JP2018203103A - 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)を検出する車線認識手段(10、12)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、
前記車線認識手段が前記相対位置を検出できないときに成立する所定の第2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2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制御する第1ヨー角戻し制御、及び、前記第2中断条件が成立したときに所定の第2開始時刻(t1b)に開始され且つ前記第2開始時刻から前記第1制御実行時間より長い所定の第2制御実行時間(TC2)が経過した第2終了時刻(t3b)における前記ヨー角が前記第2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制御する第2ヨー角戻し制御を実行するヨー角戻し制御手段(10、20)と、
を備えたことにある。
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。
そして、第2中断条件が成立したと判定したときに、第2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ヨー角戻し制御又は第2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、例えば、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。
しかし、第1中断条件が成立したときに実行される第1ヨー角戻し制御では、自車両のヨー角が素早く車線変更開始時刻と同じ大きさに戻される。
従って、第1中断条件が成立した場合に、目標車線において自車両が別の車両と衝突するおそれを低減できる。
そのため、第2中断条件が成立したときに実行される第2ヨー角戻し制御では、自車両のヨー角の単位時間当たりの変化率は第1ヨー角戻し制御における自車両のヨー角の単位時間当たりの変化率よりも低くなる。
従って、第2ヨー角戻し制御中に自車両の乗員は違和感を覚え難い。
このように本発明によれば、車線変更支援制御の中断要因に応じて、自車両のヨー角を適切な態様で変化させることが可能である。
前記車線認識手段がカメラセンサ(12)であり、
前記車線変更支援制御手段が、
前記車線変更開始時刻からの経過時間に応じた前記自車両の前記車線幅方向の目標位置である目標横位置(y)を表した目標軌道関数(y(t))を演算する目標軌道関数演算手段(10)と、
前記目標軌道関数と前記経過時間とに基づいて、前記車線変更支援制御の実行中に前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段(10)と、
前記車線変更支援制御の実行中に、前記自車両の車速を逐次取得し、且つ、前記目標軌道関数と、前記経過時間と、前記車速とに基づいて、前記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(θy*、γ*、Cu*)を逐次演算する目標状態量演算手段(10)と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、前記アクチェータを制御する前記車線変更支援制御手段と、
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するときに、前記目標軌道関数によって規定される前記自車両の進路の曲率である目標曲率を前記車線変更開始時刻から前記第1開始時刻までの間の時間によって積分した第1積分値を演算し、前記第1積分値に相当する値に基づいて前記第1開始時刻と前記第1終了時刻との間の目標制御量である第1目標制御量を演算し、且つ、前記第1目標制御量に基づいて前記アクチュエータを制御し、
前記第2ヨー角戻し制御を実行するときに、前記目標曲率を前記車線変更開始時刻から前記第2開始時刻までの間の時間によって積分した第2積分値を演算し、前記第2積分値に相当する値に基づいて前記第2開始時刻と前記第2終了時刻との間の目標制御量である第2目標制御量を演算し、且つ、前記第2目標制御量に基づいて前記アクチュエータを制御するように構成されていることにある。
同様に、ヨー角戻し制御手段が、第2ヨー角戻し制御を実行するときに、目標曲率を車線変更開始時刻から第2開始時刻までの間の時間によって積分して第2積分値(Int2)を演算する。そしてヨー角戻し制御手段が、第2積分値に相当する値に基づいて第2開始時刻と第2終了時刻との間の目標制御量である第2目標制御量を演算し、且つ、第2目標制御量に基づいてアクチュエータを制御する。
そのため、第1ヨー角戻し制御及び第2ヨー角戻し制御が完了すると、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又はほぼ同じ大きさになる。なお、本発明の一側面による第1ヨー角戻し制御及び第2ヨー角戻し制御はフィードフォワード制御である。
そのため、例えば、第1開始時刻においてカメラセンサが取得したヨー角がゼロより大きい場合に、第1終了時刻における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又はほぼ同じ大きさになるようにアクチュエータを制御することが理論上は可能である。
しかし、カメラセンサは、区画線を撮影し、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、カメラセンサが区画線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所定時間が経過する。換言すると、第1ヨー角戻し制御の第1開始時刻においてカメラセンサが取得したヨー角と、第1開始時刻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。
これに対して、本発明の一側面において演算される第1積分値には、カメラセンサ(車線認識手段)に起因する上記誤差が含まれていない。そのため、第1終了時刻における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。
また、第1ヨー角戻し制御と同様に、第2終了時刻における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又はほぼ同じ大きさになるように第2ヨー角戻し制御を精度よく実行できる。
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2中断条件が成立したか否かに拘わらず、前記自車両が前記所定位置に到達するまで前記元車線戻し制御を続行するように構成されていることにある。
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、本実施形態では「カメラセンサ12が白線を認識できない」と扱う。
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)
なお、時刻t3aにおいて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〜S67)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。
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所定時間が経過する。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。
そのため、元車線戻し制御を図16に示す第1変形例のフローチャートに沿って実行してもよい。
続いて、運転支援ECU10は、ステップS83において、カメラセンサ12が自車両の車線幅方向の相対位置を認識していないか否かを判定する。
運転支援ECU10は、ステップS83において、カメラセンサ12が相対位置を認識していないと判定するとステップS84に進み、ステップS68と同じ要領により、第2ヨー角戻し目標軌道(即ち、第2目標曲率関数Cuemergency2*(t))を演算する。この第2ヨー角戻し目標軌道は、目標車線から元車線へ向けて元車線戻し制御を実行している自車両を目標車線側へ移動させながらヨー角を元車線戻し制御の開始時刻と同じ大きさに戻すための軌道である。即ち、元車線戻し制御の開始時刻が図14の車線変更開始時刻t0に対応し、カメラセンサ12が相対位置を認識しなくなった時刻が図14の時刻t1bに対応する。さらに、この第2ヨー角戻し目標軌道の終了位置に自車両が到達する時刻が図14の時刻t3bに対応する。
さらに運転支援ECU10はステップS86に進み、ステップS67と同様の処理を行う。
運転支援ECU10がステップS86でYesと判定すると、運転支援ECU10は図16のフローチャートの処理を一旦終了する。そして、このとき自車両のヨー角は、元車線戻し制御の開始時刻のヨー角と同じ(又はほぼ同じ)になる。
そして、運転支援ECU10はステップS87でYesと判定すると図16のフローチャートの処理を一旦終了する。
即ち、上記実施形態では、運転支援ECU10は、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、サブルーチンBのステップS73において「元車線戻し制御の終了条件が成立した」と判定する。従って、上記実施形態においては、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ときは、運転支援ECU10は、ステップS73において「元車線戻し制御の終了条件が成立した」か否かを判定できない。換言すると、上記第2中断条件が成立した場合は、運転支援ECU10は元車線戻し制御を最後まで実行できない。
第2変形例の態様で本発明を実施した場合は、上記第2中断条件が成立しているか否かに拘わらず、運転支援ECU10はステップS73において「元車線戻し制御の終了条件が成立した」と判定できる。換言すると、第2中断条件が成立した場合においても、ヨーレートセンサの検出結果を利用することにより、自車両の横位置を車線変更開始時刻t0の横位置に戻すことが可能である。
Claims (3)
- 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車線認識手段と、
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、
前記車線認識手段が前記相対位置を検出できないときに成立する所定の第2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2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制御する第1ヨー角戻し制御、及び、前記第2中断条件が成立したときに所定の第2開始時刻に開始され且つ前記第2開始時刻から前記第1制御実行時間より長い所定の第2制御実行時間が経過した第2終了時刻における前記ヨー角が前記第2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制御する第2ヨー角戻し制御を実行するヨー角戻し制御手段と、
を備える、
車線変更支援装置。 - 請求項1に記載の車線変更支援装置において、
前記車線認識手段がカメラセンサであり、
前記車線変更支援制御手段が、
前記車線変更開始時刻からの経過時間に応じた前記自車両の前記車線幅方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する目標軌道関数演算手段と、
前記目標軌道関数と前記経過時間とに基づいて、前記車線変更支援制御の実行中に前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段と、
前記車線変更支援制御の実行中に、前記自車両の車速を逐次取得し、且つ、前記目標軌道関数と、前記経過時間と、前記車速とに基づいて、前記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逐次演算する目標状態量演算手段と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、前記アクチェータを制御する前記車線変更支援制御手段と、
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するときに、前記目標軌道関数によって規定される前記自車両の進路の曲率である目標曲率を前記車線変更開始時刻から前記第1開始時刻までの間の時間によって積分した第1積分値を演算し、前記第1積分値に相当する値に基づいて前記第1開始時刻と前記第1終了時刻との間の目標制御量である第1目標制御量を演算し、且つ、前記第1目標制御量に基づいて前記アクチュエータを制御し、
前記第2ヨー角戻し制御を実行するときに、前記目標曲率を前記車線変更開始時刻から前記第2開始時刻までの間の時間によって積分した第2積分値を演算し、前記第2積分値に相当する値に基づいて前記第2開始時刻と前記第2終了時刻との間の目標制御量である第2目標制御量を演算し、且つ、前記第2目標制御量に基づいて前記アクチュエータを制御するように構成された、
車線変更支援装置。 - 請求項1又は2に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2中断条件が成立したか否かに拘わらず、前記自車両が前記所定位置に到達するまで前記元車線戻し制御を続行するように構成された、
車線変更支援装置。
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