JP2018203101A - 車線変更支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この車線変更支援装置は、車線変更支援装置を搭載した車両(以下、「自車両」と称する)を、現在走行中の車線(以下、元車線と称する)から元車線に隣接する車線(以下、目標車線と称する)へ走行車線を変更するための目標軌道を演算可能である。さらに車線変更支援装置は、演算した目標軌道に沿って自車両が走行するように、自車両の操舵輪の舵角を制御可能である。
自車両(C)の周辺を監視する周辺監視手段(11)と、
前記自車両が走行中の車線の側縁部を規定する区画線(WL)を認識し、且つ、前記区画線と前記自車両との位置関係に基づいて前記自車両が走行中の前記車線に対する前記自車両の車線幅方向の相対位置及び前記自車両が走行中の前記車線の延長方向に対するヨー角(θy)を検出するカメラセンサによって構成された車線認識手段(10、12)と、
前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ(80)と、
前記自車両の操舵輪の舵角を変化させる駆動力を発生可能なアクチュエータ(22)と、
前記車線認識手段が検出した前記相対位置に基づいて、前記自車両が走行中の前記車線である元車線から前記元車線に隣接する車線である目標車線側に車線変更するように前記アクチュエータを制御する車線変更支援制御(LCA)を所定の車線変更開始時刻(t0)に開始する車線変更支援制御手段(10、20)と、
前記周辺監視手段の監視結果に基づいて前記自車両が前記目標車線を走行する別の車両と衝突する蓋然性が高いと判定されるときに成立する所定の第1中断条件が前記車線変更支援制御の開始後に成立したときに前記車線変更支援制御手段に前記車線変更支援制御を中断させる第1中断条件判定手段(10)と、
前記第1中断条件が成立したときに所定の第1開始時刻(t1a)に開始され且つ前記第1開始時刻から所定の第1制御実行時間(TC1)が経過した第1終了時刻(t3a)における前記ヨー角が前記第1開始時刻における前記ヨー角と比べて前記車線変更開始時刻における前記ヨー角により近い値になるように前記アクチュエータをフィードフォワード制御する第1ヨー角戻し制御を実行するヨー角戻し制御手段(10、20)と、
を備え、
前記ヨー角戻し制御手段が、
前記第1ヨー角戻し制御を実行している場合に、前記第1開始時刻より後であり且つ前記第1終了時刻より前の所定時刻(t2a−3)において前記車線認識手段が検出した前記ヨー角と、前記所定時刻において前記ヨーレートセンサが検出した前記ヨーレートに所定の先読用所定時間を乗じることにより求めた推定ヨー角変化量と、を加算した値が前記車線変更開始時刻の前記ヨー角と同じ大きさになったときに、前記所定時刻において前記第1ヨー角戻し制御を終了するように構成される。
すると、車線変更支援制御手段が、元車線を走行中の自車両が元車線から目標車線に車線変更するように自車両の操舵輪の舵角を変化させるアクチュエータを制御する車線変更支援制御を車線変更開始時刻に開始する。
そして、第1中断条件が成立したと判定したときに、第1中断条件判定手段が車線変更支援制御手段に車線変更支援制御を中断させる。
そのため、第1ヨー角戻し制御によって自車両のヨー角が車線変更開始時刻と同じ大きさになると、ヨー角はゼロ(又はほぼゼロ)になる。そのため、自車両は走行中の車線を車線幅方向に移動しなくなる。
実際のヨー角の大きさはカメラセンサ(車線認識手段)によって検出可能である。従って、カメラセンサによって第1終了時刻における自車両のヨー角を検出可能である。
従って、第1ヨー角戻し制御では、第1終了時刻における自車両のヨー角が車線変更開始時刻におけるヨー角と同じ大きさになっているか否かをカメラセンサを用いて精度よく判定できない。
そして、上記所定時刻においてカメラセンサが検出したヨー角と上記推定ヨー角変化量とを加算した値がゼロになったときに第1ヨー角戻し制御を終了すれば、第1ヨー角戻し制御を終了した時刻においてヨー角は車線変更開始時刻におけるヨー角と実質的に同一になる。
前記車線変更支援制御手段が、
前記自車両を前記元車線の車線幅方向の所定位置に接近させた場合に前記自車両と他の車両とが衝突する蓋然性が低いときに、前記前記第1ヨー角戻し制御の終了後に、前記自車両を前記所定位置に接近させるように前記アクチュエータを制御する元車線戻し制御を実行し、
前記第1ヨー角戻し制御中に前記所定時刻において前記車線認識手段が検出した前記ヨー角と前記推定ヨー角変化量とを加算した値が前記車線変更開始時刻の前記ヨー角と同じ大きさになったときに、前記所定時刻において前記元車線戻し制御を開始するように構成されていることにある。
この場合に、例えば、第1ヨー角戻し制御を実行中の操舵輪の平面視における回転方向が左側(反時計方向)であり且つ元車線戻し制御における操舵輪の平面視における回転方向が左側の場合は、自車両の乗員が違和感を覚え易い。同様に、第1ヨー角戻し制御を実行中の操舵輪の平面視における回転方向が右側(時計方向)であり且つ元車線戻し制御における操舵輪の平面視における回転方向が右側の場合も、自車両の乗員が違和感を覚え易い。
従って、例えば、第1ヨー角戻し制御を実行中の操舵輪の平面視における回転方向が左側であり且つ元車線戻し制御における操舵輪の平面視における回転方向が左側の場合であっても、自車両の乗員が違和感を覚え難い。
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。
θlta*=Klta1・Cu+Klta2・θy+Klta3・Dy+Klta4・ΣDy
…(1)
以上が、LTAの概要である。
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。
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。
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.カメラセンサ12が車線に対する自車両の車線幅方向の相対位置を認識しており且つ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。
また、例えば、カメラセンサ12が自車両が走行している車線の左右両側縁部の白線を同時に認識しているときに、カメラセンサ12は車線に対する自車両の車線幅方向の相対位置を認識できる。また、カメラセンサ12が自車両が走行している道路の各車線の車線幅を認識し且つ少なくとも一つの白線を認識しているときに、カメラセンサ12は車線に対する自車両の車線幅方向の相対位置を認識できる。一方、自車両が走行している車線の左右両側縁部を規定する一対の白線をカメラセンサ12が共に認識できていない場合は、カメラセンサ12は車線に対する自車両の車線幅方向の相対位置を認識できない。なお、カメラセンサ12が白線を認識しているものの認識状態が不明瞭な場合(例えば、白線がかすれている場合)も、カメラセンサ12が白線を認識できないと扱われる。
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。
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。
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。
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。
y’(t)=c1+2c2・t+3c3・t2+4c4・t3+5c5・t4
・・・(4)
y’’(t)=2c2+6c3・t+12c4・t2+20c5・t3
・・・(5)
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)
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。
θlca*=Klca1・(Cu*+Cu)+Klca2・(θy*−θy)+Klca3・(y*−y)
+Klca4・(γ*−γ)+Klca5・Σ(y*−y) ・・・(15)
Klca1=L・(1+Ksf・v2) ・・・(16)
以上が、ステップS14の処理である。
LCA中断条件は、以下の第1中断条件乃至第3中断条件のいずれかが満たされたときに成立する。
第1中断条件:LCAを実行した場合に現時点から自車両が他車両と衝突するまでの予測時間(衝突時間TTC)が閾値TTCth未満であること。
第2中断条件:カメラセンサ12が車線に対する自車両の車線幅方向の相対位置を認識できていないこと。
第3中断条件:操舵トルクセンサが検出した操舵ハンドルに入力した操舵トルクが所定値を超えたこと。
さらに運転支援ECU10は、ステップS15で第3中断条件が成立しているか否かを判定する。即ち、運転支援ECU10は、現在時刻において、操舵トルクセンサが検出した操舵ハンドルの操舵トルクが所定値を超えたか否かを判定する。操舵ハンドルの操舵トルクが所定値を超えていないときは第3中断条件は成立しない。その一方で、操舵ハンドルの操舵トルクが所定値を超えているときは第3中断条件が成立する。
運転支援ECU10はステップS61でYesと判定したとき、ステップS62へ進む。
この場合は、ドライバーがLCAを中断して自ら操舵ハンドルを操舵することを希望していると考えられるので、運転支援ECU10はLCAを直ちに終了する。
さらに運転支援ECU10は元車線復帰フラグを「0」に設定する。なお、元車線復帰フラグの初期値は「0」である。
ステップS62の処理を終えた運転支援ECU10はサブルーチンAの処理を一旦終了する。
Cu*=ay*/v2 ・・・(19)
従って、この目標曲率Cu*を車線変更開始時刻t0(即ち、経過時間t=0)から時刻t1a(即ち、経過時間t=t1a)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。
θemergency*=Klca1・(Cuemergency*+Cu) ・・・(21)
この場合は元車線復帰フラグが「1」なので、運転支援ECU10は、ステップS67Bに進む。
即ち、運転支援ECU10は、現在時刻において車両状態センサ80の一つであるヨーレートセンサが検出しているヨーレートに予め設定された先読用所定時間を乗じることにより推定ヨー角変化量を演算する。この先読用所定時間は、カメラセンサ12のヨー角検出処理時間と、転舵用モータ22のアクチュエータ遅れ時間との、合計時間と実質的に同一となるように設定され、且つ、ROMに記録されている。ここでヨー角検出処理時間とは、カメラセンサ12が白線(被写体)を認識してから自車両のヨー角を検出(演算)するまでに要する時間である。一方、アクチュエータ遅れ時間とは、運転支援ECU10がEPS・ECU20に指示を出してから、転舵用モータ22が始動するまでに要する時間である。なお、一般的に、このアクチュエータ遅れ時間はヨー角検出処理時間より極めて短くなり易い。
この推定ヨー角変化量は、先読用所定時間の間のヨー角の変化量の推定量である。ヨーレートセンサの処理速度はカメラセンサ12の処理速度よりはるかに速い。換言すると、ヨーレートセンサがある時刻において検出したヨーレート値は、その時刻における実際のヨーレート値と実質的に同一である。従って、ヨーレートセンサが現在時刻において検出したヨーレートに先読用所定時間を乗じることにより求めた推定ヨー角変化量は、現在時刻から先読用所定時間が経過する間の実際のヨー角の変化量に極めて近い値となる蓋然性が高い。
本実施形態では、現在時刻が図11の時刻t2a−3の場合に、現在時刻から時刻t3aまでの時間が先読用所定時間と同一になる。従って、時刻t2a−3においてステップ67Bの処理を運転支援ECU10が実行すると、運転支援ECU10は先読み終了条件が成立したと判定する。
現在時刻においてカメラセンサ12が検出したヨー角は、現在時刻よりヨー角検出処理時間だけ前の時刻における実際のヨー角と実質的に同じである。さらに、先読用所定時間はヨー角検出処理時間とアクチュエータ遅れ時間との合計時間と同一である。
従って、現在時刻においてカメラセンサ12が検出したヨー角と上記推定ヨー角変化量とを加算した値がゼロになった場合は、現在時刻(時刻t2a−3)からアクチュエータ遅れ時間が経過した時刻t2a−4における実際のヨー角は車線変更開始時刻t0におけるヨー角と実質的に同一になっていると推測できる。
現在時刻(時刻t2a−3)において運転支援ECU10がEPS・ECU20に指示を出すと、現在時刻(時刻t2a−3)からアクチュエータ遅れ時間が経過した時刻t2a−4において転舵用モータ22が回転する。従って、時刻t2a−4において実際のヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と実質的に同一になる。
ステップ67Bの処理を終えた運転支援ECU10は、図5のフローチャートのステップS18へ進む。換言すると、時刻t3aより前に第1ヨー角戻し制御を終えた運転支援ECU10はステップS18へ進む。
運転支援ECU10はステップ67Cにおいて第1ヨー角戻し制御終了条件が成立しているか否かを判定する。
現在時刻が、第1目標曲率Cuemergency1*が実質的にゼロとなるタイミング(図11において時刻t3a)である場合に第1ヨー角戻し制御終了条件が成立する。なお、本実施形態では、第1反転積分値Intr1の形成が開始される時刻である時刻t2a−1と接近車両が検出された時刻(第1中断条件が成立した時刻)である時刻t1aとの間には差がある。しかし、この差は極めて小さいため、時刻t3aにおけるヨー角は車線変更開始時刻t0におけるヨー角と実質的に同じになる。本実施形態では、時刻t1aから時刻t3aまでの時間は第1制御実行時間TC1と称される。運転支援ECU10は、現在時刻が時刻t3aに到達していない場合、その処理をステップS66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。
なお、ステップS67B又はステップ67Cの処理を終えたとき、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、接近車両との衝突が回避される。この第1ヨー角戻し制御(S64〜S67C)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。
この場合、運転支援ECU10はステップS18でYesと判定してステップS19へ進む。
ここで、衝突時間TTCrとは、元車線戻し制御を実行した場合に、現在時刻から自車両が元車線において他車両に衝突するまでの予測時間である。この衝突時間TTCrは、運転支援ECU10が上記衝突時間TTCと同様の要領により演算する。例えば、閾値TTCthrは4秒に設定される。
P21.現時点(第1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(第1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(第1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)
treturn=Dreturn・Areturn ・・・(22)
ここで、Dreturnは、第1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。第1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。
さらに運転支援ECU10は、ステップS68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第2ヨー角戻し目標軌道(図13参照)を演算する。
例えば、図14の時刻t0がLCAの車線変更開始時刻である場合に、時刻t1bにおいて第2中断条件が成立した場合を想定する。第2ヨー角戻し目標軌道は、第2中断条件が成立した時点からの経過時間に対する目標曲率により規定される。
この場合も、第1ヨー角戻し制御の場合と同様に、車線変更開始時刻t0から時刻t1b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車線変更開始時刻t0の状態に戻すことができる。この車線変更開始時刻t0から時刻t1bまでの目標曲率Cu*の積分値である第2積分値Int2の符号(正負)を反転した値を第2反転積分値Intr2と呼ぶ。この第2反転積分値Intr2は、図14の時刻t2b−1と第2ヨー角戻し目標軌道に基づく制御の終了時刻である時刻t3bとの間において横軸(時間軸)の下方に形成された台形部分の面積に相当する。車線変更開始時刻t0から時刻t1bまでの目標曲率Cu*の第2積分値Int2に、この第2反転積分値Intr2を加算した値はゼロになる。
そして運転支援ECU10は、時刻t1bからの経過時間tに対する目標曲率である第2目標曲率Cuemergency2*を、第2反転積分値Intr2の大きさ、TC2a、TC2b、及びTC2cを用いて演算する。換言すると、運転支援ECU10は、第2反転積分値Intr2(台形形状)の上底であるTC2a、TC2b、及びTC2cの合計値、並びに、第2反転積分値Intr2(台形形状)の下底であるTC2bに基づいて、第2目標曲率Cuemergency2*の最大値(台形形状の下端位置)を演算することにより、第2積分値Int2の外形形状を決定する。さらに、運転支援ECU10は、時刻t2b−1と時刻t2b−2との間の第2積分値Int2の外形形状である傾斜直線を延長することにより、時刻t1bと時刻t2b−1との間の第2目標曲率Cuemergency2*を演算する。
このようにして演算された台形形状の下端部に相当する第2目標曲率Cuemergency2*の最大値は、第1目標曲率Cuemergency1*の最大値(Cumax)より小さくなる。また、時刻t2b−1と時刻t2b−2との間の第2目標曲率Cuemergency2*の傾き、及び、時刻t2b−3と時刻t3bとの間の第2目標曲率Cuemergency2*の傾き、は共に第1目標曲率Cuemergency1*の最大変化勾配(Cu’max)より小さくなる。
以下、経過時間tに対する第2目標曲率Cuemergency2*を第2目標曲率関数Cuemergency2*(t)と呼ぶこともある。第2目標曲率関数Cuemergency2*(t)は、自車両の目標軌道を決定する。従って、この第2目標曲率関数Cuemergency2*(t)が第2ヨー角戻し目標軌道に相当する。
さらに運転支援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。
この場合は元車線復帰フラグが「0」なので、運転支援ECU10は、ステップS67Dに進む。
そして、運転支援ECU10は、図5のフローチャートの処理を一旦終了する。即ち、運転支援ECU10は操舵支援制御を一旦終了する。
この場合、例えば自車両が目標車線上に位置する状態で、操舵支援制御が一旦終了する。換言すると、操舵支援制御が突然終了したとドライバーが感じるおそれがある。そのため、操舵支援制御の終了時においてドライバーが直ちに操舵ハンドルを適切に操舵できないおそれがある。
しかし、第2ヨー角戻し制御の終了時刻である時刻t3bにおいて、ヨー角がほぼゼロにまで低減されている。そのため、自車両が目標車線の幅方向中央側に移動しないため、自車両が接近車両と衝突するおそれはない。
従って、第1ヨー角戻し制御を実行する場合は、自車両のヨー角を素早く車線変更開始時刻t0と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさに戻す必要がある。
そのため、第1ヨー角戻し制御の第1制御実行時間TC1は、第2ヨー角戻し制御の第2制御実行時間TC2より短くなるように設定されている。
従って、この場合は、自車両のヨー角を車線変更開始時刻t0と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさに素早く戻す必要がない。
そのため、第2ヨー角戻し制御の第2制御実行時間TC2は、第1ヨー角戻し制御の第1制御実行時間TC1より長くなるように設定されている。
従って、第2ヨー角戻し制御中の自車両のヨー角の単位時間当たりの変化率が、第1ヨー角戻し制御中の自車両のヨー角の単位時間当たりの変化率より小さくなる。そのため、第2ヨー角戻し制御中に自車両の乗員が違和感を覚え難い。
そのため、例えば、時刻t1aにおいてカメラセンサ12が取得したヨー角がゼロより大きい場合に、第1ヨー角戻し制御の終了時刻におけるヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさになるように転舵用モータ22をフィートフォワード制御又はフィードバック制御することが理論上は可能である。
しかし、カメラセンサ12は、白線WLを撮影し、取得した撮影データを画像処理し、さらに画像処理されたデータに基づいて演算を行うことにより、ヨー角を取得する。即ち、カメラセンサ12が白線WLを撮影してからヨー角を演算するまでの間に無視できない程度に長いヨー角検出処理時間が経過する。換言すると、時刻t1aにおいてカメラセンサ12が取得したヨー角と、時刻t1aにおける実際のヨー角と、の間には無視できない程度の大きさの誤差が生じる。従って、この方法により第1ヨー角戻し制御を実行した場合は、第1ヨー角戻し制御の終了時刻におけるヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさにならないおそれが大きい。
この積分値には、カメラセンサ12に起因する上記誤差が含まれていない。そのため、第1ヨー角戻し制御の終了時刻である時刻t3aにおけるヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさになるように第1ヨー角戻し制御を精度よく実行できる。
さらに、第1ヨー角戻し制御と同様に、第2ヨー角戻し制御も、終了時刻である時刻t3bにおけるヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさ又はほぼ同じ大きさになるように精度よく実行される。
実際のヨー角の大きさはカメラセンサ12によって検出可能である。従って、カメラセンサ12によって時刻t3aにおける自車両のヨー角を検出可能である。
従って、第1ヨー角戻し制御では、時刻t3aにおける自車両のヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさになっているか否かをカメラセンサ12を用いて精度よく判定できない。
先読み終了条件が成立したときは、時刻t3aより前の時刻t2a−4において自車両のヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさになると推定できる。換言すると、時刻t2a−4において自車両のヨー角が車線変更開始時刻t0におけるヨー角と同じ大きさになるか否かをカメラセンサ12を利用して精度よく判定できる。
運転支援ECU10がステップS67CでYesと判定した場合は、第1ヨー角戻し制御は時刻t3aまで実行される。この場合、時刻t1aの直後に操舵ハンドルの操舵角は一旦ゼロになる。さらに、その後に操舵ハンドルの操舵方向は時計方向から反時計方向に切り替わり且つ操舵角が徐々に増大する。そして、時刻t3aより前の近傍時刻から時刻t3aに向けて操舵ハンドルの操舵角は徐々に小さくなる。そして図16に仮想線で示したように、時刻t3aにおいて操舵ハンドルの操舵角はゼロになる。そして、時刻t3aにおいて元車線戻し制御が開始されると、操舵ハンドルが再び反時計方向に操舵され且つ操舵ハンドルの操舵角が再びゼロから大きくなる。
しかし、操舵ハンドルの操舵角がこのような態様で変化すると、自車両の乗員が違和感を覚え易い。
操舵ハンドルの操舵角がこのような態様で変化する場合は、自車両の乗員が違和感を覚え難い。
Claims (2)
- 自車両の周辺を監視する周辺監視手段と、
前記自車両が走行中の車線の側縁部を規定する区画線を認識し、且つ、前記区画線と前記自車両との位置関係に基づいて前記自車両が走行中の前記車線に対する前記自車両の車線幅方向の相対位置及び前記自車両が走行中の前記車線の延長方向に対するヨー角を検出するカメラセンサによって構成された車線認識手段と、
前記自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
前記自車両の操舵輪の舵角を変化させる駆動力を発生可能なアクチュエータと、
前記車線認識手段が検出した前記相対位置に基づいて、前記自車両が走行中の前記車線である元車線から前記元車線に隣接する車線である目標車線側に車線変更するように前記アクチュエータを制御する車線変更支援制御を所定の車線変更開始時刻に開始する車線変更支援制御手段と、
前記周辺監視手段の監視結果に基づいて前記自車両が前記目標車線を走行する別の車両と衝突する蓋然性が高いと判定されるときに成立する所定の第1中断条件が前記車線変更支援制御の開始後に成立したときに前記車線変更支援制御手段に前記車線変更支援制御を中断させる第1中断条件判定手段と、
前記第1中断条件が成立したときに所定の第1開始時刻に開始され且つ前記第1開始時刻から所定の第1制御実行時間が経過した第1終了時刻における前記ヨー角が前記第1開始時刻における前記ヨー角と比べて前記車線変更開始時刻における前記ヨー角により近い値になるように前記アクチュエータをフィードフォワード制御する第1ヨー角戻し制御を実行するヨー角戻し制御手段と、
を備え、
前記ヨー角戻し制御手段が、
前記第1ヨー角戻し制御を実行している場合に、前記第1開始時刻より後であり且つ前記第1終了時刻より前の所定時刻において前記車線認識手段が検出した前記ヨー角と、前記所定時刻において前記ヨーレートセンサが検出した前記ヨーレートに所定の先読用所定時間を乗じることにより求めた推定ヨー角変化量と、を加算した値が前記車線変更開始時刻の前記ヨー角と同じ大きさになったときに、前記所定時刻において前記第1ヨー角戻し制御を終了するように構成される、
車線変更支援装置。 - 請求項1記載の車線変更支援装置において、
前記車線変更支援制御手段が、
前記自車両を前記元車線の車線幅方向の所定位置に接近させた場合に前記自車両と他の車両とが衝突する蓋然性が低いときに、前記前記第1ヨー角戻し制御の終了後に、前記自車両を前記所定位置に接近させるように前記アクチュエータを制御する元車線戻し制御を実行し、
前記第1ヨー角戻し制御中に前記所定時刻において前記車線認識手段が検出した前記ヨー角と前記推定ヨー角変化量とを加算した値が前記車線変更開始時刻の前記ヨー角と同じ大きさになったときに、前記所定時刻において前記元車線戻し制御を開始するように構成された、
車線変更支援装置。
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