(S305)。通过对应于危险度来改变显示或音量，司机可以预测何时能够变更行车道。

然后，行车支援控制装置1根据操舵转矩检测装置7的信息和前方照相机2检测出的行车道信息，检测出变更行车道的意图(S310)。例如，操舵转矩和通过白线的进入角度中的任何一方在规定值以上时，判断为有变更行车道的意图，进入S315，除此以外，终止向司机的警告处理。

然后，因为如果保持原样不变地继续进行变更车道则存在着本车和其它车辆发生碰撞的可能性，所以产生警告灯或者警告音，促使驾驶员注意(S315)。这里采用的警告灯、或者是警告音，与S305采用的此外的警告相比，容易区分，效果更佳。

然后，行车支援装置1根据由前方的照相机检测出来的与白线之间的距离，算出不致使车辆穿越白线的目标侧滑力矩(S320)。接着，根据上述的目标侧滑力矩算出目标操舵角、或者制动器的目标制动力，分别发送向转向控制装置8、制动控制装置15。转向控制装置8、制动控制装置分别驱动转向控制机构10、制动器控制机构13，产生目标操舵角、目标制动力。由此，能够对本车进行控制，使得停留在本车车道内，抑制危险的车道变更。

然后，行车支援控制装置1进入S650的返回处理，停止变更车道支援(S325)。由此，能够防止在变更车道中进行加速或者减速控制而诱发撞车。

然后，行车支援控制装置1返回图2，决定变更车道的目标空间(S350)。该处理按照图10进行。首先，决定成为用于决定目标空间的基准的基准车辆(S355)。

基准车辆是变更车道时的相对距离X_i(t+T₁)最小的车辆。但是，基准车辆的决定方法并不限定于此，也可以将现在的相对距离X₁(t)最近的车辆或者碰撞预测时间最短的车辆作为基准车辆。

然后，行车支援控制装置1判定在进行变更车道时本车是否在基准车辆前(S360)。在“是”时进入S375，在“否”(本车在后面)的情况下进入S365。在S365中如(5)式所示那样，判定本车出现在基准车辆的前方所需时间是否在规定值以下，即，判断本车是否能够马上出现在基准车辆的前方。

【式5】

T＜K₁…(5)

【式6】

$T=\left\{\begin{array}{cc}\frac{L^{*}}{V_i(t+T_1)}& (V_i>0)\\ \∞& (V_i\≤0)\end{array}\right....\left(6\right)$

【式7】

L^*＝|X_i|+(L₀/2+L_i/2)…(7)

其中，K1是本车是否能够立即出现在基准车辆前方的阀值。在(5)式成立，即，本车能够立即出现在基准车辆的前方的情况下进入S380，设目标空间为基准车辆的前方。与此相反，在(5)式不成立，即，本车无法立即出现在基准车辆的前方的情况下，进入S370，将目标空间设定为基准车辆的后面。

此外，行车支援控制装置1在S375中，如(8)式所示的那样判断本车去到基准车辆后面需要的时间是否在规定值以下，即，本车是否能够立即去到基准车辆的后面。

【式8】

T＜K₂…(8)

【式9】

$T=\left\{\begin{array}{cc}\frac{L^{*}}{V_i(t+T_1)}& (V_i<0)\\ \&infin;& (V_i\&GreaterEqual;0)\end{array}\right....\left(9\right)$

【数10】

L^*＝|X_i|+(L₀/2+L_i/2)…(10)

其中，K₂是本车是否能够立即去到基准车辆的后方的阀值。在(8)式成立，即，本车能立即去到基准车辆的后面的情况下，进入S370，将目 标空间设定在基准车辆的后面。与此相反在(8)式不成立，即，本车不能够马上去到基准车辆的后方的情况下，进入S380，将目标空间设定在基准车辆的前方。根据以上，能够对应于与其它车辆的相对位置、相对速度，适当决定变更车道的目标空间。

然后，行车支援控制装置1返回图2，在S400中，判断在目标空间是否存在能够安全进行变更车道的空间。可是，在S250相对于前方车辆和后方车辆判断为可以进行变更车道的最小车间距离分别是第一规定值X₁ ^gap_a、第三规定值X₂ ^gap_a。因此，能够根据下式求得判断为前方车辆以及后方车辆两方都可以进行变更车道的车辆间空间的最小值L_min。

【式11】

$L_{\min }=X_1^{\mathrm{gap}\_a}+X_2^{\mathrm{gap}\_a}+L_0...\left(11\right)$

因此，能够根据下式判断出：在目标空间是否存在能够安全进行变更车道的空间的判断。

【式12】

|X₁|+|X₂|-(L₁/2+L₂/2)＞L_min…(12)

行车支援控制装置1在(12)式成立，即在目标空间存在着能够安全进行变更车道的空间的情况下，进入S450，计算出移向变更车道待命位置的目标速度。此外，在(12)式不成立的情况下，因为在目标空间存在着能够安全进行变更车道的空间，在S600计算出移向可以进行变更车道的位置的目标速度。并且，在S450以及S600中，如图9(b)所示那样在开始速度控制之前，确认对驾驶员来说是否可以开始进行支援。由此，能够防止伴随着加速、减速而产生的速度控制在没有预兆的情况下就开始动作，能够减轻驾驶员感到的不协调感。

行车支援控制装置1在S400中是“否”时，通过以下所述的方法计算出移向变更车道待命位置的目标速度(S450)。如图11所示，设置本车和目标空间的前方车辆间的相对距离在第一规定值以下作用，对应于上述的相对距离而产生的力F₁变化的假想的弹簧减震器模型。此外，设置本车和目标空间的后方车辆之间的相对距离在第三规定值以下作用，对应于上述的相对距离而产生的力F₂变化的假想的弹簧减震器模型。而且，如 (13)式所示那样，根据设置在本车前方的上述弹簧减震器所产生的力和设置在本车后方的上述弹簧减震器所产生的力的合力，计算出本车的目标速度V^ref。

【式13】

$V^{\mathrm{ref}}=\frac{1}{s}\{F_1+F_2\}...\left(13\right)$

【式14】

F₁＝(K₁+sD₁)ΔX₁…(14)

【式15】

F₂＝(K₂+sD₂)ΔX₂…(15)

【式16】

$\mathrm{\&Delta;}{X}_i=\left\{\begin{array}{cc}{L}_i^{\mathrm{spr}\_a}& L_i^{\mathrm{spr}}-\left(\right|X_i\left(t\right)|-(L_0/2+L_i/2))>L_i^{\mathrm{spr}\_a}\\ L_i^{\mathrm{spr}}-\left(\right|X_i\left(t\right)|-(L_0/2+L_i/2))& L_i^{\mathrm{spr}\_a}>L_i^{\mathrm{spr}}-\left(\right|X_i\left(t\right)|-(L_0/2+L_i/2))>0\\ 0& 0>L_i^{\mathrm{spr}}-\left(\right|X_i\left(t\right)|-(L_0/2+L_i/2))\end{array}\right....\left(16\right)$

其中，M是质量，S是拉普拉斯算子，L_i ^spr是假象的弹簧减震器的自然长度(i＝1，2)，L_i ^spr_a是弹簧减震器模型的变化量的最大值，K_i和D_i，分别是对于车辆i的假想弹簧减震器模型的弹簧系数，阻尼系数。并且，如(16)式所示那样，弹簧减震器模型的变化量为了不达到最大值(L_i ^spr_a)以上，对车辆不需要的大的力不会起作用。

这里，假想的弹簧减震器模型的自然长度L_i ^spr优选被设定成L₁ ^spr＝X₁ ^gap_a，L₂ ^spr＝X₂ ^gap_a。通过上述那样设定，在S250判断为不可能进行变更车道的车间距离的时候，弹簧减震器模型必然起作用，能够控制车辆移向可以进行变更车道的位置。此外，优选将弹簧系数，阻尼系数设定为适当的值，使得计算出没有振动的平稳的目标速度。并且，相比于前方车辆的弹簧系数K₂通过将后方车辆的弹簧系数K₁设定得更大，在前方和后方的弹簧减震器模型在合力作用下平衡的时候，能够向本车与前方车辆之间的相对距离小于本车和后方车辆的相对距离的位置控制。上述的位置 定义为变更车道待命位置。变更车道待命位置，换言之，是后方的车辆能够不感到压力为本车腾让出空间的位置，或者是本车的重心位置较前方车辆的重心位置偏后的位置，或是前方车辆的尾部与本车的头部重合在一起的位置。

以上，对于在目标空间存在安全地变更车道的空间时的情况进行了说明。通过由式(13)-(16)产生的弹簧减震器模型产生的力，最终朝向这些力平衡的位置产生目标速度。结果是可以计算出朝向使本车靠近前方车辆的位置、即朝向变更车道待命位置的目标速度。

行车支援控制装置1在S400中为“是”的情况下，算出朝可能变更车道位置的目标速度(S600)。目标速度的计算式和S450的式(13)-(16)相同。但是，S600与S450的条件不同，是即使式(12)不能成立、即其他车辆没有让出空间，通过控制本车也能达到行车道变更的情况。在此情况下，对于由S250判断出无法变更行车道的前方或后方的车辆，某一方的弹簧减震器模型产生作用，计算出朝向可能变更车道位置的目标速度。结果是本车通过S250的判断被控制朝向可能变更车道的位置。把这个位置定义为可能变更车道位置。

然后，行车支援控制装置1根据S450或S600算出的目标速度，在S500中行车支援装置1控制节气门控制装置19以及制动控制装置15，控制本车的速度。然后，在S550中如图9(c)所示，表示目标空间，或如图9(d)所示表示速度调整支援的控制状态。由此，驾驶员容易预测行车支援控制装置1产生的加速度、减速度的程度，可以降低驾驶员感觉到的不协调感。

图12是行车支援装置的框图。该图是以框图表现图2的流程图。但是，为了方便表示，图2的S100、S300、S500被省略。

本车及他车信息算出部30是根据各个车轮上设置的车轮速度传感器8FL～8RR，设置在前方的照相机2，设置在左右两侧的激光雷达3、4，设置在后方的毫米波雷达5的传感器信号，计算出本车的速度及和其他车辆的相对位置、相对距离。可否变更车道判断部31根据本车的速度及和其他车辆的相对位置、相对距离，判断可否变更车道。目标空间决定部32，在判断为无法变更车道的情况下，根据本车的速度及和其他车辆的相对位 置、相对距离，决定变更车道的目标空间。在目标空间的空间有无判断部33，判断在目标空间是否存在能安全变更车道的空间。变更车道目标速度运算部34根据目标空间、与其他车辆的相对位置、相对速度以及目标空间的空间有无等，计算出变更车道的目标速度。

然后，对于控制速度调整支援的ON、OFF的变更车道支援条件成立判断部38进行说明。在变更车道支援条件成立判断部38中，通过变更车道支援输入装置11输入驾驶员的变更车道的意图即变更车道输入ON、OFF信息。另外，向变更车道支援条件成立判断部38中输入如下信息：故障检测部37根据检测行车支援装置故障的故障检测传感器36的信号而检测出的系统是否有故障的信息。在此，作为故障检测传感器，例如有监视电源电压异常的电源电压监视器或监视制动器异常的车轮工作缸压力传感器等。但是，上述只是举例说明故障检测传感器，本申请并不限于此。并且，向变更车道支援条件成立判断部38还输入由可否变更车道判断部输出的可否变更行车道的信息。

如上所述，变更车道支援条件成立判断部38根据以上的变更车道输入ON·OFF的信息、系统有无故障的信息、可否变更车道的信息，判断变更车道支援条件是否成立，根据该结果，切换图12所示的变更车道支援的ON、OFF开关39。如图12所示，当变更车道支援为OFF时，不输入变更车道目标速度，而是将后述的ACC的目标速度设定为最终目标速度。

然后，对ACC目标速度运算部40进行说明。在ACC中，根据驾驶员设定的驾驶员设定速度，本车的速度，与其它车辆的相对位置、相对速度，计算出ACC目标速度。目标车速选择部41从上述变更车道目标速度和ACC目标速度选择出适当的车速，决定最终目标速度。一般的说，由于车速低则安全，优选是选择车速小的目标车速，但在本申请文件中，并不限定于此。速度控制部42，根据最终目标速度，计算出目标加速度和目标减速度，分别输入至节气门控制部43和制动器控制部44。节气门控制部43根据目标加速度控制节气门，使车辆产生加速度。另一方面，制动器控制部44根据目标减速度来控制制动器控制机构6，使车辆产生减速度。

然后，对于适用了以上已经说明了的图2的流程图、以及图12的框图的系统的动作，结合图13，图14进行说明。

图13表示在其它车辆2的前方设定目标空间，向可以进行变更车道的位置进行控制的情况下的动作例。首先，在(a)中，对于其它车辆1、2计算出碰撞危险度(S200)、判断能否进行变更车道(S250)。在图示的实例中，因为其它车辆2撞车的危险度高，所以判断为不可以变更车道。此时，通过警告灯、警告音，警告驾驶员不能进行变更车道(S300)。然后，在(b)中，根据在变更车道后本车在其它车辆2前，并且，不能立即驶到其它车辆2的后面的判断，而将其它车辆2的前面决定为目标空间(S350)。在(c)、(d)中，判断为在目标空间存在能够安全进行变更车道的空间(S400)，本车后方设置的假象弹簧减震器模型起作用，朝向能够进行变更车道的位置进行速度控制(S600、S500)。这时，其它车辆2的前方是目标空间，对驾驶员传达向那里进行加速或者减速控制(S550)。(e)是根据上述控制的结果，被控制向可以进行变更车道的位置时的图。这时，判断出可以进行车道变更(S250)，在速度控制结束的同时，警告灯、警告音的警告结束。

图14表示将目标空间设定在其它车辆1的后面，向变更车道待命位置进行控制的情况的动作例子。(a)因为是和图13同样的处理，省略说明。然后，在(b)中，根据在变更车道后本车在其它车辆1前，并且可以立即驶到其它车辆1的后面的判断，将其它车辆1的后面决定为目标空间(S350)。在(c)中，判断为在目标空间不存在能够安全进行变更车道的空间(S400)，在本车的前方和后方设置的假象弹簧减震器模型分别作用，向能够进行变更车道的位置进行速度(S450、S500)。这时，能够向驾驶员传达目标空间的位置和向那里进行加速或者减速控制(S550)。(d)是表示根据控制的结果，本车被控制向变更车道待命位置、即比后方车辆更靠近前方车辆的位置的状态的图。直到其它车辆给本车腾让出空间之前，在这个位置待命。控制向上述变更车道待命位置的时间，优选是至少可以持续作出目标空间的后方车辆能否给本车让出空间的判断所花费的时间以上(例如5秒)。接下来如(e)那样，在其他车辆2腾让给本车用于变更车道的空间的情况下，由此在S400中，转换判断为在目标 空间存在能够安全变更车道的空间，开始向可以变更车道位置进行速度控制。最终如(f)那样，上述控制的结果，被控制向可以进行变更车道的位置。这时，判断为可以变更车道(S250)，速度控制完成，并且警告灯、警告音的警告结束。

以上，利用由实施方式1说明的行车支援装置，在以前不能引导车辆变更车道的状况下，也包括无法向目标空间安全进行变更车道的空间的状况，在不能进行变更车道的情景下，能够对车辆的速度进行调整使得能够进行变更车道，能够减轻变更车道时驾驶员的负担。

在现有技术中，变更车道最难，在驾驶员需要引导的情景下却不能对车辆进行引导是一大课题。可是，也包括在目标空间存在可安全地变更车道的空间的状况，可以调整车辆的速度使得在不能变更车道的情景下总能变更车道，能够减轻变更车道时驾驶员的负担。

以上，虽然是对于实施例的说明，但是具体的构成并不限定于各实施例，在不脱离本发明主旨的范围内进行的设计变更等也包括在本发明中。

Claims (10)

1.一种行车支援装置，其具备：

支援开始部，其根据输入装置的输入开始变更车道的支援；

检测部，其检测出本车与其它车辆的相对距离及相对速度；

运算部，其根据所述检测部检测出的所述相对距离及所述相对速度，计算出所述本车在变更车道时相对于所述其它车辆的碰撞危险度；

第一判断部，其根据所述相对距离、所述相对速度及所述碰撞危险度判断可否变更车道；

决定部，其在所述第一判断部判断出不能变更车道的情况下，根据所述相对距离及所述相对速度决定变更车道的目标空间；

第二判断部，其判断在所述目标空间是否存在可以变更车道的空间；

速度设定部，其在所述第二判断部判断出不存在所述可以变更车道的空间的情况下，朝向变更车道待命位置设定目标速度，在判断出存在所述空间的情况下，朝向可以变更车道位置设定目标速度；

控制部，其控制所述本车的速度使其成为所述目标速度，

所述可以变更车道位置表示所述第一判断部判断可以变更车道的位置，

所述变更车道待命位置是所述本车与所述目标空间的前方车辆的相对距离小于所述本车与所述目标空间的后方车辆的相对距离的位置。

2.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

朝向所述变更车道待命位置的速度控制结束的条件是如下四种情况之中的至少一个，其一是判断出在目标空间存在可以安全地变更车道的空间的情况；其二是检测出驾驶员输入了变更车道结束的情况；其三是速度控制持续规定时间以上的情况；其四是驾驶员开始变更车道的情况。

3.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

不开始变更车道支援的条件是如下四种情况之中的至少一个，其一是未检测出所述输入装置的开始输入的情况；其二是检测出所述输入装置的结束输入的情况；其三是速度控制持续规定时间以上的情况；其四是检测出系统内故障的情况。

4.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

所述行车支援装置还具备意思表示部，在判断出无法变更车道的情况下，所述意思表示部利用如下之中的至少一种来对周围车辆表示变更车道的意思，

其一是信号指示灯显示；其二是控制所述本车，使其沿着与想要变更车道的相邻车道的边界；其三是通过车与车间的通信向变更车道目的地的车辆进行信息提示。

5.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

所述碰撞危险度表示所述本车与所述周围车辆的碰撞预测时间。

6.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

其还具备显示变更部，在判断出无法变更车道的情况下，该显示变更部根据所述碰撞危险度改变警报或警报灯的显示。

7.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

其还具备选择部，在判断出无法变更车道的期间通过操舵角检测出本车的变更车道的意图的情况下，所述选择部选择以下之中的至少一种动作：其一是警告存在碰撞的危险；其二是通过转向装置或制动器向使所述本车留在本车车道内的方向上产生力；其三是停止速度控制。

8.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

其还具备空间设定部，该空间设定部将在变更了车道时离所述本车最近的车辆作为基准车辆，在所述本车不能马上驶到所述基准车辆的前面且所述本车不能马上驶到所述基准车辆的后面的情况下，将所述目标空间设定在基准车辆的前面，在所述本车可以马上驶到所述基准车辆的前面且所述本车可以马上驶到所述基准车辆的后面的情况下，将所述目标空间设定在基准车辆的后面。

9.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

所述行车支援装置具备：

速度调整显示部，其在调整速度前，对驾驶员显示实施速度调整；

速度调整开始部，其根据所述驾驶员的速度调整支援的开始输入开始调整速度。

10.如权利要求1所述的行车支援装置，其中，

所述行车支援装置还具备显示部，所述显示部在速度控制中显示如下两者之中的至少任一者，其一是所述目标空间，其二是因调整速度而产生的车辆的加速度及减速度。

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