JP2019003234A - 運転支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車線切替が発生した場合であっても、検出された物標の中から目標車線を走行している他車両を正しく認識することができ、その認識に基いて車線変更支援制御を行うことができる、運転支援装置を提供する。【解決手段】自車線La2切替の発生後は、車線変更が完了するまで、自車線偏差に代わり、他車両93横位置に自車線の幅を加えた値又は他車両横位置から自車線の幅を減じた値に基づいて、他車両が目標車線を走行しているか否かを判定する。【選択図】図6

Description

本発明は、「自車両が走行している車線である自車線(元車線)」から「当該自車線に隣接する車線である目標車線」への車線変更を支援する運転支援装置に関する。
従来から、運転者が自車両の車線変更を行うとき、運転者の操舵操作を支援するように転舵輪の転舵角度を自動的に変更する制御(即ち、車線変更支援制御)を実行する運転支援装置が提案されている。このような運転支援装置の一つ(以下、「従来装置」とも称呼される。)は、ウインカーレバー(方向指示器レバー)の操作状態に基づいて運転者が車線変更を希望していると認識したとき、車線変更支援制御を実行するようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。従来装置は、自車線(元車線)及び目標車線を走行する他車両の位置を取得し、自車両が元車線から目標車線への車線変更をしたときに他車両と衝突する可能性が高ければ、車線変更支援制御の実行を禁止する。
特開2009−274594号公報(特に、段落[0027]、段落[0029]及び段落[0053])
ところで、一般に、車線変更支援制御を実行する運転支援装置は、自車両が車線変更をしたときに他車両と衝突する可能性が高いか否かを判定するため、自車両が備える周辺監視センサ(例えば、車載カメラ及びミリ波レーダ)によって検出された物標の中から目標車線を走行している他車両を抽出する処理を実行する必要がある。
例えば、検出された物標の左右方向(車線の幅方向)における位置と、目標車線の左右方向中心と、の距離である目標車線離間量が小さければ、その物標は、目標車線を走行している他車両であると判定できる。
目標車線離間量は、自車線の左右方向の長さ(自車線幅)、自車両の自車線の左右方向中心からの離間量である自車線偏差、及び、物標の自車両に対する左右方向の位置に基づいて取得することができる。例えば、自車両が「車線幅Lwが3.5mである道路(従って、元車線の左右方向中心と隣接する車線の左右方向中心との距離が3.5mである道路)」を走行していて、自車線偏差が右側に0.1mであり、且つ、自車線の右側に隣接する車線が目標車線であるとき、自車両の右側にあって自車両との左右方向の距離が3.3mである物標が検出されれば、その物標の目標車線離間量は左側に0.1m(=3.5−0.1−3.3)であることが判る。
自車線幅、及び、自車線偏差は、例えば、「車載カメラが自車両の前方の領域を撮影することにより得られた画像」に対して解析(所謂、画像認識)を行うことにより取得することができる。
しかしながら、車線変更支援制御の実行中、自車両が目標車線に進入すると、取得された自車線偏差が、元車線の左右方向中心からの離間量から目標車線の左右方向中心からの離間量に切り替わる現象(以下、「自車線切替」とも称呼される。)が発生する。即ち、自車両が目標車線に進入するまでは元車線に隣接する車線として認識されていた目標車線が、自車両がその目標車線に進入した時点から新たな自車線になるので、上述の自車線切替えが発生する。
従って、自車線切替が発生する直前において自車線偏差が例えば車線幅Lwの半分(+Lw/2)であった場合、自車線切替が発生した直後においては自車線偏差はその符号が反転した値(−Lw/2)となる。その結果、目標車線を走行している他車両が元車線を走行している他車両と誤って判定されてしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的の一つは、自車線切替が発生した場合であっても、検出された物標の中から目標車線を走行している他車両を正しく認識することができ、その認識に基いて車線変更支援制御を行うことができる、運転支援装置を提供することである。
上記目的を達成するための運転支援装置(以下、「本発明装置」とも称呼される。)は、車線認識部、物標取得部、及び、制御実行部を含む。
前記車線認識部(前方カメラ41及びDS−ECU20)は、
自車両(10)が走行している車線である「自車線」の左右方向の長さである「自車線幅(Lw)」、及び、前記自車両の前記自車線の左右方向中心からの離間量である「自車線偏差(Dc)」を取得する。
前記物標取得部(ミリ波レーダ42及びDS−ECU20)は、
前記自車両の周辺にある物標を検出し、当該物標の前記自車両に対する左右方向の位置である「物標横位置(横位置Dy及び補正後横位置Dmy)」を取得する。
前記制御実行部(DS−ECU20)は、
車線変更の開始時点における前記自車線である「元車線」から当該元車線に隣接する車線である「目標車線」への当該車線変更を行った場合に前記検出された物標の中から前記物標横位置と前記自車線偏差とに基づいて抽出した「前記目標車線を走行している他車両である目標車線他車両」と衝突しないと判定したとき(条件(sa)及び条件(sb)が共に成立しているとき、及び、条件(ca)及び条件(cb)が共に成立していないとき)、
前記自車両が備える転舵輪の転舵角度(操舵角度θsに対応する角度)を制御することによって前記車線変更を支援する「車線変更支援制御」を実行する。
更に、前記制御実行部は、
前記車線変更支援制御の実行中に、前記車線認識部によって取得される前記自車線偏差が、「前記自車両の前記元車線の左右方向中心からの離間量」から、「前記自車両の前記目標車線の左右方向中心からの離間量」へ、切り替わる「自車線切替」の発生に起因して前記自車線偏差が前記自車線幅だけ増加したとき、前記物標横位置と「当該自車線偏差から前記自車線幅を減じた値」とに基づいて前記目標車線他車両を抽出する処理(右方オフセット処理)、及び、
前記自車線切替の発生に起因して前記自車線偏差が前記自車線幅だけ減少したとき、前記物標横位置と「当該自車線偏差に前記自車線幅を加えた値」とに基づいて前記目標車線他車両を抽出する処理(左方オフセット処理)、
の少なくとも一方を実行する。
例えば、自車線偏差は、自車両が自車線の左右方向中心よりも左側にあるときに正の値として表され、自車両が自車線の左右方向中心よりも右側にあるときに負の値として表される。この場合、元車線の右側に隣接する車線を目標車線として車線変更をするとき、自車線切替が発生する前は自車両が右方向に移動するに伴って自車線偏差の値が負の値の範囲において減少する。その後、自車線切替が発生すると、目標車線が自車線として認識され、自車両が目標車線の左右方向中心よりも左側にあるので、自車両が右方向に移動するに伴って自車線偏差の値が正の値の範囲において減少する。換言すれば、自車線切替の発生に起因して負の値であった自車線偏差が自車線幅だけ増加して正の値となる。
そこで、この場合、本発明装置は、自車線切替が発生した後、車線変更が完了するまで、自車線偏差に代わり、自車線偏差から自車線幅を減じた値に基づいて、物標検出部によって検出された物標の中から目標車線を走行する他車両を抽出する処理を実行する。
一方、元車線の左側に隣接する車線を目標車線として車線変更をするとき、自車線切替が発生すると自車線偏差が車線幅だけ減少する。そこで、この場合、本発明装置は、自車線切替が発生した後、車線変更が完了するまで、自車線偏差に代わり、自車線偏差と自車線幅との和に基づいて、物標検出部によって検出された物標の中から目標車線を走行する他車両を抽出する処理を実行する。
従って、本発明装置によれば、自車線切替が発生しても物標取得部によって検出された物標の中から目標車線を走行している他車両を抽出したうえで車線変更の可否を判定することができる。
本発明装置の一態様において、
前記車線認識部は、
前記自車線偏差の絶対値が、前記自車両の前記自車線の左右方向中心からの左右方向の距離を表し、且つ、
前記自車線偏差の符号が、前記自車両が前記自車線に対して左右何れの方向にあるかを表すように、前記自車線偏差を取得し、
前記制御実行部は、
前記車線変更の実行中に前記自車線偏差の符号が反転すると(自車線偏差Dcの符号と、前回自車線偏差Dcpの符号と、が互いに異なるとき)、前記自車線切替が発生したと判定する。
この態様によれば、車線認識部によって新たに取得された自車線偏差の符号と、前回取得された自車線偏差の符号と、に基づいて自車線切替の発生の有無を判定することができる。従って、この態様によれば、簡易な処理によって自車線切替の発生の有無を判定することができる。
本発明装置の他の一態様において、
前記制御実行部は、
前記検出された物標から前記目標車線他車両を抽出するとき、
前記検出された物標の前記目標車線の左右方向中心からの離間量(左車線横位置DLy及び右車線横位置DRy)に応じて決定される「当該物標が前記目標車線他車両に該当する確率(左車線存在確率PLi、右車線存在確率PRi、左車線平滑後確率PLs及び右車線平滑後確率PRs)」に基づいて当該物標が前記目標車線他車両に該当するか否かを判定する(図8のステップ770及びステップ780)。
物標が目標車線他車両に該当する確率は、例えば、物標の前記目標車線の左右方向中心からの離間量、及び、物標の自車両に対する縦距離(前後方向の距離)の組合せに基づいて決定されても良い。例えば、本発明装置は、物標が目標車線他車両に該当する確率が所定の閾値よりも高ければ、その物標が目標車線他車両であると判定することができる。従って、本態様によれば、物標が目標車線他車両に該当するか否かを簡易な処理によって判定することができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び/又は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。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
本発明の実施形態に係る運転支援装置(本支援装置)が搭載される車両(本車両)の概略図である。 本支援装置のブロック図である。 自車線情報取得処理によって取得される情報の一部を表した図である。 直線補正処理によって取得される補正後位置を表した図である。 車線確率マップを示した図である。 本車両が車線変更支援制御によって車線変更をする様子を表した図である。 本支援装置が実行する他車両情報取得処理ルーチンを表したフローチャートである。 本支援装置が実行する車線変更支援制御ルーチンを表したフローチャートである。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る運転支援装置(以下、「本支援装置」とも称呼される。)について説明する。本支援装置は、図1に示される車両10に適用される。加えて、本支援装置のブロック図である図2に示されているように、本支援装置は、それぞれが電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である「運転支援ECU20、エンジンECU31、ブレーキECU32、EPS−ECU33及びメータECU34」を備えている。なお、これらのECUの幾つか又は全部によって実現される機能が1つのECUによって実現されても良く、これらのECUのうちの1つによって実現される機能が複数のECUによって実現されても良い。運転支援ECU20は、以下、「DS−ECU20」とも称呼される。
DS−ECU20は、CPU、ROM及びRAMを備えている。CPUは、所定のプログラム(ルーチン)を随時実行することによってデータの読み込み、数値演算、及び、演算結果の出力等を行う。ROMは、CPUが実行するプログラム及びルックアップテーブル(マップ)等を記憶する。RAMは、データを一時的に記憶する。
エンジンECU31、ブレーキECU32、EPS−ECU33及びメータECU34のそれぞれは、DS−ECU20と同様に、CPU、ROM及びRAMを備えている。これらのECUは、CAN(Controller Area Network)35を介して互いにデータ通信可能(データ交換可能)となっている。加えて、これらのECUは、他のECUに接続されたセンサの出力値をその「他のECU」からCAN35を介して受信することができる。
DS−ECU20は、前方カメラ41、ミリ波レーダ42、車速センサ43、加速度センサ44、ヨーレートセンサ45、GPS受信部46、地図データベース47、入出力装置48及びスピーカー49と接続されている。
前方カメラ41は、車両10のフロントウインドウの中央上部に配設されたルームミラー(不図示)近傍の位置に配設されている。前方カメラ41は、車両10の前方領域を撮影した画像(以下、「前方画像」とも称呼される。)を取得し、前方画像を表す信号をDS−ECU20へ出力する。前方カメラ41の水平方向の画角(視野)は、図1に示された直線FLと直線FRとがなす角度に等しい。
ミリ波レーダ42は、それぞれがレーダ装置である前方中央レーダ42a、前方左方レーダ42b、前方右方レーダ42c、後方左方レーダ42d及び後方右方レーダ42eを含んでいる。
図1に示されるように、前方中央レーダ42aは、車両10の前端中央部に配設されている。前方中央レーダ42aは、車両10の前方領域にある物標を検出する。
前方左方レーダ42bは、車両10の前方左端部に配設されている。前方左方レーダ42bは、車両10の前方左領域にある物標を検出する。
前方右方レーダ42cは、車両10の前方右端部に配設されている。前方右方レーダ42cは、車両10の前方右領域にある物標を検出する。
後方左方レーダ42dは、車両10の後方左端部に配設されている。後方左方レーダ42dは、車両10の後方左領域にある物標を検出する。
後方右方レーダ42eは、車両10の後方右端部に配設されている。後方右方レーダ42eは、車両10の後方右領域にある物標を検出する。
ミリ波レーダ42に含まれるレーダ装置のそれぞれは、送信部、受信部、及び、信号処理部(いずれも不図示)を備えている。送信部は、ミリ波帯の電波(以下、単に「ミリ波」とも称呼される。)を放射(送信)する。受信部は、放射範囲内に存在する物標(例えば、他車両、歩行者、ガードレール及び建造物)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、送信されたミリ波と受信した反射波との位相差、それらの周波数差、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、車両10に対する物標の方位、車両10と物標との距離、及び、車両10と物標との相対速度等を表す情報を所定時間が経過する毎に「物標情報」として取得する。更に、信号処理部は、取得された物標情報をDS−ECU20へ出力する。
車速センサ43は、車両10の走行速度である車速Vsを検出し、車速Vsを表す信号をDS−ECU20へ出力する。
加速度センサ44は、車両10の前後方向の加速度Asを検出し、加速度Asを表す信号をDS−ECU20へ出力する。
ヨーレートセンサ45は、車両10のヨーレートYRtを検出し、ヨーレートYRtを表す信号をDS−ECU20へ出力する。ヨーレートYRtは、車両10が前進しながら左旋回している場合に正の値となる。ヨーレートYRtは、車両10が前進しながら右旋回している場合に負の値となる。
GPS受信部46は、GPS(Global Positioning System)衛星(不図示)からの信号(電波)に基づいて車両10の現在位置Pnを取得し、現在位置Pnを表す信号をDS−ECU20へ出力する。
地図データベース47は、ハードディスクドライブ(HDD)によって構成され、地図情報を記憶している。地図データベース47は、交差点及び行き止まり等の「ノード」及びノードどうしを接続する「リンク(道路)」に関する情報(地図情報)を含んでいる。リンクに関する情報には、道路種別(一般道路と自動車専用道路との何れであるか)を含んでいる。
入出力装置48は、車両10のダッシュボードに配設されている。入出力装置48は、表示装置(液晶ディスプレイ)を備えている。入出力装置48の表示装置に表示される文字及び図形等は、DS−ECU20によって制御される。入出力装置48の表示装置は、タッチパネルとしても作動する。従って、運転者は表示装置に触れることによってDS−ECU20に対して指示を送ることができる。
運転者は、入出力装置48に対する操作によって後述される運転支援制御(具体的には、追従車間距離制御、車線維持制御、及び、車線変更支援制御)の要求状態をオン状態とオフ状態との間で切り替えることができる。
スピーカー49は、車両10の左右のフロントドア(不図示)のそれぞれの内側(車室内側)に配設されている。スピーカー49は、DS−ECU20の指示に応じて警告音及び音声メッセージ等の発音を行うことができる。
エンジンECU31は、複数のエンジンセンサ61と接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。エンジンセンサ61は、車両10の駆動源であるエンジン62の運転状態量を検出するセンサである。エンジンセンサ61は、アクセルペダル操作量センサ、スロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ、及び、吸入空気量センサ等を含んでいる。
更に、エンジンECU31は、スロットル弁アクチュエータ及び燃料噴射弁等のエンジンアクチュエータ63、及び、トランスミッション64と接続されている。エンジンECU31は、エンジンアクチュエータ63及びトランスミッション64を制御することによってエンジン62が発生するトルクTq及びトランスミッション64のギア比を変更し、以て、車両10の駆動力を調整して加速度Asを制御するようになっている。
ブレーキECU32は、複数のブレーキセンサ65と接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。ブレーキセンサ65は、図示しない「車両10に搭載された制動装置(油圧式摩擦制動装置)」を制御する際に使用されるパラメータを検出するセンサである。ブレーキセンサ65は、ブレーキペダル(不図示)の操作量センサ、及び、各車輪の回転速度を検出する車輪速度センサ等を含んでいる。
更に、ブレーキECU32は、ブレーキアクチュエータ66と接続されている。ブレーキアクチュエータ66は油圧制御アクチュエータである。ブレーキアクチュエータ66は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路(何れも、不図示)に配設される。ブレーキアクチュエータ66はホイールシリンダに供給する油圧を調整する。ブレーキECU32は、ブレーキアクチュエータ66を駆動することにより各車輪に制動力(摩擦制動力)Bfを発生させ、車両10の加速度As(この場合、負の加速度、即ち、減速度)を制御するようになっている。
EPS−ECU33は、トルクセンサ67及び操舵角センサ68と接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。トルクセンサ67及び操舵角センサ68のそれぞれは、操舵ハンドル51に連結されたステアリングシャフト(不図示)に配設されている。トルクセンサ67は、運転者が操舵ハンドル51に加える操舵トルクTsを表す信号を出力する。操舵角センサ68は、操舵ハンドル51の回転角度である操舵角度θsを表す信号を出力する。
更に、EPS−ECU33は、駆動回路69と接続されている。駆動回路69は、電動機71に電力を供給する。電動機71は、ステアリングシャフトを回転させるトルクTmを発生する。EPS−ECU33は、運転者による操舵ハンドル51の操舵操作を補助するため、トルクTmが「操舵トルクTs、操舵角度θs及び車速Vs等に基づいて決定される目標アシストトルクTatgt」と等しくなるように駆動回路69を制御するようになっている。更に、EPS−ECU33は、DS−ECU20からの指示に応じてトルクTmを制御することによって、車両10の図示しない転舵輪の転舵角度を変更するようになっている。
メータECU34は、コンビネーションディスプレイ72、ウインカーレバー52及び左方ターンシグナルランプ73a及び右方ターンシグナルランプ73bと接続されている。
コンビネーションディスプレイ72は、運転者の正面に配設された表示装置(液晶ディスプレイ)である。メータECU34は、コンビネーションディスプレイ72に車速Vs及びエンジン62の機関回転速度等を表示させる。
ウインカーレバー52は、ステアリングコラム51aに、運転者から見て左回転方向及び右回転方向に揺動(回転)操作可能に取り付けられている。ウインカーレバー52は、検出部(不図示)を備えている。ウインカーレバー52(具体的には、ウインカーレバー52の検出部)は、後述されるウインカーレバー52の操作状態を検出し、検出された操作状態に応じた信号をメータECU34へ出力する。
ウインカーレバー52は、中立位置(初期位置)から所定角度だけ左回転方向に揺動した左方向第1段階位置にあるとき、ウインカーレバー52の操作状態が左方向第1段階位置であることを表す信号を出力する。ウインカーレバー52は、左方向第1段階位置よりも更に所定角度だけ左回転方向に揺動した左方向第2段階位置にあるとき、ウインカーレバー52の操作状態が左方向第2段階位置であることを表す信号を出力する。
ウインカーレバー52は、中立位置から所定角度だけ右回転方向に揺動した右方向第1段階位置にあるとき、ウインカーレバー52の操作状態が右方向第1段階位置であることを表す信号を出力する。ウインカーレバー52は、右方向第1段階位置よりも更に所定角度だけ右回転方向に揺動した右方向第2段階位置にあるとき、ウインカーレバー52の操作状態が右方向第2段階位置であることを表す信号を出力する。
ウインカーレバー52が、車両10の運転者の操作によって左方向第1段階位置、又は、右方向第1段階位置にあるとき、運転者が操作を止めると(即ち、運転者がウインカーレバー52から手を離すと)、ウインカーレバー52は、中立位置に戻る。一方、ウインカーレバー52が、運転者の操作によって左方向第2段階位置、又は、右方向第2段階位置に到達すると、運転者が操作を止めてもウインカーレバー52は中立位置に戻らない。
ウインカーレバー52が左方向第2段階位置にあるとき、運転者がウインカーレバー52に対して右回転方向に力を加えると、或いは、操舵ハンドル51が中立位置に戻るように右回転方向に所定角度だけ回転すると、ウインカーレバー52は、中立位置に復帰する。同様に、ウインカーレバー52が右方向第2段階位置にあるとき、運転者がウインカーレバー52に対して左回転方向に力を加えると、或いは、操舵ハンドル51が中立位置に戻るように左回転方向に所定角度だけ回転すると、ウインカーレバー52は、中立位置に復帰する(例えば、特開2005−138647号公報を参照。)。
左方ターンシグナルランプ73aは、車両10の左方前端部、及び、左方後端部に配設されたウインカーランプである。右方ターンシグナルランプ73bは、車両10の右方前端部、及び、右方後端部に配設されたウインカーランプである。
メータECU34は、ウインカーレバー52が左方向第1段階位置又は左方向第2段階位置にあるとき、左方ターンシグナル処理を実行する。左方ターンシグナル処理は、左方ターンシグナルランプ73aを所定の点滅時間間隔にて点滅させる処理、及び、コンビネーションディスプレイ72の所定の位置に左向き矢印を点滅時間間隔にて点滅させる処理を含んでいる。
一方、メータECU34は、ウインカーレバー52が右方向第1段階位置又は右方向第2段階位置にあるとき、右方ターンシグナル処理を実行する。右方ターンシグナル処理は、右方ターンシグナルランプ73bを点滅時間間隔にて点滅させる処理、及び、コンビネーションディスプレイ72の所定の位置に右向き矢印を点滅時間間隔にて点滅させる処理を含んでいる。
(運転支援制御の実行)
上述したように、DS−ECU20は、運転者の要求に応じて運転支援制御(具体的には、追従車間距離制御、車線維持制御及び車線変更支援制御)を実行することができる。DS−ECU20は、これらの制御を実行するために、X−Y座標系を規定している(図1を参照)。X軸は、車両10の前後方向に延びる。Y軸は、X軸と直交し、車両10の左右方向(幅方向)に延びる。X−Y座標系の原点は、車両10前端の左右方向中心位置である。X座標値は原点よりも車両10の前方において、正の値となる。Y座標値は原点よりも車両10の左方において、正の値となる。
先ず、これらの運転支援制御の実行に際して必要となる車両10の周辺状況に関する情報を取得するための処理(具体的には、自車線情報取得処理及び周辺車両情報取得処理)について説明する。
(自車線情報取得処理)
車線維持制御の要求状態がオン状態であるとき、及び、車線変更支援制御の要求状態がオン状態であるとき、DS−ECU20は、自車線情報取得処理を実行する。自車線情報取得処理の実行時、DS−ECU20は、前方カメラ41から受信した前方画像に含まれている「自車線を画定する一対の車線区画線(即ち、右区画線及び左区画線)」を取得(認識)する。
一対の車線区画線が取得されると、DS−ECU20は、「車両10の前方に伸びる自車線の左右方向中心点の集合である車線中心線CL」の曲率Cuを取得する。車線中心線CLが直線であれば、曲率Cuは「0」となる。車線中心線CLが左に湾曲していれば、曲率Cuは正の値となる。車線中心線CLが右に湾曲していれば、曲率Cuは負の値となる。
加えて、DS−ECU20は、車線中心線CLの方向(車線中心線CLが湾曲している場合にはX座標値が「0」である位置における車線中心線CLの接線の方向)と、車両10の進行方向と、のなす角度であるヨー角θyを取得する。図3に示したように、ヨー角θyは、車線中心線CLと、車両10の前後方向を表す直線L1と、のなす角度である。車両10が図3に例示した状態であるとき、ヨー角θyは、負の値である。
更に、DS−ECU20は、右区画線及び左区画線のそれぞれの車線種別(具体的には、実線(連続線)及び破線の何れであるか)を取得する。図3の例において、左区画線L2及び右区画線L3は共に破線である。
加えて、DS−ECU20は、自車線の左右方向の幅である車線幅Lwを取得する。更に、DS−ECU20は、自車線の左右方向中心と、車両10の走行位置(具体的には、車両10を上方から見たときの車両10の外形の幾何学的重心Pの位置)と、の差分(符号付き距離)である自車線偏差Dcを取得する。車両10の左右方向中心が自車線の左右方向中心よりも左にあれば、自車線偏差Dcは正の値となる。車両10の左右方向中心が自車線の左右方向中心よりも右にあれば、自車線偏差Dcは負の値となる。車両10が図3に例示した状態であるとき、自車線偏差Dcは負の値である。
なお、前方カメラ41は、前方カメラ41に含まれるECU(不図示)が所定時間の経過毎に前方画像を解析することによって曲率Cu、ヨー角θy、自車線偏差Dc及び車線種別を取得し、前方カメラ41のECUがその取得した情報を所定時間の経過毎にDS−ECU20に送信する、ように構成されても良い。即ち、前方カメラ41が自車線情報取得処理を実行しても良い。
(周辺車両情報取得処理)
追従車間距離制御の要求状態がオン状態であるとき、及び、車線変更支援制御の要求状態がオン状態であるとき、DS−ECU20は、自車線情報取得処理を実行する。周辺車両情報取得処理の実行時、DS−ECU20は、ミリ波レーダ42を構成するレーダ装置のそれぞれから受信した物標情報に基づいて車両10周辺にある物標(n)のそれぞれの
縦位置(物標(n)のx座標値)Dx(n)、
横位置(物標(n)のy座標値)Dy(n)、
相対縦速度Vx(n)、及び、
相対横速度Vy(n)
を取得する。
相対縦速度Vx(n)は縦位置Dx(n)の単位時間あたりの変化量である。相対横速度Vy(n)は横位置Dy(n)の単位時間あたりの変化量である。物標(n)に係るこれらの値の組合せは、以下、「集約物標情報」とも称呼される。(n)は、物標のそれぞれに付される識別子である。本実施形態において、「n」は自然数である。同一の物標に係る物標情報がミリ波レーダ42を構成する複数のレーダ装置によって検出されていれば、DS−ECU20は、それら複数の物標情報を集約して1つの集約物標情報を取得する。
更に、DS−ECU20は、車線中心線CLが直線であると仮定した場合の集約物標情報である補正後物標情報を取得する直線補正処理を実行する。直線補正処理によって、DS−ECU20は、物標(n)の補正後縦位置Dmx(n)、補正後横位置Dmy(n)、補正後相対縦速度Vmx(n)及び補正後相対横速度Vmy(n)を取得する。
図4の例を参照しながら具体的に説明する。図4において、車両10は右方向に湾曲した曲線区間を走行している。図4には、自車線を走行している他車両91(集約物標情報における識別子を「91」とする。)及び自車線の右側に隣接する車線を走行している他車両92(集約物標情報における識別子を「92」とする。)が示されている。他車両91の走行速度は、車速Vs(即ち、車両10の走行速度)に略等しい。他車両91及び他車両92が直線区間を走行したと仮定した場合のこれらの車両の位置は、補正後車両位置91m及び補正後車両位置92mとして示される。
集約物標情報における他車両91の縦位置Dx(91)はDx1である。一方、車両10の現在位置から他車両91の現在位置までの道のり(即ち、破線L4によって示される他車両91の走行軌跡の長さ)は距離Dwayである。そこで、DS−ECU20は、曲率Cuに基づいて距離Dwayを推定し、他車両91の補正後縦位置Dmx(91)を(距離Dx1ではなく)距離Dwayに設定する。
同様に、DS−ECU20は、横位置Dy(91)、相対縦速度Vx(91)及び相対横速度Vy(91)についても直線補正処理を行う。集約物標情報における他車両91の横位置Dy(91)はDy1である。補正後横位置Dmy(91)は略「0」である。加えて、補正後相対縦速度Vmx(91)及び補正後相対横速度Vmy(91)は、何れも略「0」である。
DS−ECU20は、他車両92に対しても直線補正処理が実行する。図4から理解されるように、集約物標情報における他車両91の縦位置Dx(92)はDx2であり、横位置Dy(92)はDy2である。一方、他車両92の補正後縦位置Dmx(92)はDmx2であり、補正後横位置Dmy(92)はDmy2である。
更に、DS−ECU20は、物標(n)のそれぞれが、「自車線他車両」、「左車線他車両」及び「右車線他車両」の何れかに該当するか否かを判定する。自車線他車両は、自車線を走行している他車両である。左車線他車両は、自車線の左側に隣接する車線である左車線を走行している他車両である。右車線他車両は、自車線の右側に隣接する車線である右車線を走行している他車両である。
(周辺車両情報取得処理−自車線他車両)
DS−ECU20は、物標(n)が自車線他車両であるか否かを判定するため、物標(n)の自車線平滑後確率POs(n)を所定時間Δtが経過する毎に取得(更新)する。自車線平滑後確率POsが所定の確率閾値Pthよりも大きければ(即ち、POs(n)>Pth)、DS−ECU20は、物標(n)が自車線他車両であると判定する。
自車線平滑後確率POs(n)の取得方法について説明する。DS−ECU20は、所定時間Δtが経過する毎に物標(n)の自車線存在確率POi(n)を取得する「自車線存在確率取得処理」を実行する。DS−ECU20は、自車線存在確率POi(n)の経時的変化を後述する方法により平滑化することによって自車線平滑後確率POs(n)を取得する。
DS−ECU20は、自車線存在確率POi(n)を、図5に示される「車線確率マップ」の縦軸Xと横軸Yとに、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と自車線横位置DOy(n)とをそれぞれ適用することによって取得する。車線確率マップにおいて、概ね、縦軸Xの値の大きさが小さいほど存在確率が高くなり、横軸Yの大きさが小さいほど存在確率が高くなる。車線確率マップは、縦軸Xについて線対称である。車線確率マップは、縦軸Xを自車線の車線中心線CLと一致させ、横軸Yを車線幅方向と一致させ、縦軸Xが0である点を車両10の前端に一致させたマップであって、そのマップ上の各領域における他車両の瞬間的な存在確率を規定したマップである。
図5の車線確率マップに表される縦軸Xと横軸Yとの組合せに対する存在確率の関係は、ルックアップテーブルの形式にてDS−ECU20のROMに記憶されている。なお、DS−ECU20は、この車線確率マップを、取得された実際の車線幅Lwに応じてY軸方向に拡縮して使用する。
適用縦位置Dax(n)は、物標(n)の車両10のX−Y座標系におけるX座標値を車線確率マップのX−Y座標系におけるX座標値へと変換した値である。具体的には、補正後縦位置Dmx(n)が「0」以上の値であれば、DS−ECU20は、適用縦位置Dax(n)を補正後縦位置Dmx(n)と等しい値に設定する(即ち、Dax(n)←Dmx(n))。一方、補正後縦位置Dmx(n)が負の値であり且つその大きさ|Dmx(n)|が車両10の車長(前後方向の長さ)Lc以下であれば、DS−ECU20は、適用縦位置Dax(n)を「0」に設定する(即ち、Dax(n)←0)。
更に、補正後縦位置Dmx(n)が負の値であり且つその大きさ|Dmx(n)|が車長Lcより大きければ、DS−ECU20は、適用縦位置Dax(n)を補正後縦位置Dmx(n)の大きさ|Dmx(n)|から車長Lcを減じた値に設定する(即ち、Dax(n)←−Dmx(n)−Lc)。
次に、自車線横位置DOy(n)の取得方法について説明する。自車線横位置DOy(n)は、自車線の左右方向中心と、直線補正処理によって取得された物標(n)の位置と、の左右方向の差分(符号付き距離)である。
即ち、自車線横位置DOy(n)は、物標(n)の車両10のX−Y座標系におけるY座標値を車線確率マップのX−Y座標系におけるY座標値へと変換した値である。具体的には、DS−ECU20は、自車線横位置DOy(n)を補正後横位置Dmy(n)と自車線偏差Dcとの和として算出する(即ち、DOy(n)←Dmy(n)+Dc)。この結果、物標(n)が自車線の左右方向中心にあれば(即ち、物標(n)が車線中心線CL上にあれば)、自車線横位置DOy(n)は「0」となる。一方、物標(n)が車線中心線CLよりも左側にあれば、自車線横位置DOy(n)は正の値となる。或いは、物標(n)が車線中心線CLよりも右側にあれば、自車線横位置DOy(n)は負の値となる。
上述したように、DS−ECU20は、自車線存在確率POi(n)を取得すると、自車線存在確率POi(n)の経時的な変化を平滑化して自車線平滑後確率POs(n)を取得する。より具体的に述べると、DS−ECU20は、下式(1)によって自車線平滑後確率POs(n)を取得する。下式(1)において、前回自車線平滑後確率POp(n)は、所定時間Δt前に実行された自車線存在確率取得処理において下式(1)により計算された自車線平滑後確率POs(n)である。Wは、所定の重み係数(但し、0<W<1)である。

POs(n)=POp(n)・W+POi(n)・(1−W) ……(1)
(周辺車両情報取得処理−左車線他車両)
DS−ECU20は、物標(n)が左車線他車両であるか否かを判定するため、物標(n)の左車線平滑後確率PLs(n)を所定時間Δtが経過する毎に取得(更新)する。左車線平滑後確率PLs(n)が確率閾値Pthよりも大きければ(即ち、PLs(n)>Pth)、DS−ECU20は、物標(n)が左車線他車両であると判定する。
DS−ECU20は、物標(n)の左車線存在確率PLi(n)を、図5の車線確率マップに物標(n)の適用縦位置Dax(n)及び左車線横位置DLy(n)を適用することによって取得する。左車線存在確率PLi(n)を取得する処理は、「左車線存在確率取得処理」とも称呼される。左車線横位置DLy(n)は、左車線の左右方向中心と、直線補正処理によって取得された物標(n)の位置と、の左右方向の差分(符号付き距離)である。
即ち、左車線横位置DLy(n)は、車線確率マップを物標(n)が左車線に存在する確率を規定するマップ(左車線用マップ)へと変換した場合に、物標(n)の車両10のX−Y座標系におけるY座標値をその変換した左車線用マップのX−Y座標系のY座標値へと変換した値である。具体的には、DS−ECU20は、左車線横位置DLy(n)を、車線幅Lwに「−1」を乗じた値、補正後横位置Dmy(n)及び自車線偏差Dcの和として算出する(即ち、DLy(n)←−Lw+Dmy(n)+Dc)。
この結果、物標(n)が左車線の左右方向中心にあれば、左車線横位置DLy(n)は「0」となる。物標(n)が左車線の左右方向中心よりも左側にあれば、左車線横位置DLy(n)は正の値となる。物標(n)が左車線の左右方向中心よりも右側にあれば、左車線横位置DLy(n)は負の値となる。
DS−ECU20は、下式(2)に従って左車線存在確率PLi(n)を平滑化することにより左車線平滑後確率PLs(n)を取得する。下式(2)において、前回左車線平滑後確率PLp(n)は、所定時間Δt前に実行された左車線存在確率取得処理において下式(2)により計算された左車線平滑後確率PLs(n)である。Wは、所定の重み係数(但し、0<W<1)である。

PLs(n)=PLp(n)・W+PLi(n)・(1−W) ……(2)
(周辺車両情報取得処理−右車線他車両)
DS−ECU20は、物標(n)が右車線他車両であるか否かを判定するため、物標(n)の右車線平滑後確率PRs(n)を所定時間Δtが経過する毎に取得(更新)する。右車線平滑後確率PRs(n)が確率閾値Pthよりも大きければ(即ち、PRs(n)>Pth)、DS−ECU20は、物標(n)が右車線他車両であると判定する。
DS−ECU20は、物標(n)の右車線存在確率PRi(n)を、図5の車線確率マップに物標(n)の適用縦位置Dax(n)及び右車線横位置DRy(n)を適用することによって取得する。右車線存在確率PRi(n)を取得する処理は、「右車線存在確率取得処理」とも称呼される。右車線横位置DRy(n)は、右車線の左右方向中心と、直線補正処理によって取得された物標(n)の位置と、の左右方向の差分(符号付き距離)である。
即ち、右車線横位置DRy(n)は、車線確率マップを物標(n)が右車線に存在する確率を規定するマップ(右車線用マップ)へと変換した場合に、物標(n)の車両10のX−Y座標系におけるY座標値をその変換した右車線用マップのX−Y座標系のY座標値へと変換した値である。具体的には、DS−ECU20は、右車線横位置DRy(n)を、車線幅Lw、補正後横位置Dmy(n)及び自車線偏差Dcの和として算出する(即ち、DRy(n)←Lw+Dmy(n)+Dc)。
この結果、物標(n)が右車線の左右方向中心にあれば、右車線横位置DRy(n)は「0」となる。物標(n)が右車線の左右方向中心よりも左側にあれば、右車線横位置DRy(n)は正の値となる。物標(n)が右車線の左右方向中心よりも右側にあれば、右車線横位置DRy(n)は負の値となる。
DS−ECU20は、下式(3)に従って右車線存在確率PRi(n)を平滑化することにより右車線平滑後確率PRs(n)を取得する。下式(3)において、前回右車線平滑後確率PRp(n)は、所定時間Δt前に実行された右車線存在確率取得処理において下式(3)により計算された右車線平滑後確率PRs(n)である。Wは、所定の重み係数(但し、0<W<1)である。

PRs(n)=PRp(n)・W+PRi(n)・(1−W) ……(3)
(周辺車両情報取得処理−オフセット処理)
ところで、車両10が自車線(元車線)から自車線と隣接する車線(目標車線)へ車線変更する途中で「自車線情報取得処理によって自車線であると認識される車線」が元車線から目標車線へ切り替わる「自車線切替」が発生する。例えば、後述される車線変更支援制御によって自車線(元車線)から目標車線としての左車線へ車線変更するとき(即ち、左方向車線変更を行うとき)、自車線偏差Dcが徐々に増加し、あるタイミングにて車線幅Lwの半分と等しくなる(即ち、Dc=Lw/2)。このとき、車両10の左右方向中心(具体的には、車両10の幾何学的重心P)が自車線(元車線)の左側の区画線上にある。
その後、自車線偏差Dcが車線幅Lwの半分よりも所定量だけ大きい状態が所定時間継続すると、DS−ECU20がそれまで左車線であった車線(この場合、目標車線)を新たな自車線として認識する自車線切替が発生する。なお、前方カメラ41が自車線情報取得処理を実行している場合であっても、自車線切替は同様に発生する。
自車線切替が発生すると、自車線情報取得処理によって取得される自車線偏差Dcは、新たな自車線(目標車線)の左右方向中心と、車両10の走行位置と、の差分となる。換言すれば、左車線への車線変更支援制御の実行時、自車線切替の発生に起因して自車線偏差Dcが値(Lw/2)から値(−Lw/2)へと車線幅Lwだけ減少する。
そこで、目標車線が左車線である場合の車線変更支援制御の実行に伴う自車線切替の発生から車線変更支援制御の完了までの期間(以下、「左車線変更支援後期」と称呼する。)、DS−ECU20は、自車線存在確率取得処理、左車線存在確率取得処理、及び、右車線存在確率取得処理において以下のように作動する。
即ち、DS−ECU20は、左車線変更支援後期の自車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、自車線横位置DOy(n)に車線幅Lwを加えた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより自車線存在確率POi(n)を取得する。
加えて、DS−ECU20は、左車線変更支援後期の左車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、左車線横位置DLy(n)に車線幅Lwを加えた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより左車線存在確率PLi(n)を取得する。
更に、DS−ECU20は、左車線変更支援後期の右車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、右車線横位置DRy(n)に車線幅Lwを加えた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより右車線存在確率PRi(n)を取得する。
即ち、DS−ECU20は、左車線変更支援後期において、図5の車線確率マップに適用する「自車線横位置DOy(n)、左車線横位置DLy(n)及び右車線横位置DRy(n)」のそれぞれを車線幅Lwだけオフセットする。この処理は、「左方向オフセット処理」とも称呼される。
一方、車線変更支援制御によって自車線(元車線)から目標車線としての右車線へ車線変更するとき(即ち、右方向車線変更を行うとき)、自車線偏差Dcが徐々に減少し、あるタイミングにて車線幅Lwに「−1」を乗じた値の半分と等しくなる(即ち、Dc=−Lw/2)。このとき、車両10左右方向中心が自車線(元車線)の右側の区画線上にある。
その後、自車線偏差Dcが車線幅Lwに「−1」を乗じた値の半分よりも所定量だけ小さい状態(即ち、自車線偏差Dcの大きさ|Dc|がLw/2よりも所定量だけ大きい状態)が所定時間継続すると、DS−ECU20がそれまで右車線であった車線(この場合、目標車線)を新たな自車線として認識する「自車線切替」が発生する。この自車線切替も、前方カメラ41が自車線情報取得処理を実行している場合でも同様に発生する。
自車線切替が発生すると、自車線情報取得処理によって取得される自車線偏差Dcは、新たな自車線(目標車線)の左右方向中心と、車両10の走行位置と、の差分となる。換言すれば、右車線への車線変更支援制御の実行時、自車線切替の発生に起因して自車線偏差Dcが値(−Lw/2)から値(Lw/2)へと車線幅Lwだけ増加する。
そこで、目標車線が右車線である場合の車線変更支援制御の実行に伴う自車線切替の発生から車線変更支援制御の完了までの期間(以下、「右車線変更支援後期」と称呼する。)、DS−ECU20は、自車線存在確率取得処理、左車線存在確率取得処理、及び、右車線存在確率取得処理において以下のように作動する。
即ち、DS−ECU20は、右車線変更支援後期の自車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、自車線横位置DOy(n)から車線幅Lw減じた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより自車線存在確率POi(n)を取得する。
加えて、DS−ECU20は、右車線変更支援後期の左車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、左車線横位置DLy(n)から車線幅Lw減じた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより左車線存在確率PLi(n)を取得する。
更に、DS−ECU20は、右車線変更支援後期の右車線存在確率取得処理において、物標(n)の適用縦位置Dax(n)と、右車線横位置DRy(n)から車線幅Lw減じた値と、を図5の車線確率マップに適用することにより右車線存在確率PRi(n)を取得する。
即ち、DS−ECU20は、右車線変更支援後期において、図5の車線確率マップに適用する「自車線横位置DOy(n)、左車線横位置DLy(n)及び右車線横位置DRy(n)」のそれぞれを車線幅Lwだけオフセットする。この処理は、「右方向オフセット処理」とも称呼される。
(追従車間距離制御(ACC))
以下、DS−ECU20が実行する運転支援制御について説明する。運転支援制御の1つである追従車間距離制御は、自車線上の車両10の直前の位置を走行している他車両を追従対象車両として特定し、追従対象車両との車間距離が目標車間距離Dtgtと等しくなるように目標加速度Actgtを設定するとともに、実際の加速度Asを目標加速度Actgtに一致させる制御である。
追従車間距離制御は周知であるので(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。)、以下、簡単に説明する。追従車間距離制御は、「アダプティブ・クルーズ・コントロール(ACC)」とも称呼される。
DS−ECU20は、追従車間距離制御の要求状態がオン状態に設定されていれば、追従車間距離制御を実行する。目標車間距離Dtgtは、「運転者による入出力装置48」に対する操作によって設定(選択)される。
DS−ECU20は、上述した周辺車両情報取得処理によって自車線他車両であると判定された物標(n)のうち、車両10の直前の位置を走行している物標(n)を特定する。車両10の直前の位置を走行している物標(n)の補正後縦位置Dmx(n)が所定の距離閾値Dthよりも小さければ、DS−ECU20は、その物標(n)が追従対象車両であると判定する。DS−ECU20は、追従対象車両と車両10との車間距離が目標車間距離Dtgtと位置するように車両10の目標加速度Actgtを求め、実際の加速度Asが目標加速度Actgtと一致するように、エンジンECU31及びブレーキECU32に要求信号を送信し、加速度Asを制御する。
(車線維持制御(LKA、LTC))
車線維持制御は、車両10が自車線内を走行することを支援するため、車線維持経路Ldを決定し、車両10が車線維持経路Ldに沿って走行するようにトルクTmを制御し、以て、操舵角度θsを制御する制御である。
車線維持制御は周知であるので(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。)、以下、簡単に説明する。車線維持制御は、「レーン・キーピング・アシスト(LKA)」及び「レーン・トレース・コントロール(LTC)」とも称呼される。
DS−ECU20は、追従車間距離制御の実行中であり且つ車線維持制御の要求状態がオン状態であるとき、車線維持制御を実行する。車線維持制御の実行時、DS−ECU20は、自車線の車線中心線CLを車線維持経路Ldとして設定する。従って、車線維持経路Ldの曲率は、車線中心線CLの曲率と一致する。車両10の車線維持経路Ldからの水平方向の偏差は、自車線偏差Dc一致する。車線維持経路Ldと、車両10の進行方向と、のなす角度は、ヨー角θyと一致する。
そこで、DS−ECU20は、下式(4)により、目標舵角θlta*を演算する。ここで、Klta1,Klta2,Klta3,Klta4は制御ゲインである。加えて、積分値ΣDcは、自車線偏差Dcの時間に対する積分値である。

θlta*=Klta1・Cu+Klta2・θy+Klta3・Dc+Klta4・ΣDc
……(4)
DS−ECU20は、実際の操舵角度θsが目標舵角θlta*と一致するようにEPS−ECU33に要求信号を送信する。この結果、駆動回路69を介して電動機71が制御され、実際の操舵角度θsが目標舵角θlta*に一致するように制御される。
(車線変更支援制御(LCS))
車線変更支援制御は、自車線から「自車線に隣接する目標車線(即ち、左車線及び右車線の何れか)」への車線変更を支援するため、自車線から目標車線に至る車線変更経路Ltを後述するように決定し、車両10が車線変更経路Ltに沿って走行するように操舵角度θsを制御する制御である。車線変更支援制御は、「レーン・チェンジ・サポート(LCS)」とも称呼される。
DS−ECU20は、「追従車間距離制御及び車線維持制御の実行中であり、車線変更支援制御の要求状態がオン状態であり、且つ、運転者から車線変更支援の要求があることを含む所定のLCS開始条件」が成立しているとき、車線変更支援制御を車線維持制御に代わり実行(開始)する。LCS開始条件については後述される。
ウインカーレバー52が左方向第1段階位置にある状態が所定の支援要求確定時間Tr(本実施形態において、0.8秒)よりも長く継続すると、DS−ECU20は、左車線を目標車線とする車線変更支援の要求があると判定する。同様に、ウインカーレバー52が右方向第1段階位置にある状態が支援要求確定時間Trよりも長く継続すると、DS−ECU20は、右車線を目標車線とする車線変更支援の要求があると判定する。
車線変更支援制御の開始時、DS−ECU20は、スピーカー49を短時間だけ鳴動させることにより、車線変更支援要求が受諾されたことを運転者に報知する。加えて、DS−ECU20は、左車線を目標車線とする車線変更支援制御の実行時、ウインカーレバー52が中立位置にあっても左方ターンシグナル処理を継続する。一方、DS−ECU20は、右左車線を目標車線とする車線変更支援制御の実行時、ウインカーレバー52が中立位置にあっても右方ターンシグナル処理を継続する。
(車線変更支援制御−車線変更経路の決定)
車線変更経路Ltの決定方法について説明する。車線変更経路Ltは、車線変更の開始時点における車両10の位置から目標車線の左右方向中心位置に至る車両10の目標走行経路である。
DS−ECU20は、車線変更の開始から車線変更の終了までの時間が目標車線変更時間TLとなるように車線変更経路Ltを決定する。目標車線の左右方向中心位置は、「最終目標横位置」とも称呼される。車線変更経路Ltは、元車線の車線中心線CLを基準とした、車線変更支援制御の開始時点からの経過時間tに対する車両10の目標横位置y(t)により表される。
DS−ECU20は、車線変更経路Lt上の目標横位置y(t)を下式(5)に基づいて取得(算出)する。

y(t)=a・t5+b・t4+c・t3+d・t2+e・t+f ……(5)
(5)式における「係数a,b,c,d,e及びf」は、車線変更経路Ltの演算時点における、車両10の走行状態、車線情報、及び、目標車線変更時間TLに基づいて決定される。DS−ECU20は、車両10の走行状態、車線情報、及び、目標車線変更時間TLを予めROMに記憶された車両モデル(ルックアップテーブル)に適用することによって、車線変更経路Ltが滑らかな経路となるように、係数a,b,c,d,e及びfを取得する。
DS−ECU20は、車線変更支援制御の開始時刻からの経過時間tにおける目標横位置(具体的には、元車線の左右方向中心からの左右方向の移動量)を算出する。そして、DS−ECU20は、車両10の水平方向位置が目標横位置と一致するように目標舵角θlca*を演算し、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*と一致するようにEPS−ECU33に要求信号を送信する。この結果、駆動回路69を介して電動機71が制御され、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*に一致するように制御される。
(車線変更支援制御−LCS開始条件)
LCS開始条件は、以下の条件(S1)乃至条件(S6)が全て成立しているときに成立する条件である。
(S1)追従車間距離制御、及び、車線維持制御が実行されている。
(S2)車両10が走行している道路が自動車専用道路である。
(S3)元車線と目標車線との境界を画定する車線区画線(境界車線)の車線種別が破線である。
(S4)車速Vsが所定の速度範囲に含まれている。
(S5)車線変更を実行したときに車両10が目標車線を走行する他車両と衝突しないと判定されている。
(S6)車線変更支援制御の要求状態がオン状態であって車両10の運転者が車線変更支援を要求している。
DS−ECU20は、条件(S2)が成立しているか否かを、現在位置Pnを地図データベース47の記憶された地図情報に適用することによって判定する。加えて、DS−ECU20は、境界車線の車線種別が破線であるか否かを自車線情報取得処理によって取得された車線種別に基づいて判定する。
条件(S5)について、具体的に説明する。条件(S5)が成立しているか否かを判定するため、DS−ECU20は、目標車線前方車両(a)及び目標車線後方車両(b)を特定する。(a)は、目標車線前方車両であると特定された物標(n)の識別子である。(b)は、目標車線後方車両であると特定された物標(n)の識別子である。従って、「a」及び「b」は自然数である。
目標車線前方車両(a)は、目標車線の車両10よりも前方を走行する他車両のうち、車両10に最も近い車両である。DS−ECU20は、補正後縦位置Dmx(n)が正の値であれば、その物標(n)が車両10の前方を走行していると判定する。従って、目標車線前方車両(a)は、目標車線を走行する他車両に係る物標(n)のうち、補正後縦位置Dmx(n)が正の値であり且つ補正後縦位置Dmx(n)が最も小さい物標である。
一方、目標車線後方車両(b)は、目標車線の車両10よりも後方を走行する他車両のうち、車両10に最も近い車両である。DS−ECU20は、補正後縦位置Dmx(n)が「0」又は負の値であれば、その物標(n)が車両10の後方を走行していると判定する。従って、目標車線後方車両(b)は、目標車線を走行する他車両に係る物標(n)のうち、補正後縦位置Dmx(n)が0以下の値であり且つ補正後縦位置Dmx(n)の大きさ|Dmx(n)|が最も小さい物標である。
目標車線前方車両(a)が特定されると、DS−ECU20は、車両10が目標車線前方車両(a)と衝突するまでの時間である前方衝突時間Tcfを算出する。DS−ECU20は、前方衝突時間Tcfを、目標車線前方車両(a)の補正後縦位置Dmx(a)を目標車線前方車両(a)の補正後相対縦速度Vmx(a)によって除して得られる値に「−1」を乗じることで算出する(即ち、Tcf=−Dmx(a)/Vmx(a))。更に、DS−ECU20は、前方衝突時間Tcfが所定の正の衝突時間閾値Tcthよりも大きい或いは負の値であれば(Tcf>Tcth、又は、Tcf<0)、車線変更を実行したときに車両10が目標車線前方車両(a)と衝突しないと判定する。
一方、目標車線後方車両(b)が特定されると、DS−ECU20は、車両10が目標車線後方車両(b)と衝突するまでの時間である後方衝突時間Tcrを算出する。DS−ECU20は、後方衝突時間Tcrを、目標車線後方車両(b)の補正後縦位置Dmx(b)を目標車線後方車両(b)の補正後相対縦速度Vmx(b)によって除することで算出する(即ち、Tcr=Dmx(b)/Vmx(b))。更に、DS−ECU20は、後方衝突時間Tcrが衝突時間閾値Tcthよりも大きい或いは負の値ければ(即ち、Tcr>Tcth、又は、Tcr<0)、車線変更を実行したときに車両10が目標車線後方車両(b)と衝突しないと判定する。
DS−ECU20は、以下の条件(sa)及び条件(sb)が共に成立していれば、条件(S5)が成立していると判定する。
(sa)目標車線前方車両(a)が存在しない、或いは、車両10が目標車線前方車両(a)と衝突しないと判定されている。
(sb)目標車線後方車両(b)が存在しない、或いは、車両10が目標車線後方車両(b)と衝突しないと判定されている。
(車線変更支援制御−LCS完了条件)
DS−ECU20は、車線変更支援制御の実行中、LCS完了条件が成立すると、車線変更支援制御を終了する。LCS完了条件は、車両10が車線変更経路Ltを走行した結果、自車線切替が発生し且つ自車線偏差Dc(この場合、目標車線の左右方向中心と車両10の走行位置との差分)が差分閾値Sthよりも小さくなった場合に成立する条件である。DS−ECU20は、差分閾値Sthを、車線幅Lwの半分(即ち、Lw/2)よりも小さい値であって、且つ、車線幅Lwが大きいほど大きな値に設定する。
DS−ECU20は、車線変更支援制御を終了するとき、車線維持制御を再開すると共に、ターンシグナル処理(即ち、左方ターンシグナル処理及び右方ターンシグナル処理の何れか)を終了する。
(車線変更支援制御−キャンセル条件)
DS−ECU20は、車線変更支援制御の実行中、LCSキャンセル条件が成立すると、目標車線への車線変更を中止して「車両10の現在位置から元車線の左右方向中心に至る車線復帰経路Lr」上を車両10に走行させる車線変更キャンセル処理を実行する。
LCSキャンセル条件は、車両10が目標車線を走行する他車両と衝突する可能性が高い場合に成立する条件である。より具体的に述べると、DS−ECU20は、車線変更支援制御の実行中も目標車線前方車両(a)及び目標車線後方車両(b)を特定する処理を所定時間が経過する毎に実行するする。DS−ECU20は、以下の条件(ca)及び条件(cb)の少なくとも一方が成立していれば、LCSキャンセル条件が成立していると判定する。
(ca)目標車線前方車両(a)に係る前方衝突時間Tcfが「0」以上且つ衝突時間閾値Tcth以下である(即ち、0≦Tcf≦Tcth)。
(cb)目標車線後方車両(b)に係る後方衝突時間Tcrが「0」以上且つ衝突時間閾値Tcth以下である(即ち、0≦Tcr≦Tcth)。
車線変更キャンセル処理の開始時、DS−ECU20は、車線変更支援制御の開始時における車線変更経路Ltを取得するための処理と同様の処理を実行することによって車線復帰経路Lrを決定する。車線復帰経路Lrの最終目標横位置は、元車線の左右方向中心である。
車線変更キャンセル処理の実行中、DS−ECU20は、車線変更キャンセル処理の開始時刻からの経過時間tにおける目標横位置(具体的には、車線変更キャンセル処理の開始時点からの左右方向の移動量)を算出する。そして、DS−ECU20は、車両10の水平方向位置が目標横位置と一致するように目標舵角θlca*を演算し、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*と一致するようにEPS−ECU33に要求信号を送信する。この結果、駆動回路69を介して電動機71が制御され、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*に一致するように制御される。
車線変更キャンセル処理が実行される例を、図6を参照しながら説明する。図6は、車両10が片側4車線である自動車専用道路の直線区間を走行している様子を表した模式図である。この時点において、車線La1は左車線である。車線La2は自車線である。車線La3は右車線である。車線La4は右車線の右側に隣接する車線である。
破線L4は、車線La2の左右方向中心を表している。破線L5は、車線La3の左右方向中心を表している。車両10が車線La2を走行しているときに自車線情報取得処理によって取得される車線幅Lwと車両10が車線La3を走行しているときに自車線情報取得処理によって取得される車線幅Lwとは、互いに等しい。従って、破線L4と破線L5の左右方向の距離はLwである。
仮に、車線変更キャンセル処理が実行されなければ、図6の例において、車両10が位置10aにある時点から車線変更支援制御を開始し、実線矢印Ar1により表された車線変更経路Ltを走行する。即ち、車両10は、位置10b、及び、位置10cを経て位置10dに至る。車両10が位置10dに接近して自車線偏差Dcが差分閾値Sthよりも小さくなると、DS−ECU20は、車線変更支援制御を終了する。本例において、車線La2が元車線であり、車線La3が目標車線である。
一方、車線変更支援制御の実行中であって車両10が位置10cにあるとき、位置93aにあった他車両93が破線矢印Ar2により表された経路を走行して車線La4から車線La3に流入して位置93bに到達すると、DS−ECU20は、位置93bにある他車両93を目標車線後方車両として特定する。この例において、この時点における他車両93に係る後方衝突時間Tcrが正の値であって衝突時間閾値Tcthよりも小さい。従って、LCSキャンセル条件が成立し、その結果、DS−ECU20は、車線変更キャンセル処理を開始する。
車線変更キャンセル処理の結果、車両10は、破線矢印Ar3により表された車線復帰経路Lrを走行して位置10eの位置に至る。この場合、車両10が位置10eに到達したとき、DS−ECU20は、車線変更支援制御を終了する。
(車線変更支援制御−オフセット処理が実行される場合、及び、実行されない場合)
ここで、上述したオフセット処理(左方向オフセット処理、及び、右方向オフセット処理)について図6に示した例を用いて考察する。図6の例において、車線変更支援制御の実行中、車両10が位置10bにあるとき、自車線切替が発生する。
その後、車両10が位置10cに到達したとき、位置93bにある他車両93との左右方向の距離の大きさはDy3である。他車両93は車両10よりも右側にあるので、周辺車両情報取得処理によって取得される補正後横位置Dmy(93)は、−Dy3である(集約物標情報における他車両93の識別子を「93」とする。)。
このとき、自車線切替が発生した後であるので、自車線情報取得処理によって車線La3が自車線であると認識される。加えて、位置10cにある車両10と、車線La3の左右方向中心(即ち、破線L5)と、の距離の大きさはDy4である。そのため、周辺車両情報取得処理によって取得される自車線偏差Dcは、Dy4である。
仮に、右方向オフセット処理が実行されなければ、右車線横位置DRy(93)は、前述したように、下式により算出される。

DRy(93)=Lw+Dmy(93)+Dc=Lw−Dy3+Dy4
従って、距離(長さ)Dy3から距離(長さ)Dy4を減じて得られる距離(Dy4−Dy3)をDy5(図6を参照)と置くと、右車線横位置DRy(93)は値(Lw−Dy5)となる。更に、車線幅Lwから距離(長さ)Dy5を減じて得られる距離(Lw−Dy5)をDy6(図6を参照)とすると、この場合、右車線横位置DRy(93)は、Dy6となる。
距離Dy6は車線幅Lwの半分(即ち、Lw/2)よりも大きいので、右車線存在確率取得処理によって取得される右車線存在確率PRi(93)は低くなる。その結果、右車線平滑後確率PRs(93)が確率閾値Pthよりも小さくなり、以て、DS−ECU20は、他車両93を右車線他車両であると判定しない。
そのため、この場合(即ち、右方法オフセット処理が実行されないと仮定した場合)、車線変更キャンセル処理が実行されず、その結果、DS−ECU20は、車両10が他車両93と衝突する可能性が高いにも拘わらず車線La3への車線変更支援制御を継続する。
これに対し、右車線存在確率取得処理に際して右方向オフセット処理が実行されていれば、図5の車線確率マップに適用される横軸の値である右車線横位置DRy(93)は、前述したように、下式により算出される。

DRy(93)=(Lw+Dmy(93)+Dc)−Lw=−Dy3+Dy4

ここで、距離(長さ)Dy3から距離(長さ)Dy4を減じて得られる距離をDy5(図6を参照)とすると、この場合、右車線横位置DRy(93)は、−Dy5となる。
このように算出される右車線横位置DRy(93)(=−Dy5)の大きさは、車線幅Lwの半分(即ち、Lw/2)も小さい値(比較的小さい値)であるので、他車両93の右車線存在確率PRi(93)は高くなる。その結果、右車線平滑後確率PRs(93)が確率閾値Pthよりも大きくなり、以て、DS−ECU20は、他車両93が目標車線(この場合、右車線)を走行している右車線他車両であると判定する。
そのため、DS−ECU20は、他車両93を目標車線後方車両として特定する。更に、DS−ECU20は、位置93bにある他車両93に係る後方衝突時間Tcrが正の値であって衝突時間閾値Tcth以下であるため、LCSキャンセル条件が成立していると判定する。この結果、DS−ECU20は、車線変更キャンセル処理を行なうので、車両10を元車線に戻すことができ、車両10が他車両93と極めて接近することを回避することができる。
(具体的作動)
次に、DS−ECU20の具体的作動について説明する。DS−ECU20のCPU(以下、単に「CPU」とも称呼される。)は、所定時間Δtが経過する毎に図7にフローチャートにより表された「他車両情報取得処理ルーチン」を実行する。他車両情報取得処理ルーチンは、周辺車両情報取得処理の一部として実行される。加えて、CPUは、車線変更支援制御が実行されていないとき、所定の時間が経過する毎に図8にフローチャートにより表された「車線変更支援制御ルーチン」を実行する。
先ず、他車両情報取得処理ルーチンについて説明する。適当なタイミングとなると、CPUは、図7のステップ700から処理を開始し、ステップ702に進み、追従車間距離制御の要求状態がオン状態であるか否かを判定する。追従車間距離制御の要求状態がオフ状態であれば、CPUは、ステップ702にて「No」と判定してステップ795に進み、本ルーチンを終了する。
一方、追従車間距離制御の要求状態がオン状態であれば、CPUは、ステップ702にて「Yes」と判定してステップ705に進み、自車線切替フラグXskの値が「1」であるか否かを判定する。
自車線切替フラグXskは、車線変更支援制御の実行中に上述した自車線切替が発生したときに図8の車線変更支援制御ルーチンによって「1」に設定される。自車線切替フラグXskは、DS−ECU20の起動時(即ち、車両10の図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置へと変更されたとき)にCPUが実行するイニシャルルーチン(不図示)において「0」に設定される。
自車線切替フラグXskの値が「0」であれば、CPUは、ステップ705にて「No」と判定してステップ710に進み、オフセット値Voの値を「0」に設定する。次いで、CPUは、ステップ725に進む。
一方、自車線切替フラグXskの値が「1」であれば、CPUは、ステップ705にて「Yes」と判定してステップ715に進み、車線変更支援制御によって車両10が左車線への車線変更を行っているか否かを判定する。車両10が左車線への車線変更を行っていれば、CPUは、ステップ715にて「Yes」と判定してステップ717に進み、オフセット値Voの値を車線幅Lwに設定する。次いで、CPUは、ステップ725に進む。
或いは、車両10が右車線への車線変更を行っていれば、CPUは、ステップ715にて「No」と判定してステップ720に進み、オフセット値Voの値に「−1」を乗じた値(即ち、−Lw)に設定する。次いで、CPUは、ステップ725に進む。
CPUは、ステップ725に進むと以下に説明するステップ725乃至ステップ755の処理を順に実行し、ステップ760に進む。
ステップ725:CPUは、補正後物標情報に含まれる物標(n)の1つを選択し、その物標(n)の適用縦位置Dax(n)を、上述したように補正後縦位置Dmx(n)に基づいて取得する。
ステップ727:CPUは、物標(n)の自車線横位置DOy(n)を、補正後横位置Dmy(n)、自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として取得する(即ち、DOy(n)←Dmy(n)+Dc+Vo)。
ステップ730:CPUは、自車線存在確率POi(n)を、図5の車線確率マップに、物標(n)の適用縦位置Dax(n)及び自車線横位置DOy(n)を適用することによって取得する。従って、オフセット値Voが車線幅Lwに設定されていれば、左方向オフセット処理が実行される。一方、オフセット値Voが車線幅Lwに「−1」を乗じた値(即ち、−Lw)が設定されていれば、右方向オフセット処理が実行される。
ステップ732:CPUは、上記式(1)に基づいて自車線平滑後確率POs(n)を算出する。なお、上記式(1)における前回自車線平滑後確率POp(n)は、所定時間Δtだけ以前に本ルーチンが実行されたときに後述するステップ787にて設定されている値である。前回自車線平滑後確率POp(n)は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。
ステップ735:CPUは、物標(n)の左車線横位置DLy(n)を、車線幅Lwに「−1」を乗じた値、補正後横位置Dmy(n)及び自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として算出する(即ち、DLy(n)←−Lw+Dmy(n)+Dc+Vo)。
ステップ740:CPUは、左車線存在確率PLi(n)を図5の車線確率マップに、物標(n)の適用縦位置Dax(n)及び左車線横位置DLy(n)を適用することによって取得する。従って、オフセット値Voが車線幅Lwに設定されていれば、左方向オフセット処理が実行される。一方、オフセット値Voが車線幅Lwに「−1」を乗じた値(即ち、−Lw)が設定されていれば、右方向オフセット処理が実行される。
ステップ742:CPUは、上記式(2)に基づいて左車線平滑後確率PLs(n)を算出する。なお、上記式(2)における前回左車線平滑後確率PLp(n)は、所定時間Δtだけ以前に本ルーチンが実行されたときに後述するステップ787にて設定されている値である。前回左車線平滑後確率PLp(n)は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。
ステップ745:CPUは、物標(n)の右車線横位置DRy(n)を、車線幅Lw、補正後横位置Dmy(n)、自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として算出する(即ち、DRy(n)←Lw+Dmy(n)+Dc+Vo)。
ステップ750:CPUは、右車線存在確率PRi(n)を図5の車線確率マップに、物標(n)の適用縦位置Dax(n)及び右車線横位置DRy(n)を適用することによって取得する。従って、オフセット値Voが車線幅Lwに設定されていれば、左方向オフセット処理が実行される。一方、オフセット値Voが車線幅Lwに「−1」を乗じた値(即ち、−Lw)が設定されていれば、右方向オフセット処理が実行される。
ステップ755:CPUは、上記式(3)に基づいて右車線平滑後確率PRs(n)を算出する。なお、上記式(3)における前回右車線平滑後確率PRp(n)は、所定時間Δtだけ以前に本ルーチンが実行されたときに後述するステップ787にて設定されている値である。前回右車線平滑後確率PRp(n)は、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。
ステップ760にてCPUは、自車線平滑後確率POs(n)が確率閾値Pthよりも大きいか否かを判定する。自車線平滑後確率POs(n)が確率閾値Pthよりも大きければ、CPUは、ステップ760にて「Yes」と判定してステップ765に進み、物標(n)が自車線他車両であると判定する。次いで、CPUは、ステップ787へ進む。
一方、自車線平滑後確率POs(n)が確率閾値Pth以下であれば、CPUは、ステップ760にて「No」と判定してステップ770へ進み、左車線平滑後確率PLs(n)が確率閾値Pthよりも大きいか否かを判定する。左車線平滑後確率PLs(n)が確率閾値Pthよりも大きければ、CPUは、ステップ770にて「Yes」と判定してステップ775に進み、物標(n)が左車線他車両であると判定する。次いで、CPUは、ステップ787へ進む。
左車線平滑後確率PLs(n)が確率閾値Pth以下であれば、CPUは、ステップ770にて「No」と判定してステップ780へ進み、右車線平滑後確率PRs(n)が確率閾値Pthよりも大きいか否かを判定する。右車線平滑後確率PRs(n)が確率閾値Pthよりも大きければ、CPUは、ステップ780にて「Yes」と判定してステップ785に進み、物標(n)が右車線他車両であると判定する。次いで、CPUは、ステップ787へ進む。
一方、右車線平滑後確率PRs(n)が確率閾値Pth以下であれば、CPUは、ステップ780にて「No」と判定してステップ787に進む。
ステップ787にてCPUは、自車線平滑後確率POs(n)を、本ルーチンが次回実行されたときにステップ732にて参照される前回自車線平滑後確率POp(n)としてDS−ECU20のRAMに記憶する。加えて、CPUは、左車線平滑後確率PLs(n)を、本ルーチンが次回実行されたときにステップ742にて参照される前回左車線平滑後確率PLp(n)としてRAMに記憶する。更に、CPUは、右車線平滑後確率PRs(n)を、本ルーチンが次回実行されたときにステップ755にて参照される前回右車線平滑後確率PRp(n)としてRAMに記憶する。
次いで、CPUは、ステップ790に進み、上述した処理(即ち、物標(n)が自車線他車両、左車線他車両、及び、右車線他車両の何れかに該当するか否かを判定する処理)が、補正後物標情報に含まれる全ての物標(n)に対して行われたか否かを判定する。上述した処理が補正後物標情報に含まれる全ての物標(n)に対して行われていれば、CPUは、ステップ790にて「Yes」と判定してステップ795に進む。
一方、上述した処理が補正後物標情報に含まれる全ての物標(n)に対して行われていなければ(即ち、上述した処理が実行されていない物標(n)が存在していれば)、CPUは、ステップ790にて「No」と判定してステップ725に進む。
次に、車線変更支援制御ルーチンについて説明する。適当なタイミングとなると、CPUは、図8のステップ800から処理を開始し、ステップ805に進み、LCS開始条件が成立しているか否かを判定する。
上述したLCS開始条件が成立していなければ(即ち、換言すれば、条件(S1)乃至条件(S6)の一部又は全部が成立していなければ)、CPUは、ステップ805にて「No」と判定してステップ805に進む。
一方、LCS開始条件が成立していれば(即ち、条件(S1)乃至条件(S6)が全て成立していれば)、CPUは、ステップ805にて「Yes」と判定してステップ810に進み、上述した処理に基づいて車線変更経路Ltを取得(決定)する。
次いで、CPUは、ステップ815に進み、車両10が車線変更経路Ltに沿って走行するように目標舵角θlca*を決定し、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*と一致するようにEPS−ECU33に要求信号を送信する。その結果、EPS−ECU33は図示しないルーチンを実行し、以て、操舵角度θsが制御される。
次いで、CPUは、ステップ820に進み、自車線切替フラグXskの値が「0」であるか否かを判定する。
LCS開始条件が成立した直後においては自車線切替は発生していないので、自車線切替フラグXskの値は「0」である。よって、CPUは、ステップ820にて「Yes」と判定してステップ825に進み、自車線切替が発生しているか否かを判定する。具体的には、自車線情報取得処理によって最後に取得された自車線偏差Dcの符号が、本ステップ(即ち、ステップ825)が前回実行されたときに取得された自車線偏差Dc(以下、「前回自車線偏差Dcp」と称呼される)の符号と異なっているか否かを判定する。
この段階では、自車線切替が発生していないので、自車線偏差Dcの符号と前回自車線偏差Dcpの符号とが互いに等しい(即ち、Dc・Dcp>0である。)。従って、CPUは、ステップ825にて「No」と判定してステップ835に進む。
ステップ835にてCPUは、上述したLCSキャンセル条件が成立していないか否かを判定する。LCSキャンセル条件が成立していない場合、CPUは、ステップ835にて「Yes」と判定してステップ840に進み、上述したLCS完了条件が成立しているか否かを判定する。
この段階では自車線切替が発生していないので、LCS完了条件が成立していない。そのため、CPUは、ステップ840にて「No」と判定してステップ815に進む。
その後、LCSキャンセル条件が成立しない状態が継続すると、自車線切替が発生する。この場合、自車線偏差Dcの符号と前回自車線偏差Dcpの符号とが互いに異なる(即ち、Dc・Dcp<0である。)。従って、CPUは、ステップ825に進んだとき、ステップ825にて「Yes」と判定してステップ830に進み、自車線切替フラグXskの値を「1」に設定する。その後、CPUは、ステップ835にて「Yes」と判定し、ステップ840にて「No」と判定してステップ815に戻る。このとき、自車線切替フラグXskの値は「1」であるから、CPUは、次のステップ820にて「No」と判定してステップ835に進む。
更に、LCSキャンセル条件が成立しない状態が継続すると、LCS完了条件が成立する。この場合、CPUは、ステップ840に進んだとき、ステップ840にて「Yes」と判定してステップ845に進む。ステップ845にてCPUは、自車線切替フラグXskの値を「0」に設定する。
次いで、CPUは、ステップ850に進み、車線変更支援制御を終了する。具体的には、CPUは、追従車間距離制御、及び、車線維持制御を再開する。次いで、CPUは、ステップ895に進み、本ルーチンを終了する。
一方、LCS開始条件が成立してからLCS完了条件が成立するまでの間にLCSキャンセル条件が成立すると、CPUは、ステップ835に進んだとき、そのステップ835にて「No」と判定してステップ850に進む。ステップ850にてCPUは、スピーカー49に警告音を再生させることにより、目標車線への車線変更を中止し、元車線へ復帰することを報知する。次いで、CPUは、ステップ855に進み、車両10の現在位置から元車線の左右方向中心に至る車線復帰経路Lrを決定する。
次いで、CPUは、ステップ860に進み、車両10が車線復帰経路Lrに沿って走行するように目標舵角θlca*を決定し、実際の操舵角度θsが目標舵角θlca*と一致するようにEPS−ECU33に要求信号を送信する。その結果、EPS−ECU33は図示しないルーチンを実行し、以て、操舵角度θsが制御される。
次いで、CPUは、ステップ865に進み、LCS復帰条件が成立しているか否かを判定する。LCS復帰条件は、車両10が車線復帰経路Lrを走行した結果、車両10が元車線の左右方向中心に到達した場合に成立する条件である。
LCS復帰条件が成立していなければ、CPUは、ステップ865にて「No」と判定してステップ860に進む。一方、LCS復帰条件が成立していれば、CPUは、ステップ865にて「Yes」と判定してステップ845以降に進む。
以上、説明したように、本支援装置は、車線変更支援制御の実行中に自車線切替が発生すると、オフセット処理(左方向オフセット処理及び右左方向オフセット処理の何れか)を実行する。そのため、本支援装置によれば、自車線切替の発生後であっても、目標車線を走行する他車両をミリ波レーダ42によって検出された物標の中から正しく抽出したうえで車線変更の可否を判定することができる。加えて、本支援装置によれば、車線変更支援制御の実行中に自車線切替が発生したか否かを、自車線偏差Dcの符号と前回自車線偏差Dcpの符号とに基づいて簡易な処理により判定することができる。更に、本支援装置によれば、車線確率マップに基づいて取得された自車線存在確率POi(n)、左車線存在確率PLi(n)及び右車線存在確率PRi(n)を利用することによって、簡易な処理によって物標(n)が自車線他車両、左車線他車両及び右車線他車両の何れに該当するか否を簡易な処理によって判定することができる。
以上、本発明に係る運転支援装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態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、本実施形態に係るDS−ECU20は、ミリ波レーダ42から物標情報を取得していた。しかし、DS−ECU20は、これとは異なる方法によって物標情報を取得しても良い。例えば、DS−ECU20は、車両10が備えるレーザーレーダから物標情報を取得しても良い。
加えて、本実施形態に係るDS−ECU20は、所定の条件の成立時、左車線への車線変更支援制御、及び、右車線への車線変更支援制御を実行していた。しかし、DS−ECU20は左車線への車線変更支援制御のみを実行しても良い。或いは、DS−ECU20は右車線への車線変更支援制御のみを実行しても良い。
加えて、本実施形態に係るDS−ECU20は、直線補正処理を実行して補正後物標情報を取得していた。しかし、直線補正処理は割愛されても良い。例えば、この場合、DS−ECU20は、図7のステップ727にて自車線横位置DOy(n)を、横位置Dy(n)、自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として取得しても良い(即ち、DOy(n)←Dy(n)+Dc+Vo)。同様に、DS−ECU20は、ステップ735にて左車線横位置DLy(n)を、車線幅Lwに「−1」を乗じた値、横位置Dy(n)及び自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として算出しても良い(即ち、DLy(n)←−Lw+Dy(n)+Dc+Vo)。更に、DS−ECU20は、ステップ745にて右車線横位置DRy(n)を、車線幅Lw、横位置Dy(n)、自車線偏差Dc及びオフセット値Voの和として算出しても良い(即ち、DRy(n)←Lw+Dy(n)+Dc+Vo)。
加えて、本実施形態に係るDS−ECU20は、上記式(1)、式(2)及び式(3)に基づいて、自車線平滑後確率POs(n)、左車線平滑後確率PLs(n)及び右車線平滑後確率PRs(n)を算出していた。しかし、DS−ECU20は、これとは異なる方法によって自車線平滑後確率POs(n)、左車線平滑後確率PLs(n)及び右車線平滑後確率PRs(n)を取得しても良い。例えば、DS−ECU20は、直近に実行された所定回数分の自車線存在確率取得処理のそれぞれによって取得された自車線存在確率POi(n)の平均値を自車線平滑後確率POs(n)として取得しても良い。同様に、DS−ECU20は、直近に実行された所定回数分の左車線存在確率取得処理のそれぞれによって取得された左車線存在確率PLi(n)の平均値を左車線平滑後確率PLs(n)として取得しても良い。更に、DS−ECU20は、直近に実行された所定回数分の右車線存在確率取得処理のそれぞれによって取得された右車線存在確率PRi(n)の平均値を右車線平滑後確率PRs(n)として取得しても良い。
加えて、本実施形態に係るDS−ECU20は、上記式(1)、式(2)及び式(3)に基づいて、自車線平滑後確率POs(n)、左車線平滑後確率PLs(n)及び右車線平滑後確率PRs(n)を取得していた。しかし、これらの処理は割愛されても良い。この場合、例えば、DS−ECU20は、自車線存在確率POi(n)が確率閾値Pthよりも高ければ、物標(n)が自車線他車両であると判定しても良い。同様に、DS−ECU20は、左車線存在確率PLi(n)が確率閾値Pthよりも高ければ、物標(n)が左車線他車両であると判定しても良い。更に、DS−ECU20は、右車線存在確率PRi(n)が確率閾値Pthよりも高ければ、物標(n)が右車線他車両であると判定しても良い。
加えて、本実施形態に係るDS−ECU20は、前方衝突時間Tcf及び後方衝突時間Tcrに基づいて目標車線を走行する他車両と衝突しないか否かを判定していた。しかし、DS−ECU20は、これとは異なる方法によって目標車線を走行する他車両と衝突しないか否かを判定しても良い。例えば、DS−ECU20は、車線変更支援制御の実行中における目標車線前方車両(a)との縦方向の距離の大きさの最小値(推定値)が所定値よりも大きく、且つ、車線変更支援制御の実行中における目標車線後方車両(b)との縦方向の距離の大きさの最小値(推定値)が所定値よりも大きいとき、目標車線を走行する他車両と衝突しないと判定しても良い。
加えて、本実施形態に係る車線確率マップは、図5に示される2次元マップであった。しかし、車線確率マップは、車速Vsに応じて変化しても良い。例えば、車線確率マップは、車速Vsが大きくなるほど縦軸方向に伸びるように修正された上で使用されても良い。
10…車両、20…運転支援ECU、41…前方カメラ、42…ミリ波レーダ、42a…前方中央レーダ、42b…前方左方レーダ、42c…前方右方レーダ、42d…後方左方レーダ、42e…後方右方レーダ、48…入出力装置、51…操舵ハンドル、51a…ステアリングコラム、52…ウインカーレバー、93…他車両。

Claims (3)

  1. 自車両が走行している車線である自車線の左右方向の長さである自車線幅、及び、前記自車両の前記自車線の左右方向中心からの離間量である自車線偏差を取得する車線認識部と、
    前記自車両の周辺にある物標を検出し、当該物標の前記自車両に対する左右方向の位置である物標横位置を取得する物標取得部と、
    車線変更の開始時点における前記自車線である元車線から当該元車線に隣接する車線である目標車線への当該車線変更を行った場合に前記検出された物標の中から前記物標横位置と前記自車線偏差とに基づいて抽出した前記目標車線を走行している他車両である目標車線他車両と衝突しないと判定したとき、前記自車両が備える転舵輪の転舵角度を制御することによって前記車線変更を支援する車線変更支援制御を実行する制御実行部と、
    を備える運転支援装置において、
    前記制御実行部は、
    前記車線変更支援制御の実行中に、前記車線認識部によって取得される前記自車線偏差が、前記自車両の前記元車線の左右方向中心からの離間量から、前記自車両の前記目標車線の左右方向中心からの離間量へ、切り替わる自車線切替の発生に起因して前記自車線偏差が前記自車線幅だけ増加したとき、前記物標横位置と当該自車線偏差から前記自車線幅を減じた値とに基づいて前記目標車線他車両を抽出する処理、及び、前記自車線切替の発生に起因して前記自車線偏差が前記自車線幅だけ減少したとき、前記物標横位置と当該自車線偏差に前記自車線幅を加えた値とに基づいて前記目標車線他車両を抽出する処理、の少なくとも一方を実行する、
    ように構成された運転支援装置。
  2. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記車線認識部は、
    前記自車線偏差の絶対値が前記自車両の前記自車線の左右方向中心からの左右方向の距離を表し、且つ、前記自車線偏差の符号が前記自車両が前記自車線に対して左右何れの方向にあるかを表すように前記自車線偏差を取得し、
    前記制御実行部は、
    前記車線変更の実行中に前記自車線偏差の符号が反転すると、前記自車線切替が発生したと判定する、
    ように構成された運転支援装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の運転支援装置において、
    前記制御実行部は、
    前記検出された物標から前記目標車線他車両を抽出するとき、
    前記検出された物標の前記目標車線の左右方向中心からの離間量に応じて決定される当該物標が前記目標車線他車両に該当する確率に基づいて当該物標が前記目標車線他車両に該当するか否かを判定する、
    ように構成された運転支援装置。

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