JP2018203098A - 操舵支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車線変更支援制御が開始された後に他車両が自車両に異常接近した場合の安全性を向上させる操舵支援装置を提供する。【解決手段】運転支援ＥＣＵは、ＬＣＡ（レーン・チェンジ・アシスト）を継続すると自車両に異常接近するおそれのある接近車両が検出された場合、ＬＣＡを終了させるとともに、自車両のヨー角を素早くゼロに戻すヨー角戻し制御を実施するＳ４２〜Ｓ４４。運転支援ＥＣＵは、自車両を元車線に戻すと自車両に異常接近するおそれのある他車両が元車線で検出されているか否かについて判定しＳ４５、検出されていない場合には、自車両を元車線に戻すように操舵制御を行いＳ４６、検出されている場合には、自車両の横速度がゼロに維持されるように操舵制御を行うＳ４７。【選択図】図７

Description

本発明は、車線変更を行うための操舵操作を支援する操舵支援装置に関する。

従来から、自車両が現在走行している元車線から隣接車線に向けて車線変更するように操舵操作を支援する制御（車線変更支援制御と呼ぶ）を実施する操舵支援装置が知られている。例えば、特許文献１に提案された車両制御システムは、自車両の周辺を監視し、車線変更支援制御を行うにあたって支障となる他車両が存在してないか判定し、支障となる他車両が存在する状況においては、車線変更支援制御を開始しないように構成されている。

特開２０１６−１２６３６０号公報

しかしながら、周辺監視のもとに車線変更支援制御が許可されて開始された場合であっても、その後に、他車両が自車両に異常接近するケースが考えられる。例えば、図１７に示すように、車線変更先となる隣接車線（目標車線と呼ぶ）の後方から他車両Ｃ２が想定外の相対速度で自車両Ｃ１に急接近するケースや、目標車線の更に隣の車線（元車線に対して２車線離れた車線）から、他車両Ｃ３が目標車線に進入して自車両Ｃ１に異常接近するケースなどが挙げられる。特許文献１に提案されたシステムにおいては、車線変更支援制御が開始された後において他車両が異常接近することについては想定しておらず、その場合に対処することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車線変更支援制御が開始された後に他車両が自車両に異常接近した場合の安全性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の操舵支援装置の特徴は、
自車両の周辺を監視する周辺監視手段（１１）と、
車線を認識して、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段（１２）と、
自車両が車線変更を行うにあたって支障となる他車両が前記周辺監視手段により検出されていない場合に、車線変更支援要求に従って、前記車線情報に基づいて、自車両が現在走行している元車線から前記元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように操舵を制御する車線変更支援制御を開始する車線変更支援制御手段（１０，２０）と
を備えた操舵支援装置において、
前記車線変更支援制御の実施中に、前記周辺監視手段により、前記車線変更支援制御を継続すると自車両に異常接近するおそれのある接近車両が検出された場合、前記車線変更支援制御を停止させる車線変更支援停止手段（Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ３０，Ｓ４０）と、
前記車線変更支援制御の途中停止をドライバーに知らせる報知手段（Ｓ４２）と、
自車両が前記目標車線に進入して走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された場合、自車両を前記目標車線から前記元車線へ戻すように操舵を制御する元車線戻し支援制御を実施する元車線戻し支援制御手段（Ｓ４６，Ｓ４８）と、
前記周辺監視手段の監視情報に基づいて、自車両を前記元車線に戻すと自車両に異常接近するおそれのある他車両である元車線側車両が検出されているか否かを判定する元車線接近車両判定手段（Ｓ４５）と、
前記元車線接近車両判定手段によって前記元車線側車両が検出されていると判定された場合に、前記元車線戻し支援制御手段による前記元車線戻し支援制御を禁止して、自車両の車線幅方向の速度である横速度がゼロに維持されるように操舵を制御する横速度ゼロ制御を実施する横速度ゼロ制御手段（Ｓ４７，Ｓ４８）と
を備えたことにある。

本発明においては、周辺監視手段が自車両の周辺を監視する。例えば、周辺監視手段は、自車両の周辺の他車両を監視して、自車両に異常接近するおそれのある他車両が存在するか否かについて判定する。車線認識手段は、車線を認識して、車線に対する自車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する。車線は、例えば、白線によって区画される領域である。従って、車線を認識することによって、車線に対する自車両の相対的な位置関係を取得することができる。

車線変更支援制御手段は、自車両が車線変更を行うにあたって支障となる他車両が周辺監視手段により検出されていない場合に、車線変更支援要求に従って、前記車線情報に基づいて、自車両が現在走行している元車線から元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように操舵を制御する車線変更支援制御を開始する。これにより、ドライバーのハンドル操作を要することなく、自車両は、目標車線に向けて車線変更をする。

周辺監視のもとに車線変更支援制御が許可されて開始された場合であっても、その後に、他車両が自車両に異常接近するケースが考えられる。そこで、操舵支援装置は、車線変更支援停止手段と報知手段と元車線戻し支援制御手段とを備えている。

車線変更支援停止手段は、車線変更支援制御の実施中に、周辺監視手段により、車線変更支援制御を継続すると自車両に異常接近するおそれのある接近車両が検出された場合、車線変更支援制御を停止させる。このとき、報知手段は、車線変更支援制御の途中停止をドライバーに知らせる。元車線戻し支援制御手段は、自車両が目標車線に進入して走行している状況で接近車両が検出されて車線変更支援制御が停止された場合、自車両を目標車線から元車線へ戻すように操舵を制御する元車線戻し支援制御を実施する。その場合、元車線に走行している別の他車両が自車両に異常接近するおそれがある。

そこで、操舵支援装置は、元車線接近車両判定手段と横速度ゼロ制御手段とを備えている。元車線接近車両判定手段は、周辺監視手段の監視情報に基づいて、自車両を元車線に戻すと自車両に異常接近するおそれのある他車両である元車線側車両が検出されているか否かを判定する。横速度ゼロ制御手段は、元車線側車両が検出されていると判定された場合に、元車線戻し支援制御手段による元車線戻し支援制御を禁止して、自車両の車線幅方向の速度である横速度がゼロになるように操舵を制御する横速度ゼロ制御を実施する。従って、自車両は、目標車線の形成方向に沿って走行する。これにより、自車両が目標車線の幅方向中心側に移動していかないようにすることができ、接近車両および元車線側車両との衝突回避を支援する（衝突の可能性を低減するように支援する）ことができる。

このとき、ドライバーは、報知手段によって車線変更支援制御が途中で停止されたことを認識しているため、自身のハンドル操作で自車両を適切な位置に移動させることができる。操舵支援装置は、ドライバーの操舵操作を支援するものであるため、ドライバーのハンドル操作が優先されるように、制御用の操舵力を発生させる。従って、ドライバーは、横速度ゼロ制御中においても、自身のハンドル操作で自車両を適切な位置に移動させることができる。

これにより、本発明によれば、横速度ゼロ制御によって、安全な状態でドライバーにハンドル操作を引き渡すまでの時間を確保することができる。この結果、車線変更支援制御が開始された後に他車両が自車両に異常接近した場合の安全性を向上させることができる。

本発明の一側面の特徴は、
自車両が前記目標車線に進入して走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された時に、車線の形成方向と自車両の向いている方向とがなす角度であるヨー角を、前記元車線戻し支援制御によって前記ヨー角が変化する速度よりも速い緊急速度で低下させるように操舵を制御する衝突回避支援制御を実施する衝突回避支援制御手段（Ｓ４２〜Ｓ４４）を備え、
前記元車線戻し支援制御手段は、前記衝突回避支援制御が実施された後に、元車線戻し支援制御を実施するように構成され、
前記横速度ゼロ制御手段は、前記衝突回避支援制御が実施された後に、横速度ゼロ制御を実施するように構成されたことにある。

本発明の一側面においては、衝突回避支援制御手段が、元車線戻し支援制御あるいは横速度ゼロ制御が実施される前に衝突回避支援制御を実施する。衝突回避支援制御手段は、自車両が目標車線に進入して走行している状況で接近車両が検出されて車線変更支援制御が停止された時に、車線の形成方向と自車両の向いている方向とがなす角度であるヨー角を、元車線戻し支援制御によってヨー角が変化する速度よりも速い緊急速度で低下させるように操舵を制御する。ヨー角を低下させるとは、その絶対値を低下させることを意味する。ヨー角を緊急速度で低下させる場合には、例えば、操舵支援装置において許容される最大舵角を使って、ヨー角が低下する方向に操舵を制御するとよい。「元車線戻し支援制御によってヨー角が変化する速度よりも速い緊急速度で低下させる」とは、ある時刻における瞬時的な速度を意味するわけではなく、例えば、平均速度について、元車線戻し支援制御によってヨー角が変化する速度よりも速い緊急速度で低下させることを意味している。従って、自車両の車線幅方向の速度である横速度を短時間で低下させることができる。

これにより、素早く、自車両が目標車線の幅方向中央側に移動していかないようにすることができ、接近車両との衝突回避を支援する（衝突の可能性を低減するように支援する）ことができる。従って、素早く安全を確保した状態から、元車線戻し制御あるいは横速度ゼロ制御を開始することができる。

また、横速度ゼロ制御は、ヨー角がゼロに維持されるように操舵を制御することと同じであるため、衝突回避支援制御の終了から横速度ゼロ制御への切り替えをスムーズに行うことができる。

本発明の一側面の特徴は、
前記横速度ゼロ制御手段は、前記横速度ゼロ制御を実施する自車両の車線幅方向の目標位置を、前記接近車両が検出された時点の自車両の車線幅方向の位置に設定するように構成されたことにある。

接近車両が検出された場合、車線変更支援が停止され、衝突回避支援制御が実施されるが、制御遅れ等によって、自車両は、ある程度、車線変更方向に進んでしまうことがある。そこで、横速度ゼロ制御手段は、横速度ゼロ制御を実施する自車両の車線幅方向の目標位置を、接近車両が検出された時点の自車両の車線幅方向の位置に設定する。従って、自車両は、その車線幅方向の位置が接近車両が検出された時点の位置にまで戻されて、車線に平行に走行する。これにより、一層、安全性を向上させることができる。

本発明の一側面の特徴は、
自車両が前記元車線内を走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された場合には、自車両を前記元車線の車線幅方向の中央位置に戻すように操舵を制御する中央戻し支援制御を実施する中央戻し支援制御手段（Ｓ３０）を備えたことにある。

本発明の一側面によれば、自車両が元車線内を走行している状況で接近車両が検出されて車線変更支援制御が停止された場合には、中央戻し支援制御手段が、自車両を元車線の車線幅方向の中央位置に戻すように操舵を制御する中央戻し支援制御を実施する。従って、ドライバーにとって好ましい位置（元車線の中央位置）に自車両を戻すことができる。これにより、安全性および利便性を向上させることができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る操舵支援装置の概略構成図である。 周辺センサおよびカメラセンサの取付位置を表した平面図である。 車線関連車両情報を説明するための図である。 ウインカーレバーの作動を説明するための図である。 操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。 ＬＣＡキャンセル制御ルーチンを表すフローチャートである。 ＬＣＡ接近警報制御ルーチンを表すフローチャートである。 表示器のＬＴＡ画面、ＬＣＡ画面を表す図である。 目標軌道を表す図である。 目標軌道関数を表す図である。 表示器のＬＣＡキャンセル画面を表す。 目標曲率のグラフを表す。 表示器のＬＣＡ接近警報画面を表す。 目標軌道と中央戻し目標軌道とを表す図である。 目標軌道と元車線戻し目標軌道とを表す図である。 目標軌道と横速度ゼロ目標軌道とを表す図である。 自車両と他車両との接近状況を表す図である。 変形例に係るＬＣＡ接近警報制御ルーチンを表すフローチャートである。 変形例に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る操舵支援装置について図面を参照しながら説明する。

本発明の実施形態に係る操舵支援装置は、車両（以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と称呼される場合がある。）に適用され、図１に示すように、運転支援ＥＣＵ１０、電動パワーステアリングＥＣＵ２０、メータＥＣＵ３０、ステアリングＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ５０、ブレーキＥＣＵ６０、および、ナビゲーションＥＣＵ７０を備えている。

これらのＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric Control Unit）であり、ＣＡＮ（Controller Area Network）１００を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェースＩ／Ｆ等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。これらのＥＣＵは、幾つか又は全部が一つのＥＣＵに統合されてもよい。

ＣＡＮ１００には、車両状態を検出する複数種類の車両状態センサ８０、および、運転操作状態を検出する複数種類の運転操作状態センサ９０が接続されている。車両状態センサ８０は、車両の走行速度を検出する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ、車両の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ、および、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどである。

運転操作状態センサ９０は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ、操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、および、変速機のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどである。

車両状態センサ８０、および、運転操作状態センサ９０によって検出された情報（センサ情報と呼ぶ）は、ＣＡＮ１００に送信される。各ＥＣＵにおいては、ＣＡＮ１００に送信されたセンサ情報を、適宜、利用することができる。尚、センサ情報は、特定のＥＣＵに接続されたセンサの情報であって、その特定のＥＣＵからＣＡＮ１００に送信される場合もある。例えば、アクセル操作量センサは、エンジンＥＣＵ５０に接続されていてもよい。この場合、エンジンＥＣＵ５０からアクセル操作量を表すセンサ情報がＣＡＮ１００に送信される。例えば、操舵角センサは、ステアリングＥＣＵ４０に接続されていてもよい。この場合、ステアリングＥＣＵ４０から操舵角を表すセンサ情報がＣＡＮ１００に送信される。他のセンサにおいても同様である。また、ＣＡＮ１００を介在させることなく、特定のＥＣＵ間における直接的な通信により、センサ情報の授受が行われる構成が採用されてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーの運転支援を行う中枢となる制御装置であって、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。運転支援ＥＣＵ１０には、図２に示すように、中央前方周辺センサ１１ＦＣ、右前方周辺センサ１１ＦＲ、左前方周辺センサ１１ＦＬ、右後方周辺センサ１１ＲＲ、および、左後方周辺センサ１１ＲＬが接続される。各周辺センサ１１ＦＣ，１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬは、レーダセンサであり、その検出領域が互いに異なるだけで、基本的には、互いに同じ構成である。以下、各周辺センサ１１ＦＣ，１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬを個々に区別する必要が無い場合には、それらを周辺センサ１１と呼ぶ。

周辺センサ１１は、レーダ送受信部と信号処理部（図示略）とを備えており、レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する。）を放射し、放射範囲内に存在する立体物（例えば、他車両、歩行者、自転車、建造物など）によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置（方向）等を表す情報（以下、周辺情報と呼ぶ）を所定時間の経過毎に取得して運転支援ＥＣＵ１０に供給する。この周辺情報によって、自車両と立体物との距離における前後方向成分と横方向成分、および、自車両と立体物との相対速度における前後方向成分と横方向成分とを検出することができる。

図２に示すように、中央前方周辺センサ１１ＦＣは、車体のフロント中央部に設けられ、自車両の前方領域に存在する立体物を検出する。右前方周辺センサ１１ＦＲは、車体の右前コーナー部に設けられ、主に自車両の右前方領域に存在する立体物を検出し、左前方周辺センサ１１ＦＬは、車体の左前コーナー部に設けられ、主に自車両の左前方領域に存在する立体物を検出する。右後方周辺センサ１１ＲＲは、車体の右後コーナー部に設けられ、主に自車両の右後方領域に存在する立体物を検出し、左後方周辺センサ１１ＲＬは、車体の左後コーナー部に設けられ、主に自車両の左後方領域に存在する立体物を検出する。

周辺センサ１１は、本実施形態においては、レーダセンサであるが、それに代えて、例えば、クリアランスソナーおよびライダーセンサなど、他のセンサを採用することもできる。

また、運転支援ＥＣＵ１０には、カメラセンサ１２が接続されている。カメラセンサ１２は、カメラ部、および、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析して道路の白線を認識するレーン認識部を備えている。カメラセンサ１２（カメラ部）は、自車両の前方の風景を撮影する。カメラセンサ１２（レーン認識部）は、認識した白線に関する情報を所定の演算周期にて繰り返し運転支援ＥＣＵ１０に供給する。

カメラセンサ１２は、白線で区画される領域を表す車線を認識するとともに、白線と自車両との位置関係に基づいて、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出できるようになっている。ここで、自車両の位置とは、自車両の重心位置である。また、後述する自車両の横位置とは、自車両の重心位置の車線幅方向における位置を表し、自車両の横速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における速度を表し、自車両の横加速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における加速度を表す。これらは、カメラセンサ１２によって検出される白線と自車両との相対位置関係によって求められる。尚、本実施形態においては、自車両の位置を重心位置としているが、必ずしも重心位置に限るものではなく、予め設定された特定の位置（例えば、平面視における中心位置など）を採用することができる。

カメラセンサ１２は、図３に示すように、自車両の走行している車線における左右の白線ＷＬの幅方向の中心位置となる車線中心ラインＣＬを決定する。この車線中心ラインＣＬは、後述する車線維持支援制御における目標走行ラインとして利用される。また、カメラセンサ１２は、車線中心ラインＣＬのカーブの曲率Ｃｕを演算する。

また、カメラセンサ１２は、左右の白線ＷＬで区画される車線における自車両の位置および向きを演算する。例えば、カメラセンサ１２は、図３に示すように、自車両Ｃの重心点Ｐと車線中心ラインＣＬとのあいだの車線幅方向の距離Ｄｙ（ｍ）、つまり、自車両Ｃが車線中心ラインＣＬに対して車線幅方向にずれている距離Ｄｙを演算する。この距離Ｄｙを横偏差Ｄｙと呼ぶ。また、カメラセンサ１２は、車線中心ラインＣＬの方向と自車両Ｃの向いている方向とのなす角度、つまり、車線中心ラインＣＬの方向に対して自車両Ｃの向いている方向が水平方向にずれている角度θｙ(rad）を演算する。この角度θｙをヨー角θｙと呼ぶ。車線がカーブしている場合には、車線中心ラインＣＬもカーブしているため、ヨー角θｙは、このカーブした車線中心ラインＣＬを基準として、自車両Ｃの向いている方向のずれている角度を表す。以下、曲率Ｃｕ、横偏差Ｄｙ、および、ヨー角θｙを表す情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）を車線関連車両情報と呼ぶ。尚、横偏差Ｄｙおよびヨー角θｙについては、車線中心ラインＣＬに対する左右方向が、符号（正負）によって特定される。また、曲率Ｃｕについては、カーブの曲がる方向（右または左）が符号（正負）によって特定される。

また、カメラセンサ１２は、自車両の車線に限らず隣接する車線も含めて、検出した白線の種類（実線、破線）、隣り合う左右の白線間の距離（車線幅）、白線の形状など、白線に関する情報についても、所定の演算周期にて運転支援ＥＣＵ１０に供給する。白線が実線の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは禁止されている。一方、白線が破線（一定の間隔で断続的に形成されている白線）の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは許可されている。こうした車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）、および、白線に関する情報を総称して車線情報と呼ぶ。

尚、本実施形態においては、カメラセンサ１２が車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）を演算するが、それに代えて、運転支援ＥＣＵ１０が、カメラセンサ１２の出力する画像データを解析して、車線情報を取得するようにしてもよい。

また、カメラセンサ１２は、画像データに基づいて自車両の前方に存在する立体物を検出することもできるため、車線情報に加えて、前方の周辺情報を演算により取得するようにしてもよい。この場合、例えば、中央前方周辺センサ１１ＦＣ、右前方周辺センサ１１ＦＲ、および、左前方周辺センサ１１ＦＬによって取得された周辺情報と、カメラセンサ１２によって取得された周辺情報とを合成して、検出精度の高い前方の周辺情報を生成する合成処理部（図示略）を設け、この合成処理部で生成された周辺情報を、自車両の前方の周辺情報として運転支援ＥＣＵ１０に供給するようにするとよい。

図１に示すように、運転支援ＥＣＵ１０には、ブザー１３が接続されている。ブザー１３は、運転支援ＥＣＵ１０からのブザー鳴動信号を受信した時に鳴動する。運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーに対して運転支援状況を知らせる場合、および、ドライバーに対して注意を促す場合等においてブザー１３を鳴動させる。

尚、ブザー１３は、本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０に接続されているが、他のＥＣＵ、例えば、報知専用に設けられた報知ＥＣＵ（図示略）に接続され、報知ＥＣＵによって鳴動されるように構成されていてもよい。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、報知ＥＣＵに対して、ブザー鳴動指令を送信する。

また、ブザー１３に代えて、あるいは、加えて、ドライバーに注意喚起用の振動を伝えるバイブレータを設けてもよい。例えば、バイブレータは、操舵ハンドルに設けられ、操舵ハンドルを振動させることにより、ドライバーに注意を促す。

運転支援ＥＣＵ１０は、周辺センサ１１から供給された周辺情報、カメラセンサ１２の白線認識に基づいて得られた車線情報、車両状態センサ８０により検出された車両状態、および、運転操作状態センサ９０により検出された運転操作状態等に基づいて、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。

運転支援ＥＣＵ１０には、ドライバーによって操作される設定操作器１４が接続されている。設定操作器１４は、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御のそれぞれについて実施するか否かについての設定等を行うための操作器である。運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の設定信号を入力して、各制御の実施の有無を決定する。この場合、追従車間距離制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御および車線維持支援制御についても実施されないように自動設定される。また、車線維持支援制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御についても実施されないように自動設定される。

また、設定操作器１４は、上記制御を実施するにあたって、ドライバーの好みを表すパラメータ等を入力する機能も備えている。

電動パワーステアリングＥＣＵ２０は、電動パワーステアリング装置の制御装置である。以下、電動パワーステアリングＥＣＵ２０をＥＰＳ・ＥＣＵ（Electric Power Steering ＥＣＵ）２０と呼ぶ。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、モータドライバ２１に接続されている。モータドライバ２１は、転舵用モータ２２に接続されている。転舵用モータ２２は、図示しない車両の「操舵ハンドル、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフト及び操舵用ギア機構等を含むステアリング機構」に組み込まれている。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサによって、ドライバーが操舵ハンドル（図示略）に入力した操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づいて、モータドライバ２１の通電を制御して、転舵用モータ２２を駆動する。このアシストモータの駆動によってステアリング機構に操舵トルクが付与されて、ドライバーの操舵操作をアシストする。

また、ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ１００を介して運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信した場合には、操舵指令で特定される制御量で転舵用モータ２２を駆動して操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、上述したドライバーの操舵操作（ハンドル操作）を軽くするために付与される操舵アシストトルクとは異なり、ドライバーの操舵操作を必要とせずに、運転支援ＥＣＵ１０からの操舵指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。

尚、ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信している場合であっても、ドライバーのハンドル操作による操舵トルクが検出されている場合には、その操舵トルクが閾値よりも大きい場合には、ドライバーのハンドル操舵を優先して、そのハンドル操作を軽くする操舵アシストトルクを発生させる。

メータＥＣＵ３０は、表示器３１、および、左右のウインカー３２（ウインカーランプを意味する。ターンランプと呼ばれることもある）に接続されている。表示器３１は、例えば、運転席の正面に設けられたマルチインフォーメーションディスプレイであって、車速等のメータ類の計測値の表示に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータＥＣＵ３０は、運転支援ＥＣＵ１０から運転支援状態に応じた表示指令を受信すると、その表示指令で指定された画面を表示器３１に表示させる。尚、表示器３１としては、マルチインフォーメーションディスプレイに代えて、あるいは、加えて、ヘッドアップディスプレイ（図示略）を採用することもできる。ヘッドアップディスプレイを採用する場合には、ヘッドアップディスプレイの表示を制御する専用のＥＣＵを設けるとよい。

また、メータＥＣＵ３０は、ウインカー駆動回路（図示略）を備えており、ＣＡＮ１００を介してウインカー点滅指令を受信した場合には、ウインカー点滅指令で指定された方向（右、左）のウインカー３２を点滅させる。また、メータＥＣＵ３０は、ウインカー３２を点滅させている間、ウインカー３２が点滅状態であることを表すウインカー点滅情報をＣＡＮ１００に送信する。従って、他のＥＣＵは、ウインカー３２の点滅状態を把握することができる。

ステアリングＥＣＵ４０は、ウインカーレバー４１に接続されている。ウインカーレバー４１は、ウインカー３２を作動（点滅）させるための操作器であり、ステアリングコラムに設けられている。ウインカーレバー４１は、左回り操作方向、および、右回り操作方向のそれぞれについて、支軸周りに２段の操作ストロークにて揺動可能に設けられる。

本実施形態のウインカーレバー４１は、ドライバーが車線変更支援制御を要求する操作器としても兼用されている。ウインカーレバー４１は、図４に示すように、支軸Ｏを中心として左回り操作方向、および、右回り操作方向のそれぞれについて、中立位置ＰＮから第１角度θＷ１回動した位置である第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）と、中立位置ＰＮから第２角度θＷ２（＞θＷ１）回動した位置である第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）とに選択的に操作可能に構成される。ウインカーレバー４１は、ドライバーのレバー操作によって第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に移動されている場合、ドライバーのレバー操作力が解除されると中立位置ＰＮに戻るようになっている。更に、ウインカーレバー４１は、ドライバーのレバー操作によって第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に移動されている場合、レバー操作力が解除されても、ロック機構によりその第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に保持されるようになっている。また、ウインカーレバー４１は、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に保持されている状態で、操舵ハンドルが逆回転して中立位置に戻された場合、あるいは、ドライバーがウインカーレバー４１を中立位置方向に戻し操作した場合に、ロック機構によるロックが解除されて中立位置ＰＮに戻されるようになっている。

ウインカーレバー４１は、その位置が第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）にある場合にのみオンする（オン信号を発生する）第１スイッチ４１１Ｌ（４１１Ｒ）と、その位置が第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）にある場合にのみオンする（オン信号を発生する）第２スイッチ４１２Ｌ（４１２Ｒ）とを備えている。

ステアリングＥＣＵ４０は、第１スイッチ４１１Ｌ（４１１Ｒ）、および、第２スイッチ４１２Ｌ（４１２Ｒ）からのオン信号の有無に基づいて、ウインカーレバー４１の操作状態を検出する。ステアリングＥＣＵ４０は、ウインカーレバー４１が、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に倒されている状態、および、第２ストローク位置Ｐ２Ｌ（Ｐ２Ｒ）に倒されている状態のそれぞれにおいて、その操作方向（左右）を表す情報を含めたウインカー点滅指令をメータＥＣＵ３０に対して送信する。

また、ステアリングＥＣＵ４０は、ウインカーレバー４１が、第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に、予め設定された設定時間（車線変更要求確定時間：例えば、１秒）以上継続して保持されたことを検出した場合、運転支援ＥＣＵ１０に対して、その操作方向（左右）を表す情報を含む車線変更支援要求信号を出力する。従って、ドライバーは、運転中に、車線変更支援を受けたい場合には、ウインカーレバー４１を、車線変更方向の第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）に倒し、その状態を設定時間以上保持すればよい。こうした操作を車線変更支援要求操作と呼ぶ。

尚、本実施形態においては、ドライバーが車線変更支援を要求する操作器としてウインカーレバー４１を用いているが、それに代えて、専用の車線変更支援要求操作器を操舵ハンドル等に設けてもよい。

図１に示したエンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１に接続されている。エンジンアクチュエータ５１は内燃機関５２の運転状態を変更するためのアクチュエータである。本実施形態において、内燃機関５２はガソリン燃料噴射・火花点火式・多気筒エンジンであり、吸入空気量を調整するためのスロットル弁を備えている。エンジンアクチュエータ５１は、少なくとも、スロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１を駆動することによって、内燃機関５２が発生するトルクを変更することができる。内燃機関５２が発生するトルクは図示しない変速機を介して図示しない駆動輪に伝達されるようになっている。従って、エンジンＥＣＵ５０は、エンジンアクチュエータ５１を制御することによって、自車両の駆動力を制御し加速状態（加速度）を変更することができる。

ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキアクチュエータ６１に接続されている。ブレーキアクチュエータ６１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧する図示しないマスタシリンダと、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構６２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構６２は、車輪に固定されるブレーキディスク６２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ６２ｂとを備える。ブレーキアクチュエータ６１は、ブレーキＥＣＵ６０からの指示に応じてブレーキキャリパ６２ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整し、その油圧によりホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク６２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキアクチュエータ６１を制御することによって、自車両の制動力を制御して減速状態（減速度）を変更することができる。

ナビゲーションＥＣＵ７０は、自車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機７１、地図情報等を記憶した地図データベース７２、および、タッチパネル（タッチパネル式ディスプレイ）７３を備えている。ナビゲーションＥＣＵ７０は、ＧＰＳ信号に基づいて現時点の自車両の位置を特定するとともに、自車両の位置及び地図データベース７２に記憶されている地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル７３を用いて経路案内を行う。

地図データベース７２に記憶されている地図情報には、道路情報が含まれている。道路情報には、その道路の位置および形状を示すパラメータ（例えば、道路の曲率半径又は曲率、道路の車線幅、車線数、各車線の中央ラインの位置など）が含まれている。また、道路情報には、自動車専用道路であるか否かを区別することができる道路種別情報等も含まれている。

＜運転支援ＥＣＵ１０の行う制御処理＞
次に、運転支援ＥＣＵ１０の行う制御処理について説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、車線維持支援制御および追従車間距離制御の両方が実施されている状況において、車線変更支援要求が受け付けられた場合に、車線変更支援制御を実施する。そこで、先ず、車線維持支援制御および追従車間距離制御から説明する。

＜車線維持支援制御（ＬＴＡ）＞
車線維持支援制御は、自車両の位置が「その自車両が走行している車線」内の目標走行ライン付近に維持されるように、操舵トルクをステアリング機構に付与してドライバーの操舵操作を支援する制御である。本実施形態においては、目標走行ラインは、車線中心ラインＣＬであるが、車線中心ラインＣＬから所定距離だけ車線幅方向にオフセットさせたラインを採用することもできる。従って、車線維持支援制御は、自車両の走行位置が車線内の車線幅方向の一定位置に維持されるように操舵操作を支援する制御と表現できる。

以下、車線維持支援制御をＬＴＡ（レーントレーシングアシスト）と呼ぶ。ＬＴＡは、いろいろな名前で呼ばれているが、それ自体は周知である（例えば、特開２００８−１９５４０２号公報、特開２００９−１９０４６４号公報、特開２０１０−６２７９号公報、及び、特許第４３４９２１０号明細書、等を参照。）。従って、以下、簡単に説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の操作によってＬＴＡが要求されている場合、ＬＴＡを実行する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＴＡが要求されている場合に、上述した車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）に基づいて、下記の（１）式により、目標舵角θlta*を所定の演算周期にて演算する。

θlta*＝Ｋlta１・Ｃｕ＋Ｋlta２・θｙ＋Ｋlta３・Ｄｙ＋Ｋlta４・ΣＤｙ
…（１）

ここで、Ｋlta１，Ｋlta２，Ｋlta３，Ｋlta４は制御ゲインである。右辺第１項は、道路の曲率Ｃｕに応じて決定されるフィードフォワード的に働く舵角成分である。右辺第２項は、ヨー角θｙを小さくするように（車線中心ラインＣＬに対する自車両の方向の偏差を小さくするように）フィードバック的に働く舵角成分である。つまり、ヨー角θｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第３項は、車線中心ラインＣＬに対する自車両の車線幅方向位置のずれ（位置偏差）である横偏差Ｄｙを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、横偏差Ｄｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第４項は、横偏差Ｄｙの積分値ΣＤｙを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、積分値ΣＤｙの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。

例えば、車線中心ラインＣＬが左方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインＣＬに対して右方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインＣＬに対して右方向に向いている場合、目標舵角θlta*が左方向の舵角になるように目標舵角θlta*が設定される。また、車線中心ラインＣＬが右方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインＣＬに対して左方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインＣＬに対して左方向に向いている場合、目標舵角θlta*が右方向の舵角になるように目標舵角θlta*が設定される。従って、運転支援ＥＣＵ１０は、上記式（１）に基づく演算を、左方向及び右方向のそれぞれに応じた符号を用いて実施する。

運転支援ＥＣＵ１０は、演算結果である目標舵角θlta*を表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力する。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、舵角が目標舵角θlta*に追従するように転舵用モータ２２を駆動制御する。尚、本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標舵角θlta*を表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力するが、目標舵角θlta*が得られる目標トルクを演算して、演算結果である目標トルクを表す指令信号をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力してもよい。

また、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両が車線の外に逸脱するおそれのある状態になった場合には、ブザー１３を鳴動させるなどして車線逸脱警報を発する。
以上が、ＬＴＡの概要である。

＜追従車間距離制御（ＡＣＣ）＞
追従車間距離制御は、周辺情報に基づいて、自車両の前方を走行している先行車が存在する場合には、その先行車と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車に追従させ、先行車が存在しない場合には、自車両を設定車速にて定速走行させる制御である。以下、追従車間距離制御をＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）と呼ぶ。ＡＣＣ自体は周知である（例えば、特開２０１４−１４８２９３号公報、特開２００６−３１５４９１号公報、特許第４１７２４３４号明細書、及び、特許第４９２９７７７号明細書等を参照。）。従って、以下、簡単に説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、設定操作器１４の操作によってＡＣＣが要求されている場合、ＡＣＣを実行する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＡＣＣが要求されている場合、周辺センサ１１から供給される周辺情報に基づいて追従対象車両を選択する。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、予め定められた追従対象車両エリア内に他車両が存在するか否かを判定する。

運転支援ＥＣＵ１０は、他車両が追従対象車両エリア内に所定時間以上に渡って存在する場合、その他車両を追従対象車両として選択し、自車両が追従対象車両に対して所定の車間距離を維持しながら追従するように目標加速度を設定する。運転支援ＥＣＵ１０は、追従対象車両エリア内に他車両が存在しない場合、自車両の車速が設定車速に一致するように、設定車速と検出車速（車速センサによって検出される車速）とに基づいて目標加速度を設定する。

運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、エンジンＥＣＵ５０を用いてエンジンアクチュエータ５１を制御するとともに、必要に応じてブレーキＥＣＵ６０を用いてブレーキアクチュエータ６１を制御する。
尚、ＡＣＣ中にドライバーによるアクセル操作が行われた場合、アクセル操作が優先されて、先行車両と自車両との車間距離を維持するための自動減速制御は行われない。
以上が、ＡＣＣの概要である。

＜車線変更支援制御（ＬＣＡ）＞
車線変更支援制御は、自車両の周囲を監視して安全に車線変更が可能であると判定された後に、自車両の周囲を監視しつつ、自車両が現在走行している車線から隣接する車線に移動するように操舵トルクをステアリング機構に付与して、ドライバーの操舵操作（車線変更操作）を支援する制御である。従って、車線変更支援制御によれば、ドライバーの操舵操作（ハンドル操作）を必要とせずに、自車両の走行する車線を変更することができる。以下、車線変更支援制御をＬＣＡ（レーン・チェンジ・アシスト）と呼ぶ。

ＬＣＡは、ＬＴＡと同様に自車両の車線に対する横位置の制御であり、ＬＴＡおよびＡＣＣの実施中に車線変更支援要求が受け付けられた場合に、ＬＴＡに代わって実施される。以下、ＬＴＡとＬＣＡとをあわせて操舵支援制御と総称し、操舵支援制御の状態を操舵支援制御状態と呼ぶ。

尚、操舵支援装置は、ドライバーの操舵操作を支援する制御である。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御（ＬＴＡ，ＬＣＡ）を実施する場合、ドライバーのハンドル操作が優先されるように、操舵支援制御用の操舵力を発生させる。従って、ドライバーは、操舵支援制御中においても、自身のハンドル操作で自車両を意図した方向に進めることができる。

図５は、運転支援ＥＣＵ１０の実施する操舵支援制御ルーチンを表す。操舵支援制御ルーチンは、ＬＴＡ実施許可条件が成立している場合に実施される。ＬＴＡ実施許可条件は、設定操作器１４によってＬＴＡの実施が選択されていること、ＡＣＣが実施されていること、カメラセンサ１２によって白線を認識できていること、などである。

運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御ルーチンを開始すると、ステップＳ１１において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定する。ＬＴＡ・ＯＮ状態とは、ＬＴＡが実施される制御状態を表す。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２において、ＬＣＡ開始条件が成立したか否かについて判定する。

ＬＣＡ開始条件は、例えば、以下の条件が全て成立した場合に成立する。
１．車線変更支援要求操作（車線変更支援要求信号）が検出されること。
２．設定操作器１４によってＬＣＡの実施が選択されていること。
３．ウインカー操作方向の白線（元車線と目標車線との境界となる白線）が破線であること。
４．周辺監視のＬＣＡ実施可否判定結果が可であること（周辺センサ１１により得られた周辺情報よって、車線変更に障害となる障害物（他車両等）が検出されていなく、安全に車線変更ができると判定されていること）。
５．道路が自動車専用道路であること（ナビゲーションＥＣＵ７０から取得した道路種別情報が自動車専用道路を表していること）。
６．自車両の車速がＬＣＡの許可されるＬＣＡ許可車速範囲に入っていること。
例えば、条件４は、自車両と目標車線を走行する他車両との相対速度に基づいて、車線変更後における両者の車間距離が適正に確保されると推定される場合に成立する。
尚、ＬＣＡ開始条件は、こうした条件に限るものでは無く、任意に設定することができる。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ開始条件が成立しない場合には、その処理をステップＳ１１に戻してＬＴＡの実施を継続する。

ＬＴＡが実施されている最中に、ＬＣＡ開始条件が成立すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３において、ＬＴＡに代えてＬＣＡを実施する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御状態をＬＣＡ前半状態に設定する。ＬＣＡについての操舵支援制御状態は、ＬＣＡ前半状態とＬＣＡ後半状態とに分けられており、ＬＣＡの開始時には、ＬＣＡ前半状態に設定される。運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御状態をＬＣＡ前半状態に設定すると、メータＥＣＵ３０に対して、ＬＣＡ実施表示指令を送信する。これにより表示器３１にＬＣＡの実施状況が表示される。

図８は、ＬＴＡの実施中において表示器３１に表示される画面３１ａ（ＬＴＡ画面３１ａと呼ぶ）、および、ＬＣＡの実施中において表示される画面３１ｂ（ＬＣＡ画面３１ｂと呼ぶ）の一例を表す。ＬＴＡ画面３１ａ及びＬＣＡ画面３１ｂの何れにおいても、左右の白線の間を自車両が走行しているイメージが表される。ＬＴＡ画面３１ａには、左右の白線表示ＧＷＬの外側に仮想の壁ＧＷが表示される。ドライバーは、この壁ＧＷによって自車両が車線内を走行するように制御されている状態であることを認識することができる。

一方、ＬＣＡ画面３１ｂにおいては、この壁ＧＷの表示が消され、代わりに、ＬＣＡの軌道Ｚが表示される。運転支援ＥＣＵ１０は、操舵支援制御状態に応じて、表示器３１に表示される画面を、ＬＴＡ画面３１ａとＬＣＡ画面３１ｂとの間で切り替える。これにより、ドライバーは、操舵支援制御の実施状況がＬＴＡであるのかＬＣＡであるのかを容易に判別することができる。

ＬＣＡは、あくまでも車線変更するためのドライバーの操舵操作を支援する制御であって、ドライバーには、周囲を監視する義務がある。そのため、ＬＣＡ画面３１ｂにおいては、「直接周囲を確認下さい」という、ドライバーに周囲を監視させるためのメッセージＧＭが表示される。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡの開始にあたって、まず、図５に示したルーチンのステップＳ１４において目標軌道を演算する。ここで、ＬＣＡの目標軌道について説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを実施する場合に、自車両の目標軌道を決める目標軌道関数を演算する。目標軌道は、目標車線変更時間をかけて、自車両を、現在走行している車線（元車線と呼ぶ）から、元車線に隣接する車線変更支援要求方向の車線（目標車線と呼ぶ）の幅方向中心位置（最終目標横位置と呼ぶ）にまで移動させる軌道であり、例えば、図９に示すような形状となる。

目標軌道関数は、後述するように、元車線の車線中心ラインＣＬを基準として、ＬＣＡの開始時点（即ち、ＬＣＡ開始条件が成立した時点）からの経過時間ｔを変数として、経過時間ｔに対応する自車両の横位置の目標値（即ち、目標横位置）を算出する関数である。ここで、自車両の横位置とは、車線中心ラインＣＬを基準とした、車線幅方向（横方向と呼ぶこともある）における自車両の重心位置を表す。

目標車線変更時間は、自車両をＬＣＡの開始位置（ＬＣＡの開始時点での自車両の横位置）である初期位置から最終目標横位置にまで横方向に移動させる距離（以下、必要横距離と呼ぶ）に比例して可変設定される。一例を示すと、車線幅が一般的な３.５ｍである場合には、目標車線変更時間は、例えば、８.０秒に設定される。この例は、ＬＣＡの開始時における自車両が元車線の車線中心ラインＣＬに位置している場合である。目標車線変更時間は、車線幅の広さに比例して調整される。従って、目標車線変更時間は、車線幅が広いほど大きな値に設定され、逆に、車線幅が狭いほど小さな値に設定される。

また、目標車線変更時間は、ＬＣＡの開始時における自車両の横位置が元車線の車線中心ラインＣＬよりも車線変更側にずれている場合には、そのずれ量（横偏差Ｄｙ）が多いほど減少するように設定される。逆に、ＬＣＡの開始時における自車両の横位置が元車線の車線中心ラインＣＬよりも反車線変更側にずれている場合には、目標車線変更時間は、そのずれ量（横偏差Ｄｙ）が多いほど増加するように設定される。例えば、ずれ量が０．５ｍであれば、目標車線変更時間の増減調整量は１．１４秒（＝８．０×０．５／３．５）とすればよい。尚、ここで示した目標車線変更時間を設定するための値は、あくまでも一例であって、任意に設定された値を採用することができる。

本実施形態においては、目標横位置ｙは、次式（２）に示す目標軌道関数ｙ（ｔ）によって演算される。この目標軌道関数ｙ（ｔ）は、経過時間ｔを変数とした５次関数である。

ｙ（ｔ）＝ｃ₀＋ｃ₁・ｔ＋ｃ₂・ｔ²＋ｃ₃・ｔ³＋ｃ₄・ｔ⁴＋ｃ₅・ｔ⁵
・・・（２）
この目標軌道関数ｙ（ｔ）は、自車両を最終目標横位置にまで滑らかに移動させるような、関数に設定される。

ここで、係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅は、ＬＣＡ開始時の自車両の状態（初期横状態量）と、ＬＣＡ完了時における自車両の目標状態（最終目標横状態量）とによって決定される。

例えば、目標軌道関数ｙ（ｔ）は、図１０に示すように、現時点における自車両Ｃの走行している車線（元車線）の車線中心ラインＣＬを基準として、ＬＣＡの開始時点（目標軌道の演算時点）からの経過時間ｔ（現在時刻ｔと呼ぶこともある）に対応する自車両Ｃの目標横位置ｙ（ｔ）を算出する関数である。図１０では、車線が直線に形成されているが、車線が曲線に形成されている場合には、目標軌道関数ｙ（ｔ）は、曲線に形成された車線中心ラインＣＬを基準として、車線中心ラインＣＬに対する自車両の目標横位置を算出する関数である。

運転支援ＥＣＵ１０は、この目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅を決定するために、以下のように目標軌道演算パラメータを設定する。目標軌道演算パラメータは、以下の７つ（Ｐ１〜Ｐ７）である。
Ｐ１．ＬＣＡ開始時の元車線の車線中心ラインに対する自車両の横位置（初期横位置と呼ぶ）。
Ｐ２．ＬＣＡ開始時の自車両の横方向の速度（初期横速度と呼ぶ）。
Ｐ３．ＬＣＡ開始時の自車両の横方向の加速度（初期横加速度と呼ぶ）。
Ｐ４．ＬＣＡを完了する時点（ＬＣＡ完了時と呼ぶ）での元車線の車線中心ラインに対する自車両の目標横位置（最終目標横位置と呼ぶ）。
Ｐ５．ＬＣＡ完了時の自車両の横方向の目標速度（最終目標横速度と呼ぶ）。
Ｐ６．ＬＣＡ完了時の自車両の横方向の目標加速度（最終目標横加速度と呼ぶ）。
Ｐ７．ＬＣＡを実施する時間（ＬＣＡ開始時からＬＣＡ終了自までの時間）の目標値である目標時間（目標車線変更時間と呼ぶ）。
前述したように、横方向は、車線幅方向である。従って、横速度とは、車線の幅方向の自車両の速度を表し、横加速度とは、車線の幅方向の自車両の加速度を表す。

この７つの目標軌道演算パラメータを設定する処理を初期化処理と呼ぶ。この初期化処理においては、以下のように目標軌道演算パラメータが設定される。すなわち、初期横位置は、ＬＣＡ開始時におけるカメラセンサ１２によって検出された横偏差Ｄｙに等しい値に設定される。初期横速度は、ＬＣＡ開始時における車速センサによって検出される車速ｖに、カメラセンサ１２によって検出されたヨー角θｙの正弦値（ｓｉｎ（θｙ））を乗算した値（ｖ・ｓｉｎ（θｙ））に設定される。初期横加速度は、ＬＣＡ開始時におけるヨーレートセンサによって検出されるヨーレートγ（rad／s）に車速ｖを乗算した値（ｖ・γ）に設定される。但し、初期横加速度は、上記の初期横速度の微分値に設定してもよい。初期横位置、初期横速度、および、初期横加速度をまとめて初期横状態量と総称する。

また、本実施形態の運転支援ＥＣＵ１０は、目標車線の車線幅を、カメラセンサ１２によって検出されている元車線の車線幅と同様であるとみなす。従って、最終目標横位置は、元車線の車線幅と同じ値に設定される（最終目標横位置＝元車線の車線幅）。更に、運転支援ＥＣＵ１０は、最終目標横速度および最終目標横加速度は、ともに、その値がゼロに設定される。この最終目標横位置、最終目標横速度、および、最終目標横加速度をまとめて最終目標横状態量と総称する。

目標車線変更時間は、上述したように、車線幅（元車線の車線幅でよい）、および、ＬＣＡ開始時における自車両の横方向ずれ量に基づいて算出される。
例えば、目標車線変更時間ｔlenは、次式（３）によって演算される。
ｔlen＝Ｄini・Ａ・・・（３）
ここでＤiniは、自車両をＬＣＡ開始位置（初期横位置）からＬＣＡ完了位置（最終目標横位置）にまで横方向に移動させる必要距離である。従って、ＬＣＡ開始時に自車両が元車線の車線中心ラインＣＬに位置していれば、Ｄiniは、車線幅と等しい値に設定され、自車両が元車線の車線中心ラインＣＬからずれている場合には、そのずれ量が車線幅に加減調整された値となる。Ａは、自車両を単位距離だけ横方向に移動させるのに費やす目標時間を表す定数（目標時間設定定数と呼ぶ）であって、例えば、（８sec／３.５ｍ＝２.２９sec／ｍ）に設定されている。この例では、例えば、自車両を横方向に移動させる必要距離Ｄiniが３.５ｍの場合、目標車線変更時間ｔlenは、８秒に設定される。

尚、この目標時間設定定数Ａは、上記の値に限るものでは無く、任意に設定することができる。更に、例えば、設定操作器１４を使って、ドライバーの好みによって目標時間設定定数Ａを複数通りに選択できるようにしてもよい。あるいは、目標車線変更時間は、固定値であってもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、目標軌道演算パラメータの初期化処理によって求められた初期横状態量、最終目標横状態量、および、目標車線変更時間に基づいて、式（２）で表される目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅を算出して、目標軌道関数ｙ（ｔ）を確定させる。

上記式（２）で表される目標軌道関数ｙ（ｔ）から、自車両の横速度ｙ’（ｔ）は次式（４）にて表すことができ、自車両の横加速度ｙ’’（ｔ）は次式（５）にて表すことができる。
ｙ’（ｔ）＝ｃ₁＋２ｃ₂・ｔ＋３ｃ₃・ｔ²＋４ｃ₄・ｔ³＋５ｃ₅・ｔ⁴
・・・（４）
ｙ’’（ｔ）＝２ｃ₂＋６ｃ₃・ｔ＋１２ｃ₄・ｔ²＋２０ｃ₅・ｔ³
・・・（５）

ここで、初期横位置をｙ０、初期横速度をｖｙ０、初期横加速度をａｙ０とし、最終目標横位置をｙ１、最終目標横速度をｖｙ１、最終目標横速度をａｙ１、元車線の車線幅をＷとすると、上記の目標軌道演算パラメータに基づいて、以下の関係式が得られる。
ｙ（０）＝ｃ₀＝ ｙ０ ・・・（６）
ｙ’（０）＝ｃ₁＝ｖｙ０ ・・・（７）
ｙ’’（０）＝２ｃ₂＝ａｙ０ ・・・（８）
ｙ（ｔlen）＝ｃ₀＋ｃ₁・ｔlen＋ｃ₂・ｔlen²＋ｃ₃・ｔlen³
＋ｃ₄・ｔlen⁴＋ｃ₅・ｔlen⁵＝ｙ１＝Ｗ ・・・（９）
ｙ’（ｔlen）＝ｃ₁＋２ｃ₂・ｔlen＋３ｃ₃・ｔlen²
＋４ｃ₄・ｔlen³＋５ｃ₅・ｔlen⁴＝ｖｙ１＝０ ・・・（１０）
ｙ’’（ｔlen）＝２ｃ₂＋６ｃ₃・ｔlen＋１２ｃ₄・ｔlen²
＋２０ｃ₅・ｔlen³＝ａｙ１＝０ ・・・（１１）

従って、この６つの式（６）〜（１１）から、目標軌道関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を算出することができる。そして、算出された係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を式（２）に代入することで、目標軌道関数ｙ（ｔ）が算出される。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを終了させるまで、この目標軌道関数ｙ（ｔ）を記憶維持する。また、運転支援ＥＣＵ１０は、この目標軌道関数ｙ（ｔ）の算出と同時に、計時タイマ（初期値：ゼロ）を起動してＬＣＡ開始からの経過時間ｔのカウントアップを開始する。

こうして目標軌道関数が演算されると、運転支援ＥＣＵ１０は、続くステップＳ１５において、目標軌道関数に基づいて操舵制御を行う。この操舵制御について具体的に説明する。

まず、運転支援ＥＣＵ１０は、現時点における自車両の目標横状態量を演算する。目標横状態量は、自車両の車線幅方向の横位置の目標値である目標横位置と、自車両の車線幅方向の速度（横速度）の目標値である目標横速度と、自車両の車線幅方向の加速度（横加速度）の目標値である目標横加速度とを含む。横速度および横加速度をまとめて横運動状態量と総称し、目標横速度および目標横加速度をまとめて目標横運動状態量と総称することもある。

この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４にて確定させた目標軌道関数ｙ（ｔ）と、現在時刻ｔとに基づいて、現時点における目標横位置、目標横速度、および、目標横加速度を演算する。現在時刻ｔは、ステップＳ１４において目標軌道関数ｙ（ｔ）を確定させた後の経過時間であり、ＬＣＡの開始からの経過時間と同等である。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４において、目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出すると、計時タイマをリセットしてＬＣＡ開始からの経過時間ｔ（＝現在時刻ｔ）のカウントアップを開始する。目標横位置は、目標軌道関数ｙ（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出され、目標横速度は、目標軌道関数ｙ（ｔ）を一階微分した関数ｙ’（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出され、目標横加速度は、目標軌道関数ｙ（ｔ）を二階微分した関数ｙ’’（ｔ）に現在時刻ｔを代入して算出される。運転支援ＥＣＵ１０は、タイマによって計測された経過時間ｔを読み込み、この計測時間ｔと上記関数とに基づいて、目標横状態量を演算する。

以下、現在時刻における目標横位置をｙ*、現在時刻における目標横速度をｖｙ*、現在時刻における目標横加速度をａｙ*として表す。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を演算する。目標ヨー状態量は、現時点における、自車両の目標ヨー角θｙ*、自車両の目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*を表す。目標曲率Ｃu*は、自車両を車線変更させる軌道の曲率、つまり、車線のカーブ曲率を含めない車線変更に係るカーブ成分の曲率である。

運転支援ＥＣＵ１０は、現時点における車速ｖ（車速センサにて検出されている現在車速）を読み込むとともに、この車速ｖと、目標横速度ｖｙ*、目標横加速度ａｙ*とに基づいて、以下の式（１２），（１３），（１４）を使って、現時点における目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Ｃu*を演算する。

θｙ*＝ｓｉｎ^-1（ｖｙ*／ｖ） ・・・（１２）
γ*＝ａｙ*／ｖ ・・・（１３）
Ｃｕ*＝ａｙ*／ｖ² ・・・（１４）
即ち、目標ヨー角θｙ*は、目標横速度ｖｙ*を車速ｖで除算した値を逆正弦関数に代入して算出される。また、目標ヨーレートγ*は、目標横加速度ａｙ*を車速ｖで除算して算出される。目標曲率Ｃu*は、目標横加速度ａｙ*を車速ｖの二乗値で除算して算出される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡの目標制御量を演算する。本実施形態においては、目標制御量として目標舵角θlca*を演算する。目標舵角θlca*は、上述したように演算された目標横位置ｙ*、目標ヨー角θｙ*、目標ヨーレートγ*、目標曲率Ｃu*、および、曲率Ｃｕに基づいて次式（１５）にて算出される。

θlca*＝Ｋlca１・（Ｃｕ*＋Ｃｕ）＋Ｋlca２・（θｙ*−θｙ）＋Ｋlca３・（ｙ*−ｙ）
＋Ｋlca４・（γ*−γ）＋Ｋlca５・Σ（ｙ*−ｙ） ・・・（１５）

ここで、Ｋlca１，Ｋlca２，Ｋlca３，Ｋlca４，Ｋlca５は制御ゲインである。Ｃｕは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）における曲率である。ｙは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）における横位置、つまり、Ｄｙに相当する。θｙは、カメラセンサ１２によって検出されている現時点（演算時）におけるヨー角である。また、γは、ヨーレートセンサによって検出される現時点における自車両のヨーレートを表す。尚、γは、ヨー角θｙの微分値を用いることもできる。

右辺第１項は、目標曲率Ｃｕ*と曲率Ｃｕ（車線のカーブ）との加算値に応じて決定されるフィードフォワード制御量である。Ｋlca１・Ｃｕ*は、車線変更を行うためのフィードフォワード制御量であり、Ｋlca１・Ｃｕは、自車両を車線のカーブに沿って走行させるためのフィードフォワード制御量である。従って、右辺第１項で表される制御量は、その制御量で操舵角を制御すれば、基本的には、自車両を目標とする進路に沿って走行させることができる値に設定される。この場合、制御ゲインＫlca１は、車速ｖに応じた値に設定される。例えば、制御ゲインＫlca１は、ホイールベースＬ、スタビリティファクタＫsf（車両ごとに決められた固定値）に応じて次式（１６）のように設定されるとよい。ここで、Ｋは、固定の制御ゲインである。
Ｋlca１＝Ｋ・Ｌ・（１＋Ｋsf・ｖ²） ・・・（１６）

右辺第２項〜５項は、フィードバック制御量である。右辺第２項は、目標ヨー角θｙ*と実ヨー角θｙとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第３項は、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第４項は、目標ヨーレートγ*と実ヨーレートγとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第５項は、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差の積分値Σ（ｙ*−ｙ）を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。

目標舵角θlca*は、上記の５つの舵角成分にて演算されるものに限るわけでなく、そのうちの任意の舵角成分のみを使用して演算されてもよいし、他の舵角成分を追加するなどして演算されるようにしてもよい。例えば、ヨー運動に関するフィードバック制御量については、ヨー角の偏差あるいはヨーレートの偏差の何れか一方を用いるようにしてもよい。また、目標横位置ｙ*と実横位置ｙとの偏差の積分値Σ（ｙ*−ｙ）を用いたフィードバック制御量については、省略することもできる。

運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量を演算すると、目標制御量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θlca*を演算するが、目標舵角θlca*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。
以上が、ステップＳ１５の処理である。

ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ１００を介して運転支援ＥＣＵ１０から操舵指令を受信すると、舵角が目標舵角θlca*に追従するように転舵用モータ２２を駆動制御する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１６において、車線変更の進捗状況が後半であるか否かについて判定する。

ここで車線変更の進捗状況の前後半の判定について説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の基準点（本実施形態においては車両の重心）の位置と、予め設定された判定位置とを比較して車線変更の進捗状況の前後半について判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の基準点の位置（以下、単に、自車両の位置あるいは横位置と呼ぶこともある）が判定位置よりも反車線変更側（即ち、元車線側）であれば、車線変更の進捗状況は前半であると判定し、自車両の横位置が判定位置よりも車線変更側であれば、車線変更の進捗状況は後半であると判定する。

後述するように、ＬＣＡの実施中において、周辺センサ１１よって得られた周辺情報に基づいて、周辺車両の監視が行われる。そして、ＬＣＡを継続すると、目標車線において自車両に異常接近するおそれのある他車両（接近車両と呼ぶこともある）が検知された場合、ＬＣＡが停止される。自車両が元車線からはみ出ないようにすることができれば、自車両に接近車両が衝突することはない。一方、自車両が目標車線に進入している場合には、自車両と接近車両との衝突を回避する必要がある。

そこで、本実施形態の運転支援ＥＣＵ１０は、車線変更の進捗状況を把握し、車線変更の前半と後半とで接近車両が検出された場合の処理を切り替える。そのために、車線変更の進捗状況の前後半が判定される。車線変更の進捗状況の判定は、カメラセンサ１２によって検出される車線情報に基づいて行われる。

＜前後半判定方法の例１＞
例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の車体全体が元車線内に位置していると推定される場合に、車線変更の進捗状況は前半であると判定し、自車両の車体の少なくとも一部が元車線から目標車線にはみ出ていると推定される場合に、車線変更の進捗状況は後半であると判定する。この場合、カメラセンサ１２によって検出される車線情報（特に、車線幅および横偏差Ｄｙ）と、車体寸法（特に、車体幅）に基づいて、自車両の車線変更方向の側面が元車線と目標車線との境界となる境界白線を目標車線側に超えたか否か（例えば、車線変更方向のタイヤが境界白線を通過したか否か）について判定すればよい。

＜前後半判定方法の例２＞
また、後述するように、車線変更の前半において接近車両が検出された場合、ＬＣＡが途中停止され、自車両を元車線の車線幅方向の中央位置に戻すような操舵制御が行われる。この操舵制御をＬＣＡキャンセル制御と呼ぶ。接近車両が検出されてＬＣＡキャンセル制御が実施されても、制御の応答遅れ、白線認識の遅れ、周辺監視の認識遅れ、および、演算遅れ等により、自車両が目標車線に進入するおそれがある。そこで、これらの要因による遅れ（接近車両を検知した時点から、自車両の横速度が反車線変更方向に切り替わる時点、までの遅れ時間）によるオーバーシュート（車線変更方向に移動する横方向距離）を考慮して、自車両の側面（タイヤ）が境界白線を通過する前の早めのタイミングで、車線変更の進捗状況の前後半を切り替えるようにしてもよい。

この場合、オーバーシュートを考慮した先読み横位置Ｄｙｆに基づいて、自車両の側面が境界白線を目標車線側に超えたか否かについて判定すればよい。オーバーシュートは、自車両の横速度が高いほど大きくなる。そこで、次式（１７）にて先読み横位置Ｄｙｆを演算し、この先読み横位置Ｄｙｆに基づいて、自車両の側面が境界白線を目標車線側に超えたか否かについて判定すればよい。
Ｄｙｆ＝Ｄｙ＋ｖｙ・Ｔre ・・・（１７）
ここでＤｙは現時点の横偏差、ｖｙは現時点の横速度を表し、Ｔreは、応答遅れを補償するための予め設定された時間（先読み時間と呼ぶ）である。

この場合、カメラセンサ１２によって検出される自車両の横位置に対して、横速度ｖｙに応じて設定される所定距離（ｖｙ・Ｔre）だけ横方向（元車線の車線中央を基準として目標車線に近づく方向）にオフセットされた位置が自車両の横位置（先読み位置）であるとみなされる。そして、この先読み位置における自車両の側面が境界白線を超えたか否かについて判定される。

＜前後半判定方法の例３＞
例えば、ＬＣＡキャンセル制御によって、自車両が目標車線に進入しないと推定される特定位置を判定位置として予め決めておいてもよい。例えば、一例として、判定位置をＤｙ＝０.５ｍ（固定値）とする。この判定位置は、車線中心ラインＣＬに対して車線変更側となる位置を表す。この場合、自車両の重心位置が車線中心ラインＣＬから車線変更側に０.５ｍを超えない場合、つまり、車線変更側の横偏差Ｄｙが０.５ｍ以下であれば車線変更は前半であり、車線変更側の横偏差Ｄｙが０.５ｍを超えていれば車線変更は後半であると判定される。この例において、例えば、車線幅を３.５ｍ、自車両の車幅を１.８ｍとすると、横偏差Ｄｙが０.５ｍであるとき、自車両の重心位置と境界白線との距離は、１.２５ｍ（＝（３.５／２）−０.５）であるから、自車両の車線変更側の側面と境界白線との距離は、０.３５ｍ（＝１.２５−（１.８／２））である。従って、この例では、０.３５ｍ以下のオーバーシュートであれば、ＬＣＡキャンセル制御によって自車両を目標車線に進入させないようにすることができる。この前後半判定方法を用いる場合には、車線幅、および、オーバーシュート量を想定しておいて、判定位置を決定すればよい。

尚、この前後半判定方法の例２および例３について換言すれば、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両が元車線と目標車線との境界よりも元車線の中央側となる位置であって元車線の車線幅方向の中央位置よりも境界側となる特定位置を判定位置として、自車両が判定位置よりも車線変更方向とは反対方向に位置すると推定される場合に進捗状況が前半であると判定し、自車両が判定位置よりも車線変更方向に位置すると推定される場合に進捗状況が後半であると判定するように構成されている。

以下の説明においては、運転支援ＥＣＵ１０は、前後半判定方法の例２あるいは例３を用いて、車線変更の進捗状況を判定する。

図５の操舵支援制御ルーチンの説明に戻る。ＬＣＡの開始当初における進捗状況は、前半であるため、ステップＳ１６の判定は「Ｎｏ」となる。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、周辺センサ１１によって得られた周辺情報に基づいて、自車両が目標軌道に沿って車線変更をした場合に、自車両に異常接近する他車両（衝突する可能性のある他車両）が存在しないか否かについて判定する。

例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両と「元車線及び元車線に隣接する車線に存在する他車両」との相対速度、および、自車両と他車両との距離に基づいて、現時点から他車両が自車両に衝突するまでの予測時間（衝突時間ＴＴＣ：Time to Collision）を演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、衝突時間ＴＴＣが前半用閾値ＴＴＣ１以上であるか否かについて判定し、その判定結果である周辺監視結果を出力する。周辺監視結果は、衝突時間ＴＴＣが前半用閾値ＴＴＣ１以上であれば「接近車両なし」、衝突時間ＴＴＣが前半用閾値ＴＴＣ１未満であれば「接近車両あり」である。例えば、前半用閾値ＴＴＣ１は４秒に設定される。

尚、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、更に、自車両の横方向に他車両が存在するか否かを判定し、自車両の横方向に他車両が存在する場合に接近車両ありと判定してもよい。加えて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、車両がＬＣＡによって車線変更を行った場合に自車両が目標車線に存在する他車両に異常接近しないか否かを、その他車両との距離及び相対速度に基づいて判定し、その他車両に異常接近する場合に接近車両ありと判定してもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７において、周辺監視結果が「接近車両なし」である場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ１５に戻し、周辺監視結果が「接近車両あり」である場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、その処理をステップＳ３０に進める。ここでは、周辺監視結果が「接近車両なし」である場合から説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、周辺監視結果が「接近車両なし」であるあいだ、上述したステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を所定の演算周期で繰り返す。これにより、ＬＣＡが継続され、自車両は目標車線に向かって移動する。

こうした処理が繰り返され、車線変更の進捗状況が後半であると判定された場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１８において、操舵支援制御状態をＬＣＡ後半状態に設定する。尚、ＬＣＡの制御内容そのものは、接近車両が検出されてＬＣＡが停止されない限り、ＬＣＡ前半状態とＬＣＡ後半状態とで異ならない。換言すると、接近車両が検出されてＬＣＡが停止された場合、そのＬＣＡが停止された時点の車線変更の進捗状態がＬＣＡ前半状態であるかＬＣＡ後半状態であるかに応じて、その後の処理が相違する。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、周辺センサ１１によって得られた周辺情報に基づいて、自車両が目標軌道に沿って車線変更をした場合に、自車両に異常接近する他車両（衝突する可能性のある他車両）が存在しない否かについて判定する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７と同様に、衝突時間ＴＴＣを演算して異常接近する車両の有無を判定するが、その判定閾値として後半用閾値ＴＴＣ２を用いる。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、衝突時間ＴＴＣが後半用閾値ＴＴＣ２以上であれば、「接近車両なし」と判定し、衝突時間ＴＴＣが後半用閾値ＴＴＣ２未満であれば、周辺監視結果として「接近車両あり」と判定する。

後半用閾値ＴＴＣ２は、前半用閾値ＴＴＣ１に比べて小さい値に設定されている。例えば、後半用閾値ＴＴＣ２は２秒に設定される。従って、ＬＣＡ後半状態においてはＬＣＡ前半状態に比べて、接近度合が高いレベルに達している他車両が検出された場合に、「接近車両あり」と判定される。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において、周辺監視結果が「接近車両なし」であれば、その処理をステップＳ２０に進めて、ＬＣＡ完了条件が成立したか否かについて判定する。本実施形態においては、ＬＣＡ完了条件は、自車両の横位置ｙが最終目標横位置ｙ*に到達したときに成立する。運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ完了条件が成立していない場合は、その処理をステップＳ１５に戻して、上述したステップＳ１５〜Ｓ２０の処理を所定の演算周期で繰り返し実施する。こうして、ＬＣＡが継続される。

ＬＣＡの実施中においては、経過時間ｔに応じた目標横状態量（ｙ*、ｖｙ*、ａｙ*）が演算される。更に、その演算された目標横状態量（ｙ*、ｖｙ*、ａｙ*）と車速ｖとに基づいて目標ヨー状態量（θｙ*、γ*、Ｃu*）が演算され、その演算された目標ヨー状態量（θｙ*、γ*、Ｃu*）に基づいて目標制御量（θlca*）が演算される。そして、目標制御量（θlca*）が演算される都度、目標制御量（θlca*）を表す操舵指令がＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信される。こうして、自車両は、目標軌道に沿って走行する。

尚、ＬＣＡの実施中に、自車両の走行位置が元車線から目標車線に切り替わると、カメラセンサ１２から運転支援ＥＣＵ１０に供給される車線関連車両情報（Ｃｕ、Ｄｙ、θｙ）は、元車線にかかる車線関連車両情報から目標車線にかかる車線関連車両情報に切り替わる。このため、ＬＣＡの開始当初に演算した目標軌道関数ｙ（ｔ）をそのまま使用することができない。自車両の位置する車線が切り替わった場合には、横偏差Ｄｙの符号が反転する。そこで、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラセンサ１２が出力する横偏差Ｄｙの符号（正負）が切り替わったことを検出すると、目標軌道関数ｙ（ｔ）を元車線の車線幅Ｗだけオフセットさせる。これにより、元車線の車線中心ラインＣＬを原点として演算された目標軌道関数ｙ（ｔ）を、目標車線の車線中心ラインＣＬを原点とした目標軌道関数ｙ（ｔ）に変換することができる。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０において、ＬＣＡ完了条件が成立したと判定した場合、ステップＳ２１において、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定する。つまり、ＬＣＡを終了して、ＬＴＡを再開する。これにより、自車両が目標車線における車線中心ラインＣＬに沿って走行するように操舵制御が行われる。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２１において操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定すると、その処理をステップＳ１１に戻して、上述した操舵支援制御ルーチンをそのまま継続させる。

ＬＣＡが完了して操舵支援制御状態がＬＴＡ・ＯＮ状態に設定されると、表示器３１に表示される画面は、図８に示すように、ＬＣＡ画面３１ｂからＬＴＡ画面３１ａに切り替えられる。

尚、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡを開始してから本操舵支援制御ルーチンを終了するまでの期間において、メータＥＣＵ３０に対して、ウインカー操作方向のウインカー３２の点滅指令を送信する。ウインカー３２は、ＬＣＡが開始される前から、ウインカーレバー４１の第１ストローク位置Ｐ１Ｌ（Ｐ１Ｒ）への操作に伴ってステアリングＥＣＵ４０から送信される点滅指令によって点滅する。メータＥＣＵ３０は、ステアリングＥＣＵ４０から送信される点滅指令が停止されても、運転支援ＥＣＵ１０から点滅指令が送信されている間、ウインカー３２の点滅を継続させる。

次に、ＬＣＡ前半状態において、ステップＳ１７における周辺監視結果が「接近車両あり」となった場合について説明する。ＬＣＡ前半状態において、周辺監視結果が「接近車両あり」となった場合、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ３０に進めて、ＬＣＡキャンセル制御を実施する。図６は、ステップＳ３０の処理であるＬＣＡキャンセル制御ルーチンを表すフローチャートである。

ＬＣＡ前半状態においては、自車両は元車線に存在している。このため、自車両を目標車線に進入させなければ、他車両（接近車両）と異常接近しない。そこで、ＬＣＡキャンセル制御ルーチンにおいては、自車両を目標車線に進入させないように以下の処理が実施される。

まず、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３１において、操舵支援制御状態をＬＣＡキャンセル制御状態に設定する。操舵支援制御状態がＬＣＡキャンセル制御状態に設定されると、ＬＣＡが終了される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２において、自車両を、現在位置（ＬＣＡキャンセル制御状態に設定された瞬間の自車両の位置）から元車線の車線幅方向の中央位置（以下、単に中央位置と呼ぶ）に移動させるための目標軌道を演算する。以下、この目標軌道を中央戻し目標軌道と呼ぶ。この中央戻し目標軌道についても、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）が用いられる。中央戻し目標軌道を表す関数を中央戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）と呼ぶ。中央戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）の算出に当たっては、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅を決定するために、以下のように中央戻し目標軌道演算パラメータが設定される。中央戻し目標軌道演算パラメータは以下の７つ（Ｐ１１〜Ｐ１７）である。
Ｐ１１．現時点（ＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時）の自車両の横位置
Ｐ１２．現時点（ＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時）の自車両の横速度
Ｐ１３．現時点（ＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時）の自車両の横加速度
Ｐ１４．自車両を移動させる横位置の目標値である目標横位置（本例において元車線の中央位置であり、以下、中央戻し完了目標横位置と呼ぶ）
Ｐ１５．自車両を中央戻し完了目標横位置に移動させたときの自車両の目標横速度（中央戻し完了目標横速度と呼ぶ）
Ｐ１６．自車両を中央戻し完了目標横位置に移動させたときの自車両の目標横加速度（中央戻し完了目標横加速度と呼ぶ）
Ｐ１７．自車両を現在位置から中央戻し完了目標横位置に移動させるのに要する時間の目標値である目標時間（中央戻し目標時間と呼ぶ）

ここで、現時点（ＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時）の自車両の横位置をｙcancel、横速度をｖｙcancel、横加速度をａｙcancelとし、操舵支援制御状態がＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時刻を新たにｔ＝０とし、中央戻し目標時間をｔcancelとする。中央戻し目標軌道演算パラメータは、ｙ（０）＝ｙcancel，ｙ’（０）＝ｖｙcancel，ｙ’’（０）＝ａｙcancel，ｙ（ｔcancel）＝０，ｙ’（ｔcancel）＝０，ｙ’’（ｔcancel）＝０に設定される。

横位置ｙcancel、横速度ｖｙcancel、横加速度ａｙcancelは、現時点における検出値であり、上述した初期横状態量を求めるための方法と同様の方法で演算できる。即ち、横位置ｙcancelは現時点の横偏差Ｄｙである。横速度ｖｙcancelは、現時点の車速ｖ及び現時点のヨー角θｙとから求められる（ｖｙcancel＝ｖ・ｓｉｎ（θｙ））。横加速度ａｙcancelは、現時点のヨーレートγに現時点の車速ｖを乗算した値（ｖ・γ）である。また、ｙ（ｔcancel）は、中央戻し完了目標横位置であって、元車線の中央位置に設定される。ｙ’（ｔcancel）は、中央戻し完了目標横速度を表し、ｙ’’（ｔcancel）は中央戻し完了目標横加速度を表し、これらは何れもゼロに設定される。

また、中央戻し目標時間ｔcancelは、ＬＣＡの開始時に目標車線変更時間ｔlenを演算したときに用いた目標時間設定定数Ａと同程度の値に設定された目標時間設定定数Ａcancelを用いて、次式（１８）によって演算される。
ｔcancel＝Ｄcancel・Ａcancel ・・・（１８）
ここで、Ｄcancelは、操舵支援制御状態がＬＣＡキャンセル制御状態に設定された時の自車両の横位置から中央戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）にまで自車両を横方向に移動させる必要距離である。ＬＣＡキャンセル制御状態においては、自車両は元車線に存在しているため、緊急性を有しない。そのため、自車両を横方向に移動させる速度は、ＬＣＡと同程度でよいため、目標時間設定定数Ａcancelは、ＬＣＡを実施する場合の目標時間設定定数Ａと同程度の値に設定されている。

運転支援ＥＣＵ１０は、中央戻し目標軌道演算パラメータの設定値に基づいて、ステップＳ１４と同様の方法で、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を算出する。そして算出した係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を式（２）に代入することによって、中央戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２において、中央戻し目標軌道関数を算出すると同時に、ドライバーに対してＬＣＡがキャンセル（途中終了）されたことを通知する。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、ブザー１３を駆動して通知音（例えば、「ピピッ」という音）を発生させるとともに、ＬＣＡキャンセル通知指令をメータＥＣＵ３０に送信する。メータＥＣＵ３０は、ＬＣＡキャンセル通知指令を受信すると、図１１に示すように、表示器３１にＬＣＡキャンセル画面３１ｃを表示する。ＬＣＡキャンセル画面３１ｃでは、それまで明るく表示されていた軌道Ｚ（図８参照）が暗くなる、あるいは消される。これにより、ドライバーは、ＬＣＡが終了したことを認識する。ＬＣＡキャンセル画面３１ｃは、ＬＣＡキャンセル制御状態が終了するまで表示される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３３において、先のステップＳ３２にて算出した中央戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）に基づいて操舵制御を行う。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、計時タイマｔをリセット（ゼロクリアした後スタート）して、操舵支援制御状態がＬＣＡキャンセル制御状態に設定された後の経過時間ｔと中央戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）とから、ステップＳ１５と同様に、目標横運動状態量（ｙ*，ｖｙ*，ａｙ*）の演算、および、目標ヨー状態量（θｙ*，γ*，Ｃｕ*）の演算を行って、最終的な目標舵角θcancel*を演算する。目標舵角θcancel*は、例えば、式（１５）の左辺をθcancel*に置き換えてθlca*と同様に演算することができる。

運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量（目標舵角θcancel*）を演算すると、目標制御量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θcancel*を演算するが、目標舵角θcancel*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３４において、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立したか否かについて判定する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、上記の操舵制御によって自車両の横位置が中央戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）に到達したことを検出したときに、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立したと判定する。あるいは、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡキャンセル制御状態が予め設定された一定時間（例えば、中央戻し目標時間ｔcancel及び中央戻し目標時間ｔcancelよりも所定時間だけ長い時間）継続したことを検出したときに、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立したと判定するようにしてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ３４：Ｎｏ）、その処理をステップＳ３３に戻す。従って、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立するまで、操舵制御が実施される。これにより、自車両は、元車線の中央位置に向かって走行していく。

こうした処理が繰り返されて、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了条件が成立すると、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡキャンセル制御ルーチンを終了して、その処理を、メインルーチン（操舵支援制御ルーチン）のステップＳ２１に進める。これにより、操舵支援制御状態が、ＬＣＡキャンセル制御状態からＬＴＡ・ＯＮ状態に切り替えられる。このＬＣＡキャンセル制御ルーチンを実施する運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明の中央戻し支援制御手段に相当する。

図１４は、ＬＣＡ前半状態において、自車両Ｃ１と目標車線を走行する他車両Ｃ２とが接近した場合の中央戻し目標軌道を表す。

次に、ＬＣＡ後半状態において、ステップＳ１９における周辺監視結果が「接近車両あり」となった場合（Ｓ１９：Ｎｏ）について説明する。ＬＣＡ後半状態において、周辺監視結果が「接近車両あり」となった場合、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ４０に進めてＬＣＡ接近警報制御を実施する。図７は、ステップＳ４０の処理であるＬＣＡ接近警報制御ルーチンを表すフローチャートである。

ＬＣＡ前半状態における周辺監視結果が「接近車両なし」であれば、通常なら、ＬＣＡ後半状態においても接近車両は検出されない。しかし、ＬＣＡの実施中に、図１７に示すように、目標車線の後方から他車両Ｃ２が想定外の相対速度で自車両Ｃ１に急接近するケースや、目標車線の更に隣の車線（元車線に対して２車線離れた車線）から、他車両Ｃ３が目標車線に進入して自車両Ｃ１に異常接近するケースなどが考えられる。また、周辺センサ１１の死角範囲にいた自車両が、自車両の異常接近するケースも考えられる。

そこで、ステップＳ４０のＬＣＡ接近警報制御では、ドライバーに警報を発するとともに、自車両が目標車線の幅方向中央側に移動していかないように自車両の運動を短時間で変更して、他車両との衝突回避を支援する処理が実施される。

ステップＳ４０のＬＣＡ接近警報制御ルーチンが開始されると、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４１において、操舵支援制御状態をＬＣＡ接近警報制御状態に設定する。操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定されると、ＬＣＡが終了される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４２において、自車両のヨー角をＬＣＡの開始直前の状態に戻すためのヨー角戻し目標軌道を演算する。

ここで、ヨー角戻し目標軌道について説明する。ヨー角戻し目標軌道とは、自車両のヨー角を、車両の走行安定性上において支障のない範囲内において出来るだけ短時間でゼロにするための目標軌道（換言すれば、自車両の車線変更方向の横速度を、車両の走行安定性上において支障のない範囲内において出来るだけ短時間でゼロにするための目標軌道）を表す。ＬＣＡの開始直前においてはＬＴＡが実施されている。従って、ＬＣＡが開始されるときには、ヨー角はゼロに近い値となっていると推定される。そこで、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡで発生したヨー角をＬＣＡ開始直前の状態に戻すことによって、ＬＣＡの目標軌道関数から演算された目標横速度ｖｙ*が打ち消されるような（目標横速度ｖｙ*がゼロになるような）ヨー角戻し目標軌道を演算する。

上述したＬＣＡ中における目標軌道は、ＬＣＡ開始時からの経過時間に対する目標横位置を表すが、ヨー角戻し目標軌道は、ＬＣＡ後半状態で接近車両が検出された時点からの経過時間に対する目標曲率を表す。最終的にＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力される目標制御量は、この目標曲率と、カメラセンサ１２によって検出された曲率（車線のカーブ曲率）とを加算した値に制御ゲイン（曲率を舵角に変換する係数であって、上述した制御ゲインＫlca１でよい）を乗算した値に設定される。

ここで、ヨー角をＬＣＡの開始直前の状態に戻す方法について説明する。ＬＣＡにおける目標制御量は、目標舵角θlca*で表される。この目標舵角θlca*には、上記の式（１５）で表されるように、目標曲率Ｃｕ*から演算されるフィードフォワード制御項（Ｋlca１・Ｃｕ*）が含まれている。

目標曲率の変化は、操舵角の変化に対応し、ヨー角の変化として捉えることができる。従って、ＬＣＡ後半状態において接近車両が検出された場合には、ＬＣＡの開始から接近車両が検出されるまでの期間における目標曲率Ｃｕ*の積分値を演算し、その目標曲率Ｃｕ*の積分値に対応する制御量を、符号を反転してＥＰＳ・ＥＣＵ２０に出力することで、ヨー角をＬＣＡ開始直前の状態に戻すことができる。

例えば、図１２に示すように、時刻ｔ１で接近車両が検出された場合には、ＬＣＡが開始された時刻ｔ０から時刻ｔ１までの目標曲率Ｃｕ*の積分値は、同図のグレーで塗られた部分の面積に相当する。従って、この面積に対応するフィードフォワード制御量を符号を反転して（左右方向を反転して）ＥＰＳ・ＥＣＵ２０に指令すれば、フィードフォワード制御量の出力が完了した時点でヨー角をＬＣＡ開始直前の状態に戻すことができる。この時刻ｔ０から時刻ｔ１までの目標曲率Ｃｕ*の積分値の符号（正負）を反転した値を反転積分値と呼ぶ。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの目標曲率Ｃｕ*の積分値に、この反転積分値を加算することによって、ＬＣＡの開始からの目標曲率Ｃｕ*の積分値をゼロにすることができる。

ＬＣＡ後半状態において接近車両（目標車線において自車両に異常接近するおそれのある他車両）が検出された場合は、自車両の一部が目標車線に進入している可能性が高いので、緊急状態である。従って、できるだけ短時間のあいだにヨー角をゼロに戻して、自車両を車線の形成方向と平行にする必要がある。一方、操舵支援装置における制御システムとしては、車両の横加速度（車両に働く横加速度であって、車線幅方向の横加速度とは異なる）の大きさの上限値、および、横加速度を変化させることができる変化率の大きさ（単位時間あたりの横加速度の変化量の大きさ）の上限値が決められている。

そこで、運転支援ＥＣＵ１０は、図１２に太線で示すように、時刻ｔ１以降における目標曲率Ｃｕemergency*を演算する。目標曲率Ｃｕemergency*は、最大値（Ｃｕmax）および最大変化勾配（Ｃｕ’max）を用いて演算される。この最大値（Ｃｕmax）は、操舵支援装置における制御システムにおいて許容される車両の横加速度の上限値に設定されている。また、最大変化勾配（Ｃｕ’max）は、目標曲率Ｃｕemergency*を最大値Ｃｕmaxに向けて増加させる変化勾配、および、最大値Ｃｕmaxからゼロに向けて低下させる変化勾配を表し、操舵支援制御システムにおいて許容される上限値に設定されている。例えば、最大値Ｃｕmaxは、車両の横加速度が０．２Ｇ（Ｇ：重力加速度）となる値に設定される。車両に働く横加速度ＹＧは、車速の二乗値（ｖ²）に曲率（Ｃｕ）を乗算した値として算出することができる（ＹＧ＝ｖ²・Ｃｕ）。従って、この関係式から、最大値Ｃｕmaxを求めることができる。尚、最大値Ｃｕmaxおよび最大変化勾配Ｃｕ’maxの符号は、反転積分値の符号によって決定される。

運転支援ＥＣＵ１０は、反転積分値の大きさと、目標曲率の最大値Ｃｕmaxと、目標曲率の最大変化勾配Ｃｕ’maxとに基づいて、接近車両が検出された時点（図１２の時刻ｔ１）からの経過時間ｔに対する目標曲率Ｃｕemergency*を演算する。以下、経過時間ｔに対する目標曲率Ｃｕemergency*を目標曲率関数Ｃｕemergency*（ｔ）と呼ぶこともある。目標曲率関数Ｃｕemergency*（ｔ）は、自車両の目標軌道を決定する。従って、この目標曲率関数Ｃｕemergency*（ｔ）がヨー角戻し目標軌道に相当する。

反転積分値は、ＬＣＡの実施中において目標曲率Ｃｕ*が演算されるたびに、その値を積算して、その積算値の符号を反転することにより算出することもできるが、本実施形態においては、以下のように算出される。

ＬＣＡにおける目標曲率Ｃｕ*は、目標横加速度ａｙ*と車速ｖとを使って次式（１９）のように表すことができる。
Ｃｕ*＝ａｙ*／ｖ² ・・・（１９）
従って、この目標曲率Ｃｕ*を時刻ｔ０（即ち、経過時間ｔ＝０）から時刻ｔ１（即ち、経過時間ｔ＝ｔ１）まで積分した値は、車速ｖと目標横速度ｖｙ*とを使って次式（２０）のように表すことができる。尚、式（２０）は、車速ｖがＬＣＡ実施中において一定であるとみなせるとの前提に基づく。

従って、反転積分値は、式（２０）によって得られた積分値の符号を反転することによって算出される。反転積分値が算出されれば、上述したように、反転積分値の大きさと、目標曲率の最大値Ｃｕmaxと、目標曲率の最大変化勾配Ｃｕ’maxとに基づいて、接近車両が検出された時点からの経過時間ｔに対する目標曲率Ｃｕemergency*を演算することができる。このように運転支援ＥＣＵ１０は、最大値Ｃｕmaxと最大変化勾配Ｃｕ’maxとの制限下において、最短時間で、ＬＣＡの開始からの目標曲率Ｃｕ*の積分値をゼロに戻す目標曲率Ｃｕemergency*を演算する。

以上が、ヨー角戻し目標軌道（目標曲率Ｃｕemergency*（ｔ））の演算の説明である。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４２において、ヨー角戻し目標軌道を演算すると同時に、ドライバーに対して、ＬＣＡが途中終了されたこと、および、接近車両が検出されたこと知らせるための警報を行う。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、ブザー１３を駆動して警報音（例えば、「ピピピピッ」という音）を発生させるとともに、ＬＣＡ接近警報指令をメータＥＣＵ３０に送信する。この警報音は、最も注意喚起レベルの高い態様で発せられる。

メータＥＣＵ３０は、ＬＣＡ接近警報指令を受信すると、図１３に示すように、表示器３１にＬＣＡ接近警報画面３１ｄを表示する。ＬＣＡ接近警報画面３１ｄでは、それまで表示されていた軌道Ｚ（図８参照）が消されるとともに、車線変更方向側（この例では右側）の白線表示ＧＷＬの横に、白線表示ＧＷＬと平行に警報マークＧＡが点滅表示される。ドライバーは、ブザー１３の鳴動と表示器３１に表示されたＬＣＡ接近警報画面３１ｄとにより、ＬＣＡが途中終了されたこと、および、目標車線において他車両が自車両に異常接近していることを認識することができる。この場合、音声アナウンスにより警報メッセージを発生させてもよい。また、バイブレータ（図示略）を振動させてドライバーに警報を発するようにしてもよい。尚、ＬＣＡ接近警報画面３１ｄは、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立するまで継続される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、図７に示すルーチンのステップＳ４３において、先のステップＳ４２にて算出した目標曲率関数Ｃｕemergency*（ｔ）に基づいて操舵制御を行う。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、計時タイマｔをリセット（ゼロクリアした後スタート）して、ＬＣＡ後半状態において接近車両が検出された時点からの経過時間ｔと目標曲率関数Ｃｕemergency*（ｔ）とから現時点の目標曲率Ｃｕemergency*を演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、目標曲率Ｃｕemergency*と、現時点のカメラセンサ１２によって検出されている曲率Ｃｕとから、現時点の目標舵角θemergency*を演算する。目標舵角θemergency*は、次式（２１）に示すように、現時点の目標曲率Ｃｕemergency*とカメラセンサ１２によって検出されている曲率Ｃｕとの加算値に制御ゲインＫlca１を乗算することにより算出される。
θemergency*＝Ｋlca１・（Ｃｕemergency*＋Ｃｕ） ・・・（２１）

運転支援ＥＣＵ１０は、目標舵角θemergency*を算出する都度、目標舵角θemergency*を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。ＥＰＳ・ＥＣＵ２０は、操舵指令を受信すると、舵角が目標舵角θemergency*に追従するように転舵用モータ２２を駆動制御する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θemergency*を演算するが、目標舵角θemergency*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。

以下、目標舵角θemergency*を使った操舵制御をヨー角戻し制御と呼ぶ。ヨー角戻し制御においては、目標曲率Ｃｕemergency*とカメラセンサ１２により検出される曲率Ｃｕとの加算値を用いたフィードフォワード制御項のみによって操舵角が制御される。つまり、カメラセンサ１２により検出されるヨー角θｙを用いたフィードバック制御は行われない。

尚、運転支援ＥＣＵ１０は、接近車両が検出された時点（時刻ｔ１）の直前において演算されたフィードバック制御量（式（１５）の右辺第２〜５項）の値を保持し、その保持した値（固定値）を、ヨー角戻し制御中、フィードフォワード制御量の一部として式（２１）の右辺に加算するようにしてもよい。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４４において、ヨー角戻し制御が完了したか否かについて判定する。ヨー角戻し制御の完了は、目標曲率Ｃｕemergency*がゼロとなるタイミング（図１２において時刻ｔ２）である。運転支援ＥＣＵ１０は、ヨー角戻し制御が完了していない場合、その処理をステップＳ４３に戻して、同様の処理を実施する。こうした処理が、所定の演算周期で繰り返されることにより、ヨー角が速い速度で低減される。

ヨー角は、ＬＣＡキャンセル制御によって自車両が元車線の中央位置に戻される場合にも変化するが、ヨー角角戻し制御の場合には、上記の目標曲率の最大値Ｃｕmaxおよび最大変化勾配Ｃｕ’maxの設定により、ＬＣＡキャンセル制御時における変化速度に比べて、速い速度（つまり緊急速度）で低下する。

こうした処理が繰り返され、ヨー角戻し制御が完了すると（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ４５に進める。この時点においては、ヨー角がほぼゼロにまで低減されている。つまり、自車両の横速度がほぼゼロになっている。従って、自車両が目標車線の幅方向中央側に移動していかないようにすることができ、接近車両との衝突回避を支援することができる。このヨー角戻し制御（Ｓ４２〜Ｓ４４）を実施する運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明の衝突回避支援制御手段に相当する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４５において、周辺センサ１１によって得られた周辺情報に基づいて、自車両を元車線に安全に戻すスペースが存在するか否かについて判定する。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、周辺情報に基づいて、元車線に他車両が存在するか否かを判定し、他車両が存在する場合には、自車両と他車両との衝突時間ＴＴＣを演算して、自車両に異常接近する他車両の有無を判定する。この場合、その判定閾値として戻し用閾値ＴＴＣ３が用いられる。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、元車線を走行する他車両に係る衝突時間ＴＴＣが戻し用閾値ＴＴＣ３以上であれば、元車線の周辺監視結果を「接近車両なし」とし、衝突時間ＴＴＣが前半用閾値ＴＴＣ３未満であれば、元車線の周辺監視結果を「接近車両あり」とする。戻し用閾値ＴＴＣ３は、前半用閾値ＴＴＣ１と同程度の値（従って、後半用閾値ＴＴＣ２より大）に設定されている。

運転支援ＥＣＵ１０は、元車線の周辺監視結果が「接近車両なし」であれば、その処理をステップ４６に進め、元車線の周辺監視結果が「接近車両あり」であれば、その処理をステップ４７に進める。

まず、元車線の周辺監視結果が「接近車両なし」である場合について説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４６において、自車両を、現在位置（ヨー角戻し制御が完了した瞬間の自車両の位置）から元車線の中央位置に移動させるための目標軌道を演算する。以下、この目標軌道を元車線戻し目標軌道と呼ぶ。この元車線戻し目標軌道についても、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）が用いられる。元車線戻し目標軌道を表す関数を元車線戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）と呼ぶ。元車線戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）の算出に当たっては、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅を決定するために、以下のように元車線戻し目標軌道演算パラメータが設定される。元車線戻し目標軌道演算パラメータは以下の７つ（Ｐ２１〜Ｐ２７）である。
Ｐ２１．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の横位置
Ｐ２２．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の横速度
Ｐ２３．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の横加速度
Ｐ２４．自車両を移動させる横位置の目標値である目標横位置（本例において元車線の中央位置であり、以下、元車線戻し完了目標横位置と呼ぶ）
Ｐ２５．自車両を元車線戻し完了目標横位置に移動させたときの自車両の目標横速度（元車線戻し完了目標横速度と呼ぶ）
Ｐ２６．自車両を元車線戻し完了目標横位置に移動させたときの自車両の目標横加速度（元車線戻し完了目標横加速度と呼ぶ）
Ｐ２７．自車両を現在位置から元車線戻し完了目標横位置に移動させるのに要する時間の目標値である目標時間（元車線戻し目標時間と呼ぶ）

ここで、現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の横位置をｙreturn、横速度をｖｙreturn、横加速度をａｙreturnとし、ヨー角戻し制御が完了した時刻を新たにｔ＝０とし、元車線戻し目標時間をｔreturnとする。元車線戻し目標軌道演算パラメータは、ｙ（０）＝ｙreturn，ｙ’（０）＝ｖｙreturn，ｙ’’（０）＝ａｙreturn，ｙ（ｔreturn）＝Ｗ（車線変更方向に応じて符号が設定される），ｙ’（ｔreturn）＝０，ｙ’’（ｔreturn）＝０に設定される。

横位置ｙreturn、横速度ｖｙreturn、横加速度ａｙreturnは、現時点における検出値であり、上述した初期横状態量を求めるための方法と同様の方法で演算できる。即ち、横位置ｙreturnは現時点の横偏差Ｄｙである。横速度ｖｙreturnは、現時点の車速ｖ及び現時点のヨー角θｙとから求められる（ｖｙreturn＝ｖ・ｓｉｎ（θｙ））。横加速度ａｙreturnは、現時点のヨーレートγに現時点の車速ｖを乗算した値（ｖ・γ）である。また、ｙ（ｔreturn）は、元車線戻し完了目標横位置であって、元車線の中央位置に設定される。この場合、ヨー角戻し制御が完了した時点においてカメラセンサ１２が元車線の車線情報を出力している場合には、ｙ（ｔreturn）＝０である。ｙ’（ｔreturn）は、元車線戻し完了目標横速度を表し、ｙ’’（ｔreturn）は元車線戻し完了目標横加速度を表し、これらは何れもゼロに設定される。

また、元車線戻し目標時間ｔreturnは、ＬＣＡの開始時に目標車線変更時間ｔlenを演算したときに用いた目標時間設定定数Ａと同程度の値である目標時間設定定数Ａreturnを用いて、次式（２２）によって演算される。
ｔreturn＝Ｄreturn・Ａreturn ・・・（２２）
ここで、Ｄreturnは、ヨー角戻し制御が完了した時点の自車両の横位置から元車線戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）まで自車両を横方向に移動させる必要距離である。ヨー角戻し制御が完了した時点においては、他車両との衝突が回避されている。そのため、自車両の位置を横に移動させる速度は、ＬＣＡと同程度でよいため、目標時間設定定数Ａreturnは、ＬＣＡを実施する場合の目標時間設定定数Ａと同程度の値に設定されている。

運転支援ＥＣＵ１０は、元車線戻し目標軌道演算パラメータの設定値に基づいて、ステップＳ１４と同様の方法で、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を算出する。そして算出した係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を式（２）に代入することによって、元車線戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４６において、元車線戻し目標軌道関数を算出すると、その処理をステップＳ４８に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４８において、先のステップＳ４６にて算出した元車線戻し目標軌道関数に基づいて操舵制御を行う。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、計時タイマｔをリセット（ゼロクリアした後スタート）して、ヨー角戻し制御が完了した時点からの経過時間ｔと元車線戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）とから、ステップＳ１５と同様に、目標横運動状態量（ｙ*，ｖｙ*，ａｙ*）の演算、目標ヨー状態量（θｙ*，γ*，Ｃｕ*）の演算を行って、最終的な目標舵角θreturn*を演算する。目標舵角θreturn*は、例えば、式（１５）の左辺をθreturn*に置き換えて演算することができる。

運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量（目標舵角θreturn*）を演算すると、目標制御量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θreturn*を演算するが、目標舵角θreturn*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４９において、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したか否かについて判定する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４８の操舵制御によって自車両の横位置が元車線戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）に到達したことを検出したときに、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したと判定する。あるいは、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御状態が予め設定された一定時間継続したことを検出したときに、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したと判定するようにしてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ４９：Ｎｏ）、その処理をステップＳ４８に戻す。従って、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立するまで、ステップＳ４８の操舵制御が実施される。これにより、自車両は、元車線の中央位置に走行していく。

こうした処理が繰り返されて、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立すると、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御ルーチンを終了する。この場合、メインルーチン（操舵支援制御ルーチン）も終了する。ステップＳ４６，Ｓ４８，Ｓ４９の処理を行う運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明の元車線戻し支援制御手段に相当する。ステップＳ４６，Ｓ４８，Ｓ４９によって自車両が元車線に戻される制御処理を元車線戻し制御と呼ぶ。元車線戻し制御は、本発明における元車線戻し支援制御に相当する。尚、元車線戻し制御が終了した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をメインルーチンのステップＳ２１に進めて、操舵支援制御状態をＬＴＡ・ＯＮ状態に設定してもよい。

図１５は、ＬＣＡ後半状態において、自車両Ｃ１と他車両Ｃ３とが接近した場合の元車線戻し目標軌道を表す。

次に、ステップＳ４５において、元車線の周辺監視結果が「接近車両あり」と判定された場合（Ｓ４５：Ｎｏ）について説明する。

この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ４７に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４７において、自車両の横速度をゼロに維持するための目標軌道を演算する。この目標軌道を横速度ゼロ目標軌道と呼ぶ。この場合、横速度をゼロに維持する自車両の目標横位置は、現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）における実際の横位置でもよいが、本実施形態においては、ステップＳ１９における周辺監視結果が「接近車両あり」と判定された時点、つまり、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時点の自車両の横位置に設定される。これは、ヨー角戻し制御が実施されている最中に、制御の応答遅れによって自車両が車線変更方向に移動してしまうオーバーシュートの影響を除外するためである。従って、自車両の目標横位置は、ヨー角戻し制御が完了した時点の横位置よりも、オーバーシュート分だけ反車線変更方向に戻された位置に設定される。

この横速度ゼロ目標軌道についても、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）が用いられる。横速度ゼロ目標軌道を表す関数を横速度ゼロ目標軌道関数ｙ（ｔ）と呼ぶ。横速度ゼロ目標軌道関数ｙ（ｔ）の算出に当たっては、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅を決定するために、以下のように横速度ゼロ目標軌道演算パラメータが設定される。横速度ゼロ目標軌道演算パラメータは以下の７つ（Ｐ３１〜Ｐ３７）である。
Ｐ３１．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の目標横位置（ゼロキープ開始目標横位置と呼ぶ）
Ｐ３２．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の目標横速度（ゼロキープ開始目標横速度と呼ぶ）
Ｐ３３．現時点（ヨー角戻し制御が完了した時）の自車両の目標横加速度（ゼロキープ開始目標横加速度と呼ぶ）
Ｐ３４．自車両を移動させる横位置の目標値である目標横位置（ゼロキープ完了目標位置と呼ぶ）
Ｐ３５．自車両をゼロキープ完了目標位置に移動させたときの自車両の目標横速度（ゼロキープ完了目標横速度と呼ぶ）
Ｐ３６．自車両をゼロキープ完了目標位置に移動させたときの自車両の目標横加速度（ゼロキープ完了目標横加速度と呼ぶ）
Ｐ３７．自車両をゼロキープ開始目標横位置からゼロキープ完了目標位置に移動させる目標時間（ゼロキープ目標時間と呼ぶ）

ここで、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時点の自車両の横位置（検出値）をｙalertとし、ヨー角戻し制御が完了した時刻（現在時刻）を新たにｔ＝０とし、ゼロキープ目標時間をｔzeroとする。以下、ｙalertを接近検出時横位置と呼ぶ。

ゼロキープ開始目標横位置とゼロキープ完了目標位置とは、ともに接近検出時横位置ｙalertに設定される。また、ゼロキープ開始目標横速度、ゼロキープ開始目標横加速度、ゼロキープ完了目標横速度、および、ゼロキープ完了目標横加速度は、全てゼロに設定される。従って、横速度ゼロ目標軌道演算パラメータは、以下のように設定される。
ｙ（０）＝ｙalert
ｙ’（０）＝０
ｙ’’（０）＝０
ｙ（ｔzero）＝ｙalert
ｙ’（ｔzero）＝０
ｙ’’（ｔzero）＝０

運転支援ＥＣＵ１０は、横速度ゼロ目標軌道演算パラメータの設定値に基づいて、ステップＳ１４と同様の方法で、式（２）に示される関数ｙ（ｔ）の係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を算出する。そして算出した係数ｃ₀，ｃ₁，ｃ₂，ｃ₃，ｃ₄，ｃ₅の値を式（２）に代入することによって、横速度ゼロ目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出する。この場合、横速度ゼロ目標軌道関数ｙ（ｔ）は、ｙ（ｔ）＝ｙalert（一定値）となる。

例えば、ゼロキープ目標時間ｔzeroは、５秒に設定される。従って、５秒間は、目標横位置がｙalertに維持される横速度ゼロ目標軌道関数ｙ（ｔ）が設定される。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４７において、横速度ゼロ目標軌道関数を算出すると、その処理をステップＳ４８に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４８において、先のステップＳ４７にて算出した横速度ゼロ目標軌道関数に基づいて操舵制御を行う。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、計時タイマｔをリセット（ゼロクリアした後スタート）して、ヨー角戻し制御が完了した後の経過時間ｔと横速度ゼロ目標軌道関数（ｔ）とから、ステップＳ１５と同様に、目標横運動状態量（ｙ*，ｖｙ*，ａｙ*）の演算、目標ヨー状態量（θｙ*，γ*，Ｃｕ*）の演算を行って、最終的な目標舵角θzero*を演算する。目標舵角θzero*は、例えば、式（１５）の左辺をθzero*に置き換えて演算することができる。

運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量（目標舵角θzero*）を演算すると、目標制御量を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。本実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０は、目標制御量として目標舵角θzero*を演算するが、目標舵角θzero*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信してもよい。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４９において、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したか否かについて判定する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４８の操舵制御の継続時間がゼロキープ目標時間ｔzeroに到達したか否かについて判定する。あるいは、運転支援ＥＣＵ１０は、周辺情報に基づいて、他車両との異常接近状態が解除されたときに、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したと判定するようにしてもよい。あるいは、運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーのハンドル操作が検出されたとき（例えば、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクがハンドル操作判定閾値を超えたとき）に、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したと判定するようにしてもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ４９：Ｎｏ）、その処理をステップＳ４８に戻す。従って、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立するまで、ステップＳ４８の操舵制御が実施される。これにより、自車両は、横速度ゼロ目標軌道に沿って走行する。従って、自車両のヨー角はゼロにキープされ、自車両の向き（前後方向軸）が車線の形成方向と平行になる。つまり、自車両が車線と平行に走行している状態をキープすることができる。

従って、自車両と他車両との衝突回避を支援しつつ、ドライバーにハンドル操作を引き渡すまでの時間を確保することができる。ドライバーは、接近警報によってハンドル操作の必要性を認識している。従って、自車両が車線と平行に走行しているあいだに、周辺の他車両の状況を把握して、ハンドル操作を開始することができる。

ここで、横速度ゼロ目標軌道における目標横位置（一定）を、接近検出時横位置ｙalertに設定している理由について説明する。ＬＣＡ後半状態において接近車両が検出された場合、ヨー角戻し制御が実施される。しかし、ヨー角戻し制御が実施されても、制御の応答遅れにより、自車両は、ある程度、車線変更方向に進んでしまうおそれがある。そこで、横速度ゼロ目標軌道の算出にあたっては、ステップＳ１９における周辺監視結果が「接近車両あり」と判定された時点、つまり、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時点の自車両の横位置が目標横位置に設定される。

従って、ステップＳ４８の操舵制御が開始された場合には、自車両は、一旦、接近検出時横位置ｙalertに戻った後、その接近検出時横位置ｙalertを維持するように、車線形成方向と平行に走行する。これにより、一層、安全性を向上させることができる。

こうした処理が繰り返されて、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立すると、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御ルーチンを終了する。この場合、メインルーチン（操舵支援制御ルーチン）も終了する。ステップＳ４７，Ｓ４８，Ｓ４９の処理を行う運転支援ＥＣＵ１０の機能部が、本発明の横速度ゼロ制御手段に相当する。以下、ステップＳ４７，Ｓ４８，Ｓ４９によって自車両の横位置がゼロに維持される制御処理を横速度ゼロ制御と呼ぶ。

図１６は、ＬＣＡ後半状態において、自車両Ｃ１と他車両Ｃ３とが接近した場合の横速度ゼロ目標軌道を表す。

以上説明した本実施形態の操舵支援装置によれば、周辺監視のもとにＬＣＡが開始された後においても周辺監視が継続されるとともに、接近車両が検出された場合には、ＬＣＡが途中終了され、そのときの車線変更の進捗状況に応じて、それ以降の操舵支援制御の態様が切り替えられる。車線変更の前半に接近車両が検出された場合には、自車両を元車線の車線幅方向の中央位置に戻すように操舵操作が支援される。これにより、安全を確保した状態で、ドライバーにとって好ましい位置に自車両が戻される。従って、利便性を向上させることができる。

また、車線変更の後半に接近車両が検出された場合には、ドライバーに接近警報が発せられるとともに、自車両のヨー角を素早くＬＣＡの開始直前の状態に戻すように操舵角が制御される。ＬＣＡの開始直前においては、ＬＴＡが実施されている。このため、ヨー角は、ほぼゼロにまで低減される。しかも、ヨー角戻し制御においては、目標曲率Ｃｕ*の積分値に基づいて演算された目標舵角θemergency*を用いて、フィードフォワード制御のみで舵角が制御される。

ヨー角戻し制御は、できるだけ短時間で行われる必要がある。例えば、カメラセンサ１２の検出値を用いて、素早く舵角を変化させた場合には、カメラセンサ１２の検出値に誤りがあった場合には、それによって舵角が誤った方向に早く変化してしまい、ドライバーに違和感を与えてしまう。また、カメラセンサ１２によって検出されるヨー角θｙを用いてフィードバック制御を実施した場合には、車両の挙動変化を検出して目標制御量が設定されるため、制御遅れが発生する。そこで、本実施形態においては、目標曲率Ｃｕ*の積分値に基づいたフィードフォワード制御でヨー角をＬＣＡの開始直前の状態に戻すことによって、素早く、ヨー角をゼロに向けて低下させることができる。これにより、自車両の横速度を短時間で低下させることができる。従って、素早く、自車両が目標車線の幅方向中央側に移動していかないようにすることができ、接近車両との衝突回避を支援する（衝突の可能性を低減するように支援する）ことができる。尚、フィードフォワード制御量には、道路のカーブ形状を表す曲率Ｃｕの成分（Ｋlca１・Ｃｕ）が含まれるが、この成分は道路形状に沿って自車両を走行させる制御量であり、その変化が極めて緩やかであるため、ヨー角戻し制御に悪影響を及ぼすものでは無い。

また、ヨー角戻し制御が完了すると、自車両を元車線に安全に戻すスペースが存在する場合には、元車線戻し制御が実施される。これにより自車両を元車線の中央位置に戻す元車線戻し目標軌道が演算され、その元車線戻し目標軌道にそって自車両が移動するように舵角が制御される。従って、自車両を更に安全な位置で、かつ、ドライバーにとって好ましい位置に戻すことができる。

一方、自車両を元車線に安全に戻すことができない場合には、横速度ゼロ制御が実施される。これにより、自車両が接近検出時横位置に維持される。従って、自車両と他車両との衝突回避を支援しつつ、ドライバーにハンドル操作を引き渡すまでの時間を確保することができる。従って、ドライバーは、自車両が車線と平行に走行している状況から自身のハンドル操作によって、自車両を適切な位置に移動させることができる。

また、横速度ゼロ目標軌道における目標横位置は、ＬＣＡ後半状態において周辺監視結果が「接近車両あり」と判定された時点の自車両の横位置（実横位置）に設定されるため、ヨー角戻し制御の応答遅れが発生しても、自車両を適正な横位置に維持することができる。

また、横速度ゼロ制御は、ヨー角戻し制御によってヨー角がゼロにまで低下すると開始される。従って、ヨー角戻し制御から横速度ゼロ制御への切り替えをスムーズに行うことができる。

このように、本実施形態によれば、車線変更の後半に接近車両が検出された場合においても、安全性を向上させることができる。

また、接近車両の有無の判定に用いる衝突時間ＴＴＣの閾値については、前半用閾値ＴＴＣ１に比べて後半用閾値ＴＴＣ２の方が小さな値に設定されている。このため、ＬＣＡ前半状態においては、自車両に異常接近するおそれのある他車両が検出された場合には、安全が確保されている状態で余裕をもってＬＣＡを終了することができる。一方、ＬＣＡ後半状態においては、必要以上に衝突回避用の緊急操作支援が行われないようにすることができる。従って、必要以上にＬＣＡを途中停止させないようにすることができ、利便性を向上させることができる。

また、ＬＣＡの完了時だけでなく、ＬＣＡキャンセル制御状態の終了時、および、元車線戻し制御の終了時には、自車両の目標横速度および目標横加速度がゼロに設定されるため、そのまま、自車両を車線中心ラインＣＬに沿って安定走行させることができる。

＜変形例１＞
ヨー角戻し制御に関して、本実施形態においては、反転積分値を用いてヨー角をＬＣＡ開始直前の状態に戻す制御を行っているが、必ずしも、反転積分値を用いる必要は無い。例えば、運転支援ＥＣＵ１０は、図７に示すルーチンのステップＳ４２において、操舵支援装置において許容される最大舵角を使って、ヨー角（絶対値）を低下させる方向の目標舵角を演算する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、上記実施形態と同様に、目標曲率の最大値Ｃｕmaxと、目標曲率の最大変化勾配Ｃｕ’maxとに基づいて、目標舵角を演算すればよい。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４３において、この目標舵角を表す操舵指令をＥＰＳ・ＥＣＵ２０に送信する。

そして、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４４において、カメラセンサ１２によって検出されるヨー角θｙがゼロになったか否か、あるいは、ヨー角θｙの符号（正負）が反転したか否かについて判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、ヨー角θｙがゼロになったとき、あるいは、ヨー角θｙの符号が反転したときに、ヨー角戻しが完了したと判定する（Ｓ４４：Ｙｅｓ）。この変形例１は、高精度のカメラセンサ１２を搭載している場合に、適用することが好ましい。

＜変形例２＞
本実施形態のＬＣＡ接近警報制御ルーチン（Ｓ４０）においては、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された場合、最初に、ヨー角戻し制御が実施され、その後に、周辺監視結果に応じた支援制御（元車線戻し制御あるいは横速度ゼロ制御）が実施される。この変形例２では、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された場合、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両を元車線の中央位置に戻すための元車線戻し制御を開始し、元車線戻し制御を実施しながら、元車線の周辺情報を確認する。そして、元車線の周辺監視結果が「接近車両あり」となった場合に、元車線戻し制御に代えて横速度ゼロ制御を実施する。

図１８は、実施形態のＬＣＡ接近警報制御ルーチン（Ｓ４０）に代えて、運転支援ＥＣＵ１０によって実施される変形例に係るＬＣＡ接近警報制御ルーチン（Ｓ５０）を表す。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５１において、操舵支援制御状態をＬＣＡ接近警報制御状態に設定する。操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定されると、ＬＣＡが終了される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５２において、元車線戻し目標軌道の演算、および、ドライバーへの警報を実施する。ドライバーへの警報は、実施形態のステップＳ４２の処理と同じである。この元車線戻し目標軌道の演算に当たっては、実施形態のステップＳ４６と同様に７つの元車線戻し目標軌道演算パラメータ（Ｐ２１〜Ｐ２７）が設定されるが、パラメータＰ２１，Ｐ２２およびＰ２３については、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定されたときの自車両の横位置（Ｐ２１）、横速度（Ｐ２２）および横加速度（Ｐ２３）にそれぞれ設定される。また、他のパラメータＰ２４〜Ｐ２７については、実施形態と同様に設定される。

ここで、現時点（ＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時）の自車両の横位置をｙreturn、横速度をｖｙreturn、横加速度をａｙreturnとし、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時刻を新たにｔ＝０とし、元車線戻し目標時間をｔreturnとする。元車線戻し目標軌道演算パラメータは、ｙ（０）＝ｙreturn，ｙ’（０）＝ｖｙreturn，ｙ’’（０）＝ａｙreturn，ｙ（ｔreturn）＝Ｗ（車線変更方向に応じて符号が設定される），ｙ’（ｔreturn）＝０，ｙ’’（ｔreturn）＝０に設定される。

横位置ｙreturn、横速度ｖｙreturn、横加速度ａｙreturnは、現時点における検出値であり、上述した初期横状態量と同様の方法で演算できる。また、ｙ（ｔreturn）は、元車線戻し完了目標横位置であって、元車線の中央位置に設定される。この場合、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時点においてカメラセンサ１２が元車線の車線情報を出力している場合には、ｙ（ｔreturn）＝０である。ｙ’（ｔreturn）は、元車線戻し完了目標横速度を表し、ｙ’’（ｔreturn）は元車線戻し完了目標横加速度を表し、これらは何れもゼロに設定される。

パラメータＰ２７の元車線戻し目標時間ｔreturnについては、緊急衝突回避用の短時間に設定する必要がある。このため、元車線戻し目標時間ｔreturnは、緊急衝突回避用に設定された目標時間設定定数Ａreturnを用いて上記式（２２）により演算される。従って、目標時間設定定数Ａreturnは、ＬＣＡキャンセル制御において用いられた目標時間設定定数Ａcancelよりも小さい値に設定される。また、式（２２）におけるＤreturnは、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された時点の自車両の横位置から元車線戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）まで自車両を横方向に移動させるのに必要な距離である。

運転支援ＥＣＵ１０は、元車線戻し目標軌道演算パラメータの設定値に基づいて、ステップＳ１４と同様の方法で、元車線戻し目標軌道関数ｙ（ｔ）を算出する。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５２において、元車線戻し目標軌道関数を算出すると、その処理をステップＳ５３に進める。

運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５３において、現時点において演算されている目標軌道関数に基づいて操舵制御を行う。この操舵制御は、実施形態のステップＳ４８と同様に実施される。この場合、元車線戻し制御が開始される。

続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５４において、周辺センサ１１によって得られた周辺情報に基づいて、自車両を元車線に安全に戻すスペースが存在するか否かについて判定する。この判定処理は、実施形態のステップＳ４５と同様に実施される。

運転支援ＥＣＵ１０は、元車線の周辺監視結果が「接近車両なし」であれば、その処理をステップ５５に進め、元車線の周辺監視結果が「接近車両あり」であれば、その処理をステップ５６に進める。

元車線の周辺監視結果が「接近車両なし」であれば、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５５において、元車線戻し制御中であるか否かについて判定する。この場合、初回のステップＳ５５においては「Ｙｅｓ」と判定され、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ５７に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５７において、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立したか否かについて判定する。このステップＳ５７の判定処理は、実施形態のステップＳ４９の判定処理と同様である。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立していないと判定した場合（Ｓ５７：Ｎｏ）、その処理をステップＳ５３に戻す。従って、この場合には、元車線戻し制御が継続される。

元車線戻し制御が実施されている最中に、ステップＳ５４において、元車線の周辺監視結果が「接近車両あり」となると、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ５６に進める。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５６において、横速度ゼロ制御が実施されているかについて判定する。この場合、元車線戻し制御が実施されているため、運転支援ＥＣＵ１０は、「Ｎｏ」と判定し、その処理をステップＳ５８に進めて、横速度ゼロ目標軌道を演算する。横速度ゼロ目標軌道は、現時点の横位置を目標横位置として、横速度をゼロに維持するための横速度ゼロ目標軌道を演算すればよい。横速度ゼロ目標軌道の演算方法は、実施形態のステップＳ４７と同様である。ゼロキープ目標時間についても、実施形態のステップＳ４７と同様である。運転支援ＥＣＵ１０は、横速度ゼロ目標軌道を演算すると、その処理をステップＳ５７に進める。

この場合、ステップＳ５３で実施される操舵制御は、元車線戻し制御から横速度ゼロ制御に切り替わる。横速度ゼロ制御が開始されると、ステップＳ５６の判定は「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ５８の処理がスキップされる。これにより、横速度ゼロ制御が継続される。

横速度ゼロ制御が実施されている最中に、ステップＳ５４において、元車線の周辺監視結果が「接近車両なし」となると、運転支援ＥＣＵ１０は、その処理をステップＳ５５に進める。この場合、元車線戻し制御中ではないため、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ５９において、元車線戻し目標軌道を演算する。この元車線戻し目標軌道は、現在位置から元車線戻し完了目標横位置（元車線の中央位置）へ移動させるための目標軌道である。このステップＳ５９における元車線戻し目標軌道は、ステップＳ５２と同様の演算方法で算出すればよい。尚、目標時間設定定数Ａreturnについては、ステップＳ５２で用いた値よりも大きくして（例えば、実施形態のステップＳ４６で用いた目標時間設定定数Ａreturnと同程度の値とする）ゆっくりと元車線戻しを行うようにしてもよい。

ＬＣＡ接近警報制御状態の終了条件が成立すると（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、運転支援ＥＣＵ１０は、ＬＣＡ接近警報制御ルーチンを終了する。

尚、この変形例２において、元車線戻し制御と横速度ゼロ制御とが交互にハンチングしないように、一旦、横速度ゼロ制御が開始されたら、元車線戻し制御を再開させないようにしてもよい。この場合、ステップＳ５５において「Ｎｏ」と判定された場合には、その処理をステップＳ５６に進めるようにすればよい。

＜変形例３＞
本実施形態においては、操舵支援制御状態がＬＣＡ接近警報制御状態に設定された場合、ドライバーへの警報（Ｓ４２）と衝突回避用の操舵支援（Ｓ４２，Ｓ４３）とが同時に開始される。これ代えて、ドライバーへの警報を先に実施してドライバーのハンドル操作を促し、その後、自車両と他車両との接近度合が更に高くなった場合に、ＬＣＡを終了して、ＬＣＡ接近警報制御を開始するようにしてもよい。

図１９は、操舵支援制御ルーチンの変形例（変形部分）を表す。運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９において「接近車両あり」と判定した場合（Ｓ１９：Ｎｏ）、ステップＳ６０において、ドライバーへの警報を発する。続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ６１において、ＬＣＡ接近警報制御を開始する条件が成立したか否かを判定する。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、衝突時間ＴＴＣが閾値ＴＴＣsteer未満となったことを判定する。例えば、閾値ＴＴＣsteerは、ステップＳ１９における後半用閾値ＴＴＣ２よりも短い値に設定される。運転支援ＥＣＵ１０は、衝突時間ＴＴＣが閾値ＴＴＣsteer以上の場合には、その処理をステップＳ２０に進める。一方、衝突時間ＴＴＣが閾値ＴＴＣsteer未満であれば、その処理をステップＳ４０（あるいはＳ５０）に進める。この変形例によれば、更に、利便性を向上させることができる。

以上、本実施形態および変形例に係る操舵支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、ＬＣＡ接近警報制御状態においては、最終的な目標横位置が元車線の中央位置に設定されるが、必ずしも、その位置にする必要は無く、例えば、元車線内の任意の横位置であってもよい。

また、上記実施形態においては、操舵支援制御状態がＬＴＡ・ＯＮ状態（ＬＴＡが実施されている状態）であることがＬＣＡを実施するための前提となっているが、必ずしも、そのような前提は必要としない。また、ＡＣＣが実施されている状態であるという前提もなくてもよい。また、本実施形態においては、ＬＣＡは、自車両が走行する道路が自動車専用道路であることを条件として実施されるが、必ずしも、そうした条件を設ける必要はない。

また、上記実施形態においては、カメラセンサ１２により車線を認識するように構成されているが、例えば、ナビゲーションＥＣＵ７０によって、車線に対する自車両の相対位置関係を検出してもよい。

１０…運転支援ＥＣＵ、１１…周辺センサ、１２…カメラセンサ、２０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、２１…モータドライバ、２２…転舵用モータ、４０…ステアリングＥＣＵ、４１…ウインカーレバー、８０…車両状態センサ、９０…運転操作状態センサ、ＣＬ…車線中心ライン、ＷＬ…白線、Ｃｕ…曲率、Ｄｙ…横偏差、θｙ…ヨー角、ｙ（ｔ）…目標軌道関数。

Claims (4)

1. 自車両の周辺を監視する周辺監視手段と、
   車線を認識して、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段と、
   自車両が車線変更を行うにあたって支障となる他車両が前記周辺監視手段により検出されていない場合に、車線変更支援要求に従って、前記車線情報に基づいて、自車両が現在走行している元車線から前記元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように操舵を制御する車線変更支援制御を開始する車線変更支援制御手段と
   を備えた操舵支援装置において、
   前記車線変更支援制御の実施中に、前記周辺監視手段により、前記車線変更支援制御を継続すると自車両に異常接近するおそれのある接近車両が検出された場合、前記車線変更支援制御を停止させる車線変更支援停止手段と、
   前記車線変更支援制御の途中停止をドライバーに知らせる報知手段と、
   自車両が前記目標車線に進入して走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された場合、自車両を前記目標車線から前記元車線へ戻すように操舵を制御する元車線戻し支援制御を実施する元車線戻し支援制御手段と、
   前記周辺監視手段の監視情報に基づいて、自車両を前記元車線に戻すと自車両に異常接近するおそれのある他車両である元車線側車両が検出されているか否かを判定する元車線接近車両判定手段と、
   前記元車線接近車両判定手段によって前記元車線側車両が検出されていると判定された場合に、前記元車線戻し支援制御手段による前記元車線戻し支援制御を禁止して、自車両の車線幅方向の速度である横速度がゼロに維持されるように操舵を制御する横速度ゼロ制御を実施する横速度ゼロ制御手段と
   を備えた操舵支援装置。
2. 請求項１記載の操舵支援装置において、
   自車両が前記目標車線に進入して走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された時に、車線の形成方向と自車両の向いている方向とがなす角度であるヨー角を、前記元車線戻し支援制御によって前記ヨー角が変化する速度よりも速い緊急速度で低下させるように操舵を制御する衝突回避支援制御を実施する衝突回避支援制御手段を備え、
   前記元車線戻し支援制御手段は、前記衝突回避支援制御が実施された後に、元車線戻し支援制御を実施するように構成され、
   前記横速度ゼロ制御手段は、前記衝突回避支援制御が実施された後に、横速度ゼロ制御を実施するように構成された操舵支援装置。
3. 請求項２記載の操舵支援装置において、
   前記横速度ゼロ制御手段は、前記横速度ゼロ制御を実施する自車両の車線幅方向の目標位置を、前記接近車両が検出された時点の自車両の車線幅方向の位置に設定するように構成された操舵支援装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の操舵支援装置において、
   自車両が前記元車線内を走行している状況で前記接近車両が検出されて前記車線変更支援制御が停止された場合には、自車両を前記元車線の車線幅方向の中央位置に戻すように操舵を制御する中央戻し支援制御を実施する中央戻し支援制御手段を備えた操舵支援装置。

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