JP3183501B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

車両用走行制御装置

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JP3183501B2 JP18149897A JP18149897A JP3183501B2 JP 3183501 B2 JP3183501 B2 JP 3183501B2 JP 18149897 A JP18149897 A JP 18149897A JP 18149897 A JP18149897 A JP 18149897A JP 3183501 B2 JP3183501 B2 JP 3183501B2
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車に追従して
自車を走行させる車両用走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用走行制御装置の一例として、特開
平6−144076号公報には、先行車との車間距離に
基づいて自車速を制御し、先行車に追従走行する車両用
走行制御装置が開示されている。この車両用走行制御装
置は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段
と、自車の操舵角を検出する操舵角検出手段と、自車の
車速を検出する車速検出手段と、前記操舵角と前記車速
に基づいて自車が走行中の走行路のカーブ半径を算出す
るカーブ半径算出手段と、算出された前記カーブ半径と
前記車間距離に基づいて先行車が自車線上を走行してい
る確率を評価する評価手段と、前記評価に基づいてスロ
ットルまたはブレーキ制御する制御手段と、を備える。
【0003】この車両用走行制御装置は、自車の操舵角
と車速とから自車が走行中のカーブ半径を算出し、カー
ブ半径と検出された先行車との車間距離に基づいて先行
車が自車線上に位置するか否かを評価するものである。
この車両用走行制御装置は、誤検出の可能性がカーブ半
径と検出車間距離に依存するという知見に基づき誤検出
の可能性を量的に評価し、スロットルまたはブレーキ制
御の制御ゲインをこの誤検出の可能性、即ち検出先行車
が自車線上に位置する確率に応じて調整し、先行車への
追従特性を適宜変化させる。これにより、例えば誤検出
の可能性が高い先行車に対しては追従時の制御ゲインが
低く設定されるので、隣接車線の先行車の影響を除去す
ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平6−144
076号公報には、自車が車線変更した場合についての
記載がない。従来の車両用走行制御装置では、運転手が
車線変更のために右ハンドル操作を行うと、自車の右前
方の車両を追従用の先行車として決定するが、左ハンド
ル操作を行って進行方向を走行車線に沿った方向とする
と、元の走行車線の車両を先行車として誤って決定する
おそれがある。逆に、運転手が車線変更のために左ハン
ドル操作を行うと、自車の左前方の車両を追従用の先行
車として決定するが、右ハンドル操作を行って進行方向
を走行車線に沿った方向とすると、元の走行車線の車両
を追従用の先行車として誤って決定するおそれがある。
【0005】この問題点を、図6と図7を用いて説明す
る。図6は、車線変更における前走車と自車の位置関係
を示す説明図である。自車Zが先行車Pに追従走行して
いる状態(図6(A)参照)から、自車Zが車線変更を
行い(図6(B)参照)、車線変更後の自車線の先行車
Qに追従走行する(図6(C)参照)場合を想定する。
図7は、車線変更時の操舵角の推移を例示する説明図で
あり、操舵角の+方向は左方向のハンドル操作に対応
し、操舵角の−方向は右方向のハンドル操作に対応す
る。なお、ヨーレートの推移も同様に表わされる。図7
中のa〜eでの操舵角は、各々図6(B)の車線変更中
におけるa〜e付近の操舵角に対応している。
【0006】車線変更を検出せずに自車Zのヨーレート
又は操舵角に基づいて先行車を決定すると、車線変更時
のd付近でのハンドル切戻しによって先行車を誤って決
定するおそれがある。即ち、自車Zの車線変更中に、先
行車としてのロックオンが一旦解除された前走車Pが、
車線変更の終了間際のハンドル切戻し(d付近)におい
て、再度先行車として誤って決定されるおそれがある。
すると、車線変更が完全に終了するまで、前走車Qを先
行車として正確に決定することができないので、車線変
更時の先行車のロックオン解除や先行車の切換え処理
(P→Qの切換え処理)に要する時間が、運転手にとっ
て長く感じられ、車線変更が円滑に行われていないと感
じる場合が生じ得る。
【0007】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は、車線変更に際して、追従
走行するための先行車の決定を正確に行うことにある。
また、車線変更の際に、車線変更後の自車線に隣接する
車線において斜め前方に走行する車両を、先行車として
決定することを防止することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る車両用走行
制御装置は、上記の目的を達成するため、次にように構
成される。 請求項1に係る本発明の車両用走行制御装置
は、自車前方の車両を追従先行車として用いて自車の追
従走行を制御する車両用走行制御装置であり、自車と自
車前方の車両との距離又は相対速度を検出して検出情報
を出力するレーダ装置と、自車が走行する車線の変更を
検出して車線変更信号を出力する車線変更検出器と、以
下の特徴的な走行制御を行う演算器と備えるように構成
されている。 上記演算器は、自車の現在走行中の車線で
の走行状態から自車走行軌跡を推定し、自車走行軌跡と
レーダ装置から出力される検出情報とに基づいて追従先
行車を決定すると共に、車線変更検出器から車線変更信
号が出力されるとき、車線変更信号に基づいて自車が車
線変更を開始した時刻に座標上に推定した車線変更前の
自車走行軌跡を座標上で車線変更した方向に車線幅の分
だけ移動させて座標上における車線変更後の新たな自車
走行軌跡とし、新たな自車走行軌跡上における車両を新
たな追従先行車として決定する。
【0009】車線変更を検出せずに自車のヨーレート又
は操舵角に基づいて先行車を決定すると、車線変更時の
ハンドル切戻しによって先行車を誤って決定するおそれ
がある。しかし、自車の車線変更を検出して車線変更信
号を出力する車線変更検出器を備えることで、車線変更
時のハンドル切戻しによって先行車を誤って決定するこ
とを防止することができる。また、車線変更信号に基づ
いて演算器は車線変更前に推定された自車走行軌跡(又
は自車線)を車線幅の分だけ移動させることで、車線変
更後の自車走行軌跡を得ることができ、車線変更の検出
前後で自車走行軌跡を明確に区別することができる。
らに、レーダ装置からの検出情報により、演算器は、車
線変更後の自車走行軌跡の上に位置する先行車両を高い
精度で認識することができる。これにより、車線変更後
はその先行車に追従する追従走行を継続することができ
る。
【0010】請求項2に係る本発明の車両用走行制御装
置は、自車前方の車両を追従先行車として用いて自車の
追従走行を制御する車両用走行制御装置であり、自車と
自車前方の車両との距離又は相対速度を検出して検出情
報を出力するレーダ装置と、自車が走行する車線の変更
を検出して車線変更信号を出力する車線変更検出器と、
以下の特徴的な走行制御を行う演算器を備える。 上記演
算器は、自車の現在走行中の車線での走行状態から自車
走行軌跡を推定し、自車走行軌跡とレーダ装置から出力
される検出情報とに基づいて追従先行車を決定すると共
に、車線変更検出器からの車線変更信号に基づいて車線
変更前の追従先行車に追従して走行することを中止又は
一時中断させ、車線変更後に追従制御再開のためのスイ
ッチ操作があったとき、現に自車の前方を走行する新た
な先行車に追従する制御を再開する。
【0011】車線変更の場合に追従走行を中止または一
時中断することで、車線変更の際に、車線変更後の自車
走行軌跡(又は自車線)に隣接する車線において斜め前
方に走行する車両を、先行車として決定することを防止
することができる。
【0012】請求項3に係る本発明の車両用走行制御装
置は、上記の構成において、演算器が、車線変更信号に
基づいて車線変更後に定められた新たな自車走行軌跡
(又は自車線)とレーダ装置から出力される検出情報と
によって自車が追従する追従先行車を決定することを特
徴とする。
【0013】レーダ装置からの情報により、演算器は、
車線変更後の自車線又は自車走行軌跡の上に位置する車
両を高い精度で認識することができる。
【0014】請求項4に係る本発明の車両用走行制御装
置は、上記の構成において、演算器が、車線変更信号に
基づいて定められた新たな自車走行軌跡上における自車
に最も近い位置にある前方の車両を新たな追従先行車と
して決定することを特徴とする。
【0015】これにより、車線変更後はその先行に追
従する追従走行を継続することができる。
【0016】請求項5に係る本発明の車両走行制御装置
は、上記の構成において、車線変更検出器が、自車の操
舵角を検出する操舵角センサを備え、操舵角センサから
の出力信号に対してしきい値を設けて車線変更を検出す
ることを特徴とする。
【0017】操舵角の変化により、車線変更を早期に検
出することができ、また、自車が車線変更中であること
及び車線変更が終了したことを検出することができる。
【0018】請求項6に係る本発明の車両走行制御装置
は、上記の構成において、車線変更検出器が、自車のヨ
ーレートを検出するヨーレートセンサを備え、ヨーレー
トセンサからの出力信号に対してしきい値を設けて車線
変更を検出することを特徴とする。
【0019】ヨーレート(又はヨーレイト)の変化によ
り、車線変更を早期に検出することができ、また、自車
が車線変更中であること及び車線変更が終了したことを
検出することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る車両用
走行制御装置の簡易ブロック構成図である。
【0021】この車両用走行制御装置1は、自車前方の
車両の相対距離及び相対速度を検出してそれらの情報を
出力するレーダ装置2と、現在の自車の走行状態から将
来の自車線又は自車走行軌跡を推定し、前記自車線又は
自車走行軌跡とレーダ装置2からの情報とに基づいて自
車が追従する先行車を決定する演算器6と、を備え、自
車の追従走行を制御する。
【0022】この車両用走行制御装置は、スロットルア
クチュエータ7とブレーキアクチュエータ8を備え、ス
ロットルアクチュエータ7又はブレーキアクチュエータ
8を制御して車速を増減し、先行車との充分な車間距離
を保ちつつ自動追従する構成である。なお、ブレーキア
クチュエータ8は制御せず、スロットルアクチュエータ
7のみを制御して追従走行を行うこともできる。
【0023】車両用走行制御装置1は、自車の車線変更
を検出して車線変更信号を出力する車線変更検出器5
と、自車の車速を検出する車速センサ3と、を備える。
演算器6は、車線変更信号に基づいて前記将来の自車線
又は自車走行軌跡を推定する。演算器6は、マイクロコ
ンピュータシステムを用いて構成してもよく、DSP
(デジタルシグナルプロセッサ)又はECUを用いて構
成してもよい。
【0024】レーダ装置2は、自車前方に電磁波又は光
(レーザ光)を放射し、自車前方の車両からの反射波を
受信して、自車前方の車両の相対距離及び相対速度を検
出する。レーダ装置2は、FM−CWレーダ装置を用い
て構成してもよく、送信した電磁波と反射波とを混合し
て得られるビート信号の周波数から、相対距離及び相対
速度を検出する構成としてもよい。送信する電磁波の周
波数は、30GHz〜150GHz程度としてもよい。
【0025】車線変更検出器5は、自車のヨーレートを
検出するヨーレートセンサ51と、操舵角を検出する操
舵角センサ52と、自車前方を撮像するTVカメラ54
と、高精度のナビゲーションシステム53と、各種演算
を行うCPU55と、を備えてなる。D(ディファレン
シャル)−GPSを備えて構成してもよい。ヨーレート
センサ51からの検出信号と、操舵角センサ52からの
検出信号と、車速センサ3からの検出信号と、TVカメ
ラ54からの映像信号は、CPU55と演算器6に供給
される。ヨーレートセンサ51または操舵角センサ52
の検出信号に対し、車線変更であると判断される出力レ
ベル(しきい値)が予め設定されている。このしきい値
を越える出力があった場合に、自車は車線変更中である
と判断して、CPU55は車線変更信号を演算器6に出
力する。
【0026】また、CPU55は、自車の速度と操舵角
(もしくはヨーレート)から自車の移動履歴を算出し、
その移動履歴において車線変更に相当する横方向変位が
生じた場合に車線変更であると判断して車線変更信号を
出力する機能を備えている。
【0027】また、CPU55は、ナビゲーションシス
テム53からの自車の位置情報から車線変更であると判
断する機能を備えている。CPU55は、ウィンカー操
作に基づいて車線変更であると判断する機能を備えても
よい。
【0028】CPU55は、TVカメラ54からの映像
信号に基づいて道路を識別すると共に道路の白線を識別
し、自車前方の白線情報と自車のヨーレート情報又は操
舵角情報から、車線変更であると判断する機能を備えて
いる。
【0029】演算器6は、レーダ装置2からの前走車の
情報と、車速センサ3からの車速情報と、TVカメラ4
からの映像信号と、車線変更検出器5からの車線変更信
号と、ヨーレートセンサ51からの検出信号と、操舵角
センサ52からの検出信号と、に基づいて、スロットル
アクチュエータ7またはブレーキアクチュエータ8を制
御して車速を増減し、先行車との充分な車間距離を保ち
つつ自動追従する構成である。また、演算器6は、TV
カメラ4からの映像信号から道路の走行車線の幅Wを算
出する機能を備えている。
【0030】演算器6は、前走車情報処理部61を備え
る。前走車情報処理部61は、レーダ装置2から得られ
た自車前方の車両(前走車)の相対位置と、自車の車速
と操舵角(もしくはヨーレート)から推定した将来の自
車走行軌跡とを、同一座標上にプロットすると共に、プ
ロットして得られたマップ情報を一時記憶する機能を持
つ。
【0031】また、前走車情報処理部6は、レーダ装置
2から得られた前走車の相対位置と、自車の車速と操舵
角(もしくはヨーレート)から得られた自車の移動情報
とを、絶対座標上にプロットすると共に、プロットして
得られた自車及び前走車の移動履歴のマップ情報を一時
記憶する機能を持つ。
【0032】演算器6は、先行車判断部62を備える。
先行車判断部62は、同一座標上における自車推定軌跡
と前走車の位置とを示すマップ情報において、自車推定
軌跡上にあり、かつ自車の最短距離にある前走車を、自
車が追従すべき先行車として決定する機能を持つ。
【0033】以下、図2のフローチャートを用いて、演
算器6の動作を説明する。演算器6は、図2に示される
一連の処理を繰り返し行なう。ステップS1では、自車
が車線変更中か否かを、車線変更信号から判断する。車
線変更中でないと判断した場合は、ロックオンしている
先行車の有無を判断し(ステップS9)、先行車が有る
場合は追従走行を継続し(ステップS8)、先行車が無
ければ通常のマニュアル走行状態(又はオートクルーズ
走行の状態)に移行する。追従走行の状態と、それ以外
の通常のマニュアル走行状態(又はオートクルーズ走行
の状態)とでは、それらの状態および状態の切替りを音
声やブザーやランプにより運転手に報知することとす
る。
【0034】ステップS1で車線変更中であると判断し
た場合は、車線変更直前または現在のロックオンしてい
る先行車(または先行車として現在決定されている車
両)があるか否かを判断する(ステップS2)。後述す
るステップS9と同様である。ロックオン(自動追跡)
している先行車がある場合は、その先行車のロックオン
を直ちに解除する(ステップS3)。又は、先行車とし
ての決定を直ちに取り消す。
【0035】ステップS4では、車線変更を検出した検
出時刻Ttから逆算して、自車が車線変更を開始した開
始時刻Tsを算出し、更に車線変更の左右の方向を検出
する。
【0036】ステップS5では、一時記憶されている前
走車の位置及び自車の推定走行軌跡のマップ情報群か
ら、開始時刻Tsにおける自車の推定走行軌跡のマップ
情報を抽出する。そして、抽出されたマップ情報におい
て、自車の推定走行軌跡を車線変更した左右の方向に車
線幅Wの分だけ移動させ、それを仮走行軌跡とする。ス
テップS6では、仮走行軌跡をプロットしたマップ情報
において、仮走行軌跡上に前走車が存在するか否かを判
断する。
【0037】仮走行軌跡上に前走車がある場合は、自車
の最短距離に位置する前走車を先行車として決定し、そ
の先行車に追従走行する(ステップS7,S8)。仮走
行軌跡上に前走車がない場合は、自車の車線変更後は先
行車がないものとして、通常のオートクルーズ走行の状
態に移行する。
【0038】図3に、車線変更の際における操舵角の変
化を例示する。なお、ヨーレートの変化も同様である。
演算器6は、操舵角θがしきい値θtを越えた時刻を検
出時刻Ttとし、これから車線変更が開始された開始時
刻Tsを逆算する。なお、演算器6は、ヨーレートセン
サ51と操舵角センサ52からの検出信号を一時記憶し
て保持する機能を持つ。演算器6とCPU55を兼用し
てもよい。
【0039】図4は、車線変更前の自車の推定走行軌跡
と前走車の位置のマップ情報(図4(A)参照)と、仮
走行軌跡と前走車の位置のマップ情報(図4(B)参
照)と、を説明する説明図である。図4中の符号K1
は、自車の推定走行軌跡(推定された自車走行軌跡)を
示しており、符号K2は仮走行軌跡を示している。符号
RTは道路を示しており、符号CLは道路RTの車線を
区分する白線を示しており、符号Wは車線幅を示してい
る。
【0040】車線変更前の自車Zは、先行車Pに追従走
行しており、演算器6は先行車Pの方向に将来の自車走
行軌跡K1を推定している。演算器6は車線変更中であ
ることを車線変更信号から判断すると、車線変更前の自
車の推定走行軌跡K1を、車線幅Wだけ車線変更方向に
移動させることで、仮走行軌跡K2を得ることができ
る。これにより、仮走行軌跡K2上の前走車Qを先行車
としてすばやく決定することができる。
【0041】図5は、自車と前走車の移動履歴のマップ
情報の説明図である。車線変更時において、先行車のロ
ックオン解除及び切換え処理における自車の推定走行軌
跡と前走車の位置を、一定時刻毎に絶対座標系(例えば
XY座標系)にプロットし、プロットして得られる履歴
マップ上で先行車を決定してもよい。図5中の時刻t1
〜t3は一定時間間隔であり、t1→t2→t3の順に
推移する。演算器6は、前走車の移動履歴に基づいて将
来の自車走行軌跡を推定してもよい。
【0042】自車の車線変更時には、追従走行を一時停
止し、再開スイッチが操作された場合に追従走行を再開
する構成としてもよい。自車の車線変更時には、追従走
行を自動的に(一時)中止し、リジュームスイッチの操
作により再開する構成としてもよい。これにより、車線
変更の際に、車線変更後の自車線に隣接する(左側又は
右側の)車線において斜め前方に走行する車両を、先行
車として決定することを防止することができる。
【0043】なお、本実施形態では将来の自車走行軌跡
K1を推定してその自車走行軌跡K1を用いる例を示し
たが、将来の自車線を推定してその自車線を用いて先行
車を決定する構成としてもよい。また、上記実施形態は
本発明の一例であり、本発明は上記実施形態に限定され
ない。
【0044】
【発明の効果】追従走行状態において、車線変更中にこ
れまでの先行車のロックオンを迅速に解除することがで
き、自車が次にロックオンすべき前走車の情報を迅速に
算出することができる。よって、運転手が通常のマニュ
アル操作時に行うような車線変更時の峻敏な加減速制御
を実行することができ、車線変更時においても運転手に
違和感や不快感のない円滑な追従走行制御が可能とな
る。
【0045】また、自車の車速と操舵角(またはヨーレ
ート)により得られる自車の推定走行軌跡のみによる先
行車の決定時に生じる、車線変更の終了間際のハンドル
切戻しによって誤って先行車を決定することを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用走行制御装置の簡易ブロッ
ク構成図
【図2】演算器の動作を説明する簡易フローチャート
【図3】車線変更の際における自車の操舵角の推移とし
きい値を説明する説明図
【図4】車線変更前の自車の推定走行軌跡と前走車の位
置のマップ情報と、仮走行軌跡と前走車の位置のマップ
情報と、を説明する説明図
【図5】自車と前走車の移動履歴のマップ情報を説明す
る説明図
【図6】車線変更における前走車と自車の位置関係を示
す説明図
【図7】車線変更の際における自車の操舵角の推移を示
す説明図
【符号の説明】 1…車両用走行制御装置、2…レーダ装置、3…車速セ
ンサ、5…車線変更検出器、6…演算器、7…スロット
ルアクチュエータ、8…ブレーキアクチュエータ、51
…ヨーレートセンサ、52…操舵角センサ、53…ナビ
ゲーションシステム、54…TVセンサ、55…CP
U、61…前走車情報処理部、62…先行車判断部、C
L…白線、K1…自車走行軌跡、K2…仮走行軌跡、
P,Q,R…前走車、RT…道路、Tt…検出時間、T
s…開始時間、W…車線幅、Z…自車、t…時間、θ…
操舵角、θt…操舵角のしきい値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−81604(JP,A) 特開 平6−135259(JP,A) 特開 平6−219183(JP,A) 特開 平6−8747(JP,A) 特開 平8−216777(JP,A) 特開 平10−95246(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 31/00 B60R 21/00 621 F02D 29/02 301 G01S 13/93 G08G 1/16

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自車前方の車両を追従先行車として用い
    て自車の追従走行を制御する車両用走行制御装置におい
    て、 前記自車と前記自車前方の車両との距離又は相対速度を
    検出して検出情報を出力するレーダ装置と、 前記自車が走行する車線の変更を検出して車線変更信号
    を出力する車線変更検出器と、 前記自車の現在走行中の車線での走行状態から自車走行
    軌跡を推定し、前記自車走行軌跡と前記レーダ装置から
    出力される前記検出情報とに基づいて前記追従先行車を
    決定すると共に、前記車線変更検出器から前記車線変更
    信号が出力されるとき、前記車線変更信号に基づいて前
    記自車が車線変更を開始した時刻に座標上に推定した車
    線変更前の前記自車走行軌跡を前記座標上で車線変更し
    た方向に車線幅の分だけ移動させて前記座標上における
    車線変更後の新たな自車走行軌跡とし、前記新たな自車
    走行軌跡上における車両を新たな前記追従先行車として
    決定する演算器と、を備える ことを特徴とする車両用走
    行制御装置。
  2. 【請求項2】 自車前方の車両を追従先行車として用い
    て自車の追従走行を制御する車両用走行制御装置におい
    て、 前記自車と前記自車前方の車両との距離又は相対速度を
    検出して検出情報を出力するレーダ装置と、 前記自車が走行する車線の変更を検出して車線変更信号
    を出力する車線変更検出器と、 前記自車の現在走行中の車線での走行状態から自車走行
    軌跡を推定し、前記自車走行軌跡と前記レーダ装置から
    出力される前記検出情報とに基づいて前記追従先行車を
    決定すると共に、前記車線変更検出器からの前記車線変
    更信号に基づいて車線変更前の前記追従先行車に追従し
    て走行することを中止又は一時中断させ、車線変更後に
    追従制御再開のためのスイッチ操作があったとき、現に
    前記自車の前方を走行する新たな先行車に追従する制御
    を再開する演算器と、を備える ことを特徴とする車両用
    走行制御装置。
  3. 【請求項3】 前記演算器は、前記車線変更信号に基づ
    いて車線変更後に定められた前記新たな自車走行軌跡と
    前記レーダ装置から出力される前記検出情報とによって
    前記自車が追従する前記追従先行車を決定することを特
    徴とする請求項1記載の車両用走行制御装置。
  4. 【請求項4】 前記演算器は、前記車線変更信号に基づ
    いて定められた前記新たな自車走行軌跡上における前記
    自車に最も近い位置にある前方の車両を新たな前記追従
    先行車として決定することを特徴とする請求項3記載の
    車両用走行制御装置。
  5. 【請求項5】 前記車線変更検出器は、前記自車の操舵
    角を検出する操舵角センサを備え、前記操舵角センサか
    らの出力信号に対してしきい値を設けて車線変更を検出
    することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に
    載の車両用走行制御装置。
  6. 【請求項6】 前記車線変更検出器は、前記自車のヨー
    レートを検出するヨーレートセンサを備え、前記ヨーレ
    ートセンサからの出力信号に対してしきい値を設けて車
    線変更を検出することを特徴とする請求項1〜4のいず
    れか1項に記載の車両用走行制御装置。
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