JP6572880B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両が走行中の車線である自車線から当該自車線に隣接する車線である隣接目標車線へと車線変更するための走行を支援する機能を備えた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場合、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。例えば、従来技術の一つは、ウインカレバー(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ことを認識した場合、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。)。更に、この従来技術の一つは、例えば、運転者が車線変更を希望している側に車線がない場合、或いは、自車両がそのまま走行すると衝突の可能性がある場合、車線変更支援制御を禁止するようになっている。
特開2009−274594号公報(段落0027、段落0029、段落0053)
ところで、運転支援装置が車線変更支援制御を開始するとき、運転支援装置は、自車両の周辺状況が車線変更をスムーズに行うことが可能である状況であるか否か(即ち、車線変更支援制御を実行しても良いか否か)を判定する。この判定は、自車両の周辺に存在する物標である周辺物標の自車両に対する相対速度及び自車両に対する位置を含む物標情報に基づいて行われる。この物標情報はレーダセンサにより取得される。
しかしながら、発明者の検討によれば、物標情報に含まれる相対速度の大きさが小さい物標(以下、「低相対速度物標」とも称呼する。)については、その相対速度の精度が高くない場合が多いことが判明した。この傾向は、低相対速度物標が、自車両の近傍に位置しているときに顕著である。これは、低相対速度物標については、レーダセンサが放射した電波の反射面が大きくなる場合が多く、且つ、その反射面の位置が大きく移動することが多いためであると考えられる。例えば、自車両が右車線に車線変更を行おうとしている場合、右車線を自車両と実質的に並走している低相対速度物標としての他車両は、ある時点ではその他車両の側面にてレーダを反射するが、次の時点ではその他車両の後面にてレーダを反射する場合がある。その結果、レーダセンサが検出する「その他車両の相対速度」が大きく変動しまう。
一方、車線変更支援制御を実行しても良いか否かの判定は、自車両が隣接目標車線の先行車に過剰に接近しないか否か及び/又は目標車線の後方車が自車両に過剰に接近しないか否かという観点で行われることが望ましい。そのような判定は、例えば、先行車との距離を先行車の相対速度で除した時間(所謂、TTC)に相関するパラメータ及び/又は後方車との距離を後方車の相対速度で除した時間に相関するパラメータに基づいて行うことが多い。更には、そのような判定は、先行車及び/又は後方車と自車両とが最接近するときの車間距離が十分であるか否かの判定を含み得るが、その車間距離を求めるには先行車及び/又は後方車の相対速度を用いざるを得ない。
しかしながら、このように相対速度を用いた判定を行った場合、相対速度の精度が良好でない低相対速度物標が自車両周辺に存在すると、その判定の精度が高くないので、本来は車線変更支援制御を実行することが望ましくない状況において車線変更支援制御の実行が許可されたり、車線変更支援制御の実行に対する許可と禁止とが繰り返されたりする可能性が高い。
本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、低相対速度物標に対して車線変更支援制御を行ってよいか否かの判定をより精度良く行うことができ、以て、本来は車線変更支援制御を行うべきでない状況下で車線変更支援制御を行ってしまう可能性等を低減することができる、運転支援装置を提供することにある。
本発明の運転支援装置(以下、「本発明装置」とも称呼する。)は、
自車両の周辺に存在する物標である周辺物標のそれぞれについての当該自車両に対する相対速度及び当該自車両に対する位置を含む物標情報を取得するレーダセンサ(16a)と、
前記自車両が走行中の車線である自車線から当該自車線に隣接する車線である隣接目標車線へと当該自車両が車線変更するための走行を支援するように当該自車両の舵角を制御する車線変更支援制御を実行する制御実行部(10、10A)と、
前記周辺物標が前記車線変更支援制御の実行を許可してよい第1実行許可条件を満足するか否かを少なくとも前記物標情報に含まれる前記相対速度を用いて判定し(ステップ408、410、426、428、1108、1110、1126、1128)、前記第1実行許可条件が満足されていないと判定した場合に前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止する支援制御禁止部(10、10B、ステップ416、434、446、及び、ステップ1040での「No」との判定、並びに、ステップ1116、1134、1146、及び、ステップ1240での「No」との判定)と、
を備える。
上記本発明装置は、車線変更支援制御の実行を許可してよい第1実行許可条件が満足されるか否かの判定がレーダセンサにより取得される相対速度に基いて行われる。一方、前述したように、低相対速度物標に対する相対速度を用いて第1実行許可条件が成立するか否かを判定すると、その相対速度の精度が高くないので、その判定が誤判定になるために車線変更制御が誤って実行されたり或いは実行されるべきときに実行されなかったりする可能性が高い。
そこで、前記支援制御禁止部は、
前記物標情報に含まれる前記相対速度の大きさが所定の閾値相対速度以下である低相対速度の物標に対しては当該低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる前記相対速度を用いることなく当該低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる前記位置を用いて所定の第2実行許可条件が満足されるか否かを判定し(ステップ406での「No」との判定、ステップ418及びステップ420;ステップ424での「No」との判定、ステップ436及びステップ438;ステップ1106での「No」との判定、ステップ1118及びステップ1120;ステップ1124での「No」との判定、ステップ1136及びステップ1138)、前記第2実行許可条件が満足されていないと判定した場合に前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止するように構成されている(10、10B、ステップ416、434、446、及び、ステップ1040での「No」との判定、並びに、ステップ1116、1134、1146、及び、ステップ1240での「No」との判定)。第2実行許可条件も、車線変更支援制御の実行を許可してよい場合に成立する条件である。
従って、低相対速度物標に対しては、その相対速度を用いることなくその位置を用いて第2実行許可条件が満足されるか否かが判定されるので、相対速度の精度が高くなくても、第2実行許可条件が成立するか否かの判定精度は高い。その結果、仮に低相対速度物標が自車線の近傍に存在する場合であっても、「車線変更制御が誤って実行されたり或いは実行されるべきときに実行されなかったりする可能性」を低下させることができる。
本発明装置の態様においては、以下に述べるような条件が「前記第2実行許可条件を成立させるための条件の一つ」として設定される
(A)前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記自車線内であって前記自車両の前端部と当該前端部から第1距離(D2)だけ前方の位置との間の領域内にないとの条件(図8(B)の領域S2及び図8(D)の領域S6を参照。)。
(B)前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の前端部と当該前端部から第1距離(D2)だけ前方の位置との間の領域内にないとの条件(図8(B)の領域S2及び図8(D)の領域S6を参照。)。
(C)前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記自車線内であって前記自車両の後端部と当該後端部から第2距離(D4)だけ後方の位置との間の領域内にないとの条件(図8(B)の領域S4及び図8(D)の領域S8を参照。)。
(D)前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の後端部と当該後端部から第2距離(D4)だけ後方の位置との間の領域内にないとの条件(図8(B)の領域S4及び図8(D)の領域S8を参照。)。
(E)前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の前端部と後端部との間の領域内にないとの条件(図7の(A)及び(B)のNG領域を参照。)。
更に、本発明装置の態様において、前記支援制御禁止部は、
前記物標情報に含まれる前記相対速度の大きさが前記閾値相対速度以下である物標であっても当該物標情報に含まれる当該物標の位置が前記自車両から所定範囲内でない場合、少なくとも前記物標情報に含まれる当該物標の前記相対速度を用いて当該物標が前記第1実行許可条件を満足するか否かを判定し、当該物標が当該第1実行許可条件を満足しないと判定したとき、前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止するように構成される。
物標の相対速度が閾値相対速度以下であっても、その物標が自車両から遠ければ、レーダセンサは比較的精度良く当該物標の相対速度を検出することができる。これは、そのような物標のレーダ反射面の大きさは大きくなく且つレーダ反射面の移動が少ないからであると推定される。従って、上記態様によれば、低相対速度物標であっても自車両から離れた物標であれば、その物標の相対速度を用いて第1実行許可条件が満足されるか否かが判定されるので、車線変更支援制御の実行を許可してよいかの判定をより正確に行うことができる。
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。
図1は本発明の実施形態に係る運転支援装置の概略構成図である。 図2は、図1に示した周辺レーダセンサの配設位置を示した自車両の平面図である。 図3は、車線維持制御を説明するための自車両及び道路の平面図である。 図4は、図1に示した運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図5は、判定対象物標の選択方法について説明するための、自車両及びその周辺の平面図である。 図6は、(A)、(B)及び(C)を含み、自車両が車線変更を行う場合の自車両と先行車との最短の車間距離を求める方法を説明するための図である。 図7は、(A)及び(B)を含み、瞬時距離条件について説明するための、自車両及びその周辺の平面図である。 図8は、(A)乃至(D)を含み、低相対速度物標条件について説明するための、自車両及びその周辺の平面図である。 図9は、(D)及び(E)を含み、自車両が車線変更を行う場合の自車両と後方車との最短の車間距離を求める方法を説明するための図である。 図10は、図1に示した運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図11は、図1に示した運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図12は、図1に示した運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る運転支援装置(以下、「本実施装置」とも称呼される。)について図面を参照しながら説明する。本実施装置は、車両走行制御装置でもあり、運転支援制御装置でもある。
(構成)
本実施装置は、図1に示したように、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。)に適用され、運転支援ECU10、エンジンECU30、ブレーキECU40、ステアリングECU50、メータECU60、表示ECU70及びナビゲーションECU80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、図示しないCAN(Controller Area Network)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。
運転支援ECU10は、以下に列挙するセンサ(スイッチを含む。)と接続されていて、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。なお、各センサは、運転支援ECU10以外のECUに接続されていてもよい。その場合、運転支援ECU10は、センサが接続されたECUからCANを介してそのセンサの検出信号又は出力信号を受信する。
アクセルペダル操作量センサ11は、自車両のアクセルペダル11aの操作量(アクセル開度)を検出し、アクセルペダル操作量APを表す信号を出力するようになっている。 ブレーキペダル操作量センサ12は、自車両のブレーキペダル12aの操作量を検出し、ブレーキペダル操作量BPを表す信号を出力するようになっている。
操舵角センサ13は、自車両の操舵角を検出し、操舵角θを表す信号を出力するようになっている。
操舵トルクセンサ14は、操舵ハンドルSWの操作により自車両のステアリングシャフトUSに加わる操舵トルクを検出し、操舵トルクTraを表す信号を出力するようになっている。
車速センサ15は、自車両の走行速度(車速)を検出し、車速Vsxを表す信号を出力するようになっている。即ち、車速Vsxは、車両の前後方向(自車両の前後方向に伸びる中心軸線に沿う方向)の速度(即ち、縦速度)である。
周辺センサ16は、周辺レーダセンサ16a及びカメラセンサ16bを備えている。
周辺レーダセンサ16aは、図2に示したように、中央前方周辺センサ16FC、右前方周辺センサ16FR、左前方周辺センサ16FL、右後方周辺センサ16RR、及び、左後方周辺センサ16RLを備えている。周辺センサ16FC,16FR,16FL,16RR及び16RLを個々に区別する必要が無い場合には、それらは周辺レーダセンサ16aと称呼される。周辺センサ16FC,16FR,16FL,16RR及び16RLは、実質的に互いに同一の構成を有する。
周辺レーダセンサ16aは、レーダ送受信部と信号処理部(図示略)とを備えている。レーダ送受信部は、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を放射し、更に、放射範囲内に存在する立体物(例えば、他車両、歩行者、自転車及び建造物等)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、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、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方位等を表す情報を所定時間が経過する毎に取得して運転支援ECU10に供給する。運転支援ECU10は、自車両と立体物との距離及び自車両に対する立体物の方位から、自車両に対する立体物の位置を特定する。更に、運転支援ECU10は、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(縦距離)及び横方向成分(横距離)、並びに、自車両と立体物との相対速度における前後方向成分(縦相対速度)及び横方向成分(横相対速度)、を検出することができる。なお、単に相対速度というとき、その相対速度は縦相対速度を意味する。
図2に示したように、中央前方周辺センサ16FC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16FR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する。左前方周辺センサ16FL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16RR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する。左後方周辺センサ16RL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。例えば、周辺レーダセンサ16aは、自車両からの距離が100メートル程度の範囲に入る立体物を検出する。以下、周辺レーダセンサ16aによって検出される立体物は「物標」称呼される場合がある。更に、周辺レーダセンサ16aによって検出される物標の「自車両に対する位置(即ち、相対位置)及び速度(即ち、相対速度)」を表す情報は「物標情報」とも称呼される。
自車両に対する実際の相対速度が小さい物標が自車両の近傍に位置するとき、周辺レーダセンサ16aにより検出される物標の相対速度の検出精度が低下する場合がある。これは、そのような物標のレーダ反射面が自車両から遠く離れている物標に比して大きくなる傾向にあり、且つ、そのような物標のレーダ反射面の位置が移動することが多い(即ち、レーダ反射面が安定しない)からであると推定される。なお、周辺レーダセンサ16aはミリ波帯以外の周波数帯の電波を用いるレーダセンサであってもよい。
カメラセンサ16bは、ステレオカメラであるカメラ部、及び、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16b(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16b(レーン認識部)は、所定の角度範囲(自車両前方に広がる範囲)を有する画像処理領域の画像データを解析して、自車両の前方の道路に形成された白線(区画線)を認識(検出)する。カメラセンサ16bは、認識した白線に関する情報を運転支援ECU10に送信する。
運転支援ECU10は、カメラセンサ16bから供給された情報に基づいて、図3に示したように、自車両の走行している車線(以下、「自車線」とも称呼する。)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を特定する。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。更に、運転支援ECU10は、車線中心ラインCLのカーブの曲率Cuを演算する。
加えて、運転支援ECU10は、左白線及び右白線で区画される車線における自車両の位置及び向きを演算する。例えば、運転支援ECU10は、図3に示したように、自車両Cの基準点P(例えば、重心位置)と車線中心ラインCLとの道路幅方向の距離Dyを演算する。距離Dyは、自車両Cが車線中心ラインCLに対して道路幅方向に偏移している量を示す長さである。この距離Dyは以下において「横偏差Dy」とも称呼される。
運転支援ECU10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θyを演算する。この角度θyは以下において「ヨー角θy」とも称呼される。以下、曲率Cu、横偏差Dy、及び、ヨー角θyを表す情報(Cu、Dy、θy)は「車線関連車両情報」と称呼される場合がある。
カメラセンサ16bは、自車線の左白線及び右白線の種類(例えば、実線であるか破線であるか等)及び白線の形状等についての情報を運転支援ECU10に供給する。更に、カメラセンサ16bは、自車線に隣接する車線の左白線及び右白線の種類及び白線の形状等についても運転支援ECU10に供給する。即ち、カメラセンサ16bは、「白線に関する情報」についても運転支援ECU10に供給する。白線が実線である場合、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、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。車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)、及び、白線に関する情報は、「車線情報」と称呼される場合がある。
なお、本実施形態においては、運転支援ECU10が車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)を演算するが、それに代えて、カメラセンサ16bが車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)を演算して、その演算結果を運転支援ECU10に供給してもよい。
再び図1を参照すると、操作スイッチ17は、何れも後述する「車線変更支援制御、車線維持支援制御、及び、追従車間距離制御」のそれぞれを実行するか否かについての選択を行うために運転者により操作される操作器である。従って、操作スイッチ17は、運転者の操作に応じて、上記の各制御の実行が選択されたか否かを示す信号を出力する。加えて、操作スイッチ17は、上記の各制御を実施する際の運転者の好みを反映するためのパラメータ(例えば、後述する車間時間)を運転者に入力又は選択させる機能も備えている。
運転支援ECU10は、操作スイッチ17から供給される信号に基いて追従車間距離制御の実行が選択されているか否かを判定し、追従車間距離制御の実行が選択されていない場合、車線変更支援制御及び車線維持支援制御を実行しないようになっている。更に、運転支援ECU10は、操作スイッチ17から供給される信号に基いて車線維持支援制御の実行が選択されているか否かを判定し、車線維持支援制御の実行が選択されていない場合、車線変更支援制御を実行しないようになっている。
ヨーレートセンサ18は、自車両のヨーレートYRtを検出し、実ヨーレートYRtを出力するようになっている。なお、実ヨーレートYRtは、自車両が前進しながら左旋回している場合に正の値となり、自車両が前進しながら右旋回している場合に負の値となる。
前後加速度センサ19は、自車両の前後方向の加速度Gxを検出し、実前後加速度Gxを出力するようになっている。なお、実前後加速度Gxは、自車両が前方に加速しているときに正の値となり、減速しているときに負の値となる。
横加速度センサ20は、自車両の横(車幅)方向(自車両の中心軸線に直交する方向)の加速度Gyを検出し、実横加速度Gyを出力するようになっている。なお、実横加速度Gyは、自車両が前進しながら左旋回している場合に(即ち、車両右方向の加速度に対して)正の値となり、自車両が前進しながら右旋回している場合に(即ち、車両左方向の加速度に対して)負の値となる。
前述したように、運転支援ECU10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できるようになっている。なお、運転支援ECU10は、その機能に着目すると、これらの制御を実行する制御実行部10Aと、車線変更支援制御の実行を許可したり禁止したりする支援制御禁止部10Bを備えている。これらについては後述する。
エンジンECU30は、エンジンアクチュエータ31と接続されている。エンジンアクチュエータ31は内燃機関32の運転状態を変更するためのアクチュエータである。本例において、内燃機関32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31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ECU30は、エンジンアクチュエータ31を駆動することによって、内燃機関32が発生するトルクを変更することができる。内燃機関32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。従って、エンジンECU30は、エンジンアクチュエータ31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ECU40は、ブレーキアクチュエータ41に接続されている。ブレーキアクチュエータ41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42との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構42は、車輪に固定されるブレーキディスク42aと、車体に固定されるブレーキキャリパ42bとを備える。ブレーキアクチュエータ41は、ブレーキECU40からの指示に応じてブレーキキャリパ42b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42aに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキECU40は、ブレーキアクチュエータ41を制御することによって、自車両の制動力を制御することができる。
ステアリングECU50は、周知の電動パワーステアリングシステムの制御装置であって、モータドライバ51に接続されている。モータドライバ51は、転舵用モータ52に接続されている。転舵用モータ52は、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。転舵用モータ52は、モータドライバ51から供給される電力によってトルクを発生し、このトルクによって操舵アシストトルクを加えたり、左右の操舵輪を転舵したりすることができる。即ち、転舵用モータ52は、自車両の舵角(転舵輪の転舵角度)を変更することができる。
ステアリングECU50は、ウインカーレバースイッチ53と接続されている。ウインカーレバースイッチ53は、後述するターンシグナルランプ61を作動(点滅)させるために運転者によって操作されるウインカーレバーの操作位置を検出する検出スイッチである。
ウインカーレバーはステアリングコラムに設けられている。ウインカーレバーは、初期位置から右回り操作方向に所定角度回転された第1段階位置と、第1段階位置よりも更に所定回転角度だけ右回り操作方向に回転された第2段階位置と、の2つの位置に操作できるようになっている。ウインカーレバーは、右回り操作方向の第1段階位置に運転者によって維持されている限りその位置を維持するが、運転者がウインカーレバーから手を離すと初期位置に自動的に戻るようになっている。ウインカーレバースイッチ53は、ウインカーレバーが右回り操作方向の第1段階位置にあるとき、ウインカーレバーが右回り操作方向の第1段階位置に維持されていることを示す信号をステアリングECU50に出力する。
同様に、ウインカーレバーは、初期位置から左回り操作方向に所定角度回転された第1段階位置と、第1段階位置よりも更に所定回転角度だけ左回り操作方向に回転された第2段階位置と、の2つの位置に操作できるようになっている。ウインカーレバーは、左回り操作方向の第1段階位置に運転者によって維持されている限りその位置を維持するが、運転者がウインカーレバーから手を離すと初期位置に自動的に戻るようになっている。ウインカーレバースイッチ53は、ウインカーレバーが左回り操作方向の第1段階位置にあるとき、ウインカーレバーが左回り操作方向の第1段階位置に維持されていることを示す信号をステアリングECU50に出力する。なお、このようなウインカーレバーについては、例えば、特開2005−138647に開示されている。
運転支援ECU10は、ウインカーレバースイッチ53からの信号に基いて、ウインカーレバーが右回り操作方向の第1段階位置に保持されている継続時間を計測するようになっている。更に、運転支援ECU10は、その計測した継続時間が予め設定した支援要求確定時間(例えば、0.8秒)以上であると判定したとき、運転者が右車線への車線変更を行うために車線変更支援を受けたいという要求(以下、「車線変更支援要求」とも称呼される。)を発していると判定するようになっている。
更に、運転支援ECU10は、ウインカーレバースイッチ53からの信号に基いて、ウインカーレバーが左回り操作方向の第1段階位置に保持されている継続時間を計測するようになっている。更に、運転支援ECU10は、その計測した継続時間が予め設定した支援要求確定時間以上であると判定したとき、運転者が左車線への車線変更を行うために車線変更支援要求を発していると判定するようになっている。
メータECU60は、左右のターンシグナルランプ61(ウインカーランプ)及び情報ディスプレイ62と接続されている。
メータECU60は、図示しないウインカー駆動回路を介して、ウインカーレバースイッチ53からの信号及び運転支援ECU10からの指示等に応じて左又は右のターンシグナルランプ61を点滅させるようになっている。例えば、メータECU60は、ウインカーレバーが左回り操作方向の第1段階位置に維持されていることを示す信号をウインカーレバースイッチ53が出力しているとき、左のターンシグナルランプ61を点滅させる。更に、メータECU60は、ウインカーレバーが右回り操作方向の第1段階位置に維持されていることを示す信号をウインカーレバースイッチ53が出力しているとき、右のターンシグナルランプ61を点滅させる。
情報ディスプレイ62は、運転席の正面に設けられたマルチインフォメーションディスプレイである。情報ディスプレイ62は、車速及びエンジン回転速度等の計測値に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータECU60は、運転支援ECU10からの運転支援状態に応じた表示指令を受信すると、その表示指令により指定された画面を情報ディスプレイ62に表示させる。
表示ECU70は、ブザー71及び表示器72に接続されている。表示ECU70は、運転支援ECU10からの指示に応じ、ブザー71を鳴動させて運転者への注意喚起を行うことができる。更に、表示ECU70は、運転支援ECU10からの指示に応じ、表示器72に注意喚起用のマーク(例えば、ウォーニングランプ)を点灯させたり、警報画像を表示したり、警告メッセージを表示したり、運転支援制御の作動状況を表示したりすることができる。なお、表示器72はヘッドアップディスプレイであるが、他のタイプのディスプレイであってもよい。
(基本的な運転支援制御の概要)
前述したように、運転支援ECU10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できるようになっている。以下、各制御についての概要を説明する。
なお、運転支援ECU10は、これらの制御を実行するために、X−Y座標を規定している(図2及び図5を参照。)。X軸は、自車両SVの前後方向に沿って自車両SVの前端部の幅方向中心位置を通るように伸び、前方を正の値として有する座標軸である。Y軸は、X軸と直交し、自車両SVの左方向を正の値として有する座標軸である。X軸の原点及びY軸の原点は、自車両SVの前端部の幅方向中心位置である。
更に、運転支援ECU10は、検出した各物標(n)に対する、縦距離Dfx(n)、相対速度Vfx(n)、及び、方位H(n)等を所定時間の経過毎に周辺センサ16から取得する。
車間距離Dfx(n)は、自車両と物標(n)(例えば、先行車両)と間のX軸方向に沿った距離であり、縦距離とも称呼される。
相対速度Vfx(n)は、物標(n)(例えば、先行車両)の速度Vtxと自車両VAの速度Vsxとの差(=Vt−Vsx)である。物標(n)の速度VtxはX軸方向に沿った物標(n)の速度である。
方位H(n)は、物標(n)と自車両の前端部の幅方向中心位置とを結んだ直線と、自車両の中心軸線と、のなす角度である。方位H(n)は、物標(n)が自車両の中心軸線の左側にあるとき正の値となり、物標(n)が自車両の中心軸線の右側にあるとき負の値となるように定められている。
<追従車間距離制御(ACC)>
追従車間距離制御は、物標情報に基づいて、自車両の直前を走行している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る制御である。追従車間距離制御自体は周知である(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。なお、追従車間距離制御は、アダプティブ・クルーズ・コントロールと称呼される場合がある。
運転支援ECU10は、操作スイッチ17の操作によって追従車間距離制御の実行が選択されている場合、追従車間距離制御を実行する。
より具体的に述べると、運転支援ECU10は、追従車間距離制御の実行が選択されている場合(実際には、その場合に自車両の車速Vsxが所定範囲内の車速であると)、周辺センサ16により取得した物標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、検出した物標(n)の方位H(n)と車間距離Dfx(n)とから特定される物標(n)の相対位置が、車間距離が長くなるほど方位H(n)の絶対値が小さくなるように予め定められた追従対象車両エリア内に存在するか否かを判定する。そして、その物標の相対位置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、その物標(n)を追従対象車両として選択する。なお、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物標が複数ある場合、自車両に最も近い物標(車間距離Dfx(n)が最小の物標)が追従対象車両として選択される。
更に、運転支援ECU10は、目標加速度Gtgtを下記(1)式及び(2)式の何れかに従って算出する。(1)式及び(2)式において、Vfx(a)は追従対象車両(a)の相対速度であり、k1及びk2は所定の正のゲイン(係数)であり、ΔD1は「追従対象車両(a)の車間距離Dfx(a)から目標車間距離Dtgt」を減じることにより得られる車間偏差(=Dfx(a)−Dtgt)である。なお、目標車間距離Dtgtは、運転者により操作スイッチ17を用いて設定される目標車間時間Ttgtに自車両の車速Vsxを乗じることにより算出される(即ち、Dtgt=Ttgt・Vsx)。
運転支援ECU10は、値(k1・ΔD1+k2・Vfx(a))が正又は「0」の場合に下記(1)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。ka1は、加速用の正のゲイン(係数)であり、「1」以下の値に設定されている。
運転支援ECU10は、値(k1・ΔD1+k2・Vfx(a))が負の場合に下記(2)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。kd1は、減速用の正のゲイン(係数)であり、本例においては「1」に設定されている。

Gtgt(加速用)=ka1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(1)
Gtgt(減速用)=kd1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(2)
なお、追従対象車両エリアに物標が存在しない場合、運転支援ECU10は、自車両の車速Vsxが「目標車間時間Ttgtに応じて設定される目標速度」に一致するように、目標速度と車速Vsxに基づいて目標加速度Gtgtを決定する。
運転支援ECU10は、実前後加速度Gxが目標加速度Gtgtに一致するように、エンジンECU30を用いてエンジンアクチュエータ31を制御するとともに、必要に応じてブレーキECU40を用いてブレーキアクチュエータ41を制御する。
<車線維持制御(LKA又はLTC)>
車線維持制御は、自車両の位置が自車線(即ち、自車両が走行しているレーン)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自車両の舵角を変更し、以て、運転者の操舵操作を支援する制御である。車線維持制御自体は周知である(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。なお、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)等と称呼される場合がある。
運転支援ECU10は、追従車間距離制御の実行中に操作スイッチ17の操作によって車線維持制御の実行が選択されている場合、車線維持制御を実行する。より具体的に述べると、運転支援ECU10は、図3に示した車線中心ラインCLを目標走行ラインLdとして決定する。加えて、運転支援ECU10は、目標走行ラインLd(即ち、車線中心ラインCL)の曲率Cuと、横偏差Dy及びヨー角θyを演算により取得する。
運転支援ECU10は、横偏差Dyとヨー角θyと目標走行ラインLdの曲率Cuとに基づいて、下記の(3)式により、目標ヨーレートYRc*を所定の演算周期にて演算する。(3)式において、K1、K2及びK3は制御ゲインである。目標ヨーレートYRc*は、自車両が目標走行ラインLdに沿って走行できるように設定されるヨーレートである。

YRc*=K1×Dy+K2×θy+K3×Cu …(3)
運転支援ECU10は、目標ヨーレートYRc*と実ヨーレートYRtとに基づいて、目標ヨーレートYRc*を得るための目標操舵トルクTr*を所定の演算周期にて演算する。より具体的に述べると、運転支援ECU10は、目標ヨーレートYRc*と実ヨーレートYRtとの偏差と目標操舵トルクTr*との関係を規定したルックアップテーブルを予め記憶しており、このテーブルに目標ヨーレートYRc*と実ヨーレートYRtとの偏差を適用することにより目標操舵トルクTr*を演算する。そして、運転支援ECU10は、実際の操舵トルクTraが目標操舵トルクTr*に一致するように、ステアリングECU50を用いて転舵用モータ52を制御する。このようにして、運転支援ECU10は、目標走行ラインLdに沿って自車両を走行させるように自車両の舵角(転舵角、操舵角)を制御する車線維持制御を実行する。なお、運転支援ECU10は、車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)と目標走行ラインLdとに基づいて、自車両が目標走行ラインLdに沿って走行するのに必要な目標操舵角を直接求め、実際の操舵角θがその目標操舵角と一致するように転舵用モータ52を制御してもよい。
<車線変更支援制御(LCS)>
車線変更支援制御は、自車両の周囲の状況に基づいて自車両が安全に車線を変更できるとの判定がなされた場合、自車両が自車線から運転者が希望する隣接する車線(即ち、目標隣接車線)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することにより自車両の舵角を変更し、以て、運転者の操舵操作(車線変更のためのハンドル操作)を支援する制御である。自車両の周囲の状況に基づいて自車両が安全に車線を変更できるとの判定がなされた場合とは、後述するLCS許可/不許可判定の結果が車線変更支援制御を許可してよい状況であることを示している場合である。なお、車線変更支援制御は「LCS(レーン・チェンジ・サポート)」と称呼される場合がある。
車線変更支援制御は、車線維持制御と同様に自車両の車線に対する横位置(道路の幅方向の位置)を調整する制御である。車線変更支援制御は、追従車間距離制御及び車線維持制御の実行中に「車線変更支援要求」が受け付けられた場合に車線維持制御に代わって実行される。
運転支援ECU10は、車線変更支援要求を受け付けると、ブザー71を短時間だけ鳴動させることにより、運転者に車線変更支援要求を受け付けたことを報知する。このとき、運転支援ECU10は、ウインカーレバーの操作によって開始されたターンシグナルランプ61の点滅を継続させる。
1.目標軌道の演算
運転支援ECU10は、車線変更支援制御を実行する際、カメラセンサ16bから供給される現時点の車線情報、及び、現時点の自車両の車両状態(例えば、横偏差Dy及び車速Vsx等)に基づいて、自車両の車線変更のための目標軌道を演算する。目標軌道は、目標車線変更時間に基づいて、目標車線変更時間をかけて、自車両を、現在走行している自車線(即ち、元車線)から、元車線に隣接する車線変更支援要求により指定された方向の車線(即ち、隣接目標車線)の幅方向中心位置にまで移動させる軌道である。目標車線の幅方向中心位置は「最終目標横位置」とも称呼される。目標軌道は、元車線の車線中心ラインCL(図3を参照)を基準として、車線変更支援制御の開始時点からの経過時間tに対する自車両の目標横位置y(t)により表される。
上述の目標車線変更時間は、自車両を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」と称呼される。)に比例するように設定される。例えば、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8.0秒に設定され、車線幅が4.0mである場合には目標車線変更時間は9.1秒(=8.0×4.0/3.5)に設定される。
なお、目標車線変更時間は、車線変更支援制御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よりも隣接目標車線側に偏移している場合、その変位量(横偏差Dyの大きさ)が大きいほど減少するように設定される。逆に、車線変更支援制御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よりも隣接目標車線とは反対側に偏移している場合、目標車線変更時間はその変位量(横偏差Dyの大きさ)が大きいほど増加するように設定される。運転支援ECU10は、目標車線変更時間の基準値である基準車線変更時間(例えば、8.0秒)を、車線幅、及び、元車線の車線中心ラインCLからの変位量等に応じて補正することにより、目標車線変更時間を決定する。
運転支援ECU10は、目標横位置yを下記の(4)式に示す目標横位置関数y(t)によって表す。この横位置関数y(t)は、経過時間tを用いた5次関数である。

y(t)=a・t5+b・t4+c・t3+d・t2+e・t+f …(4)
(4)式における「定数a,b,c,d,e及びf」は、目標軌道の演算時点における、自車両の走行状態、車線情報、及び、目標車線変更時間等に基づいて決定される。運転支援ECU10は、自車両の走行状態、車線情報、及び、目標車線変更時間を予めROM内に記憶された車両モデルに入力することによって、滑らかな目標軌道が得られるように、上記係数a,b,c,d,e及びfを算出する。目標横位置関数y(t)に、算出された「係数a,b,c,d,e及びf」及び車線変更支援制御の開示時刻からの経過時間tを代入することにより、時点tにおける目標横位置が求められる。なお、上記(4)式の値fは、t=0(即ち、車線変更支援制御開始時点)での自車両の横位置を表すため、横偏差Dyと等しい値に設定される。
なお、目標横位置yは、上記の手法に限らず、任意の手法により設定することができる。例えば、目標横位置yは、上記(4)式のような5次の関数を用いて演算される必要は無く、任意に設定した関数を用いて求めることができる。
2.舵角の制御
運転支援ECU10は、車線変更支援制御を開始するまでは車線維持制御を実行している。車線維持制御においては、上述したように目標操舵トルクTr*(又は目標舵角)が演算され、その目標操舵トルクTr*(又は目標舵角)が得られるように転舵用モータ52が制御される。運転支援ECU10は、車線変更支援制御においても車線維持制御と同様な制御を行う。
即ち、運転支援ECU10は、車線維持制御において元車線の車線中心ラインCLに一致するように設定されていた目標走行ラインLdを、上記の(4)式の目標横位置関数y(t)によって表されるラインに変更することによって、車線変更支援制御を行う。なお、運転支援ECU10は、下記の(5)式に従って目標舵角を求め、その目標舵角が得られるように転舵用モータ52を駆動してもよい。

θlcs*=Klcs1・Cu*+Klcs2・(θy*−θy)+Klcs3・(Dy*−Dy)
…(5)
(5)式において、θyおよびDyは、現時点(演算時)tにおける車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)により表される値である。Klcs1,Klcs2,Klcs3及びKlcs4は制御ゲインである。Cu*は、現時点tにおける目標軌道の曲率であり、θy*は、現時点tにおける元車線の車線中心ラインCLに対する目標軌道のヨー角であり、Dy*は、現時点tにおける目標軌道の横偏差(Dy*=y(t))である。
<作動の概要>
次に、本実施装置の運転支援ECU10の作動の概要について説明する。ECU10は、自車両の走行状態が車線維持制御の実行中であるとき、車線変更支援制御を許可してもよい状況であるか否かを判定する。以下、車線変更支援制御を許可してもよい状況であるか否かの判定を「LCS許可/不許可判定」とも称呼する。
ECU10は、LCS許可/不許可判定の結果、車線変更支援制御を許可してよい状況であると判定している場合に車線変更支援要求が発生すると、その車線変更支援要求を受け付けて車線変更支援制御の実行を開始する。これに対し、ECU10は、LCS許可/不許可判定の結果、車線変更支援制御を許可してよい状況でなければ(即ち、車線変更支援制御を許可して実行することが不適切な状況であれば)、車線変更支援要求が発生したとしても、車線変更支援制御を実行しない(車線変更支援制御を禁止する。)。
このLCS許可/不許可判定は次に述べるように行われる。即ち、ECU10は、自車両の周辺に存在する物標の自車両に対する速度(即ち、相対速度)の大きさが大きい場合、高相対速度物標に対する判定をLCS許可/不許可判定として行う。高相対速度物標に対する判定においては、少なくとも物標の相対速度が使用される。これに対し、自車両の周辺に存在する物標の相対速度の大きさが小さい場合、低相対速度物標に対する判定をLCS許可/不許可判定として行う。低相対速度物標に対する判定においては、物標の相対速度は精度が低いために使用されることはなく、物標の位置(距離及び方位により特定される相対位置)が使用される。
<具体的作動>
ECU10のCPU(以下、特に明示しない場合、「CPU」は「ECU10のCPU」を指す。)は、所定時間が経過する毎に図4にフローチャートにより示した「右車線への車線変更についてのLCS許可/不許可判定ルーチン」を実行するようになっている。
従って、CPUは所定のタイミングになると図4のステップ400から処理を開始してステップ402に進み、現時点において車線維持制御が実行されているか否かを判定する。現時点において車線維持制御が実行されていなければ、CPUはステップ402にて「No」と判定し、ステップ495に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点において車線維持制御が実行されていると、CPUはステップ402にて「Yes」と判定してステップ404に進み、判定対象物標を選択する。
より具体的に述べると、CPUは、図5に示したように、自車両SVの周囲の領域を区画した6個の領域(即ち、FR領域,RR領域,FC領域,RC領域,FL領域及びRL領域)のそれぞれから、自車両SVのX軸方向における自車両SVとの距離(距離の大きさ)が最短の物標を各領域の判定対象物標として選択する。6個の領域は以下に述べる通りである。
FR領域(右前方領域);自車線に隣接する車線であって自車線の右側の車線(以下、「右車線」とも称呼する。)内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」以上であり「所定の長さであるDa1」以下である領域。
RR領域(右後方領域);右車線内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」未満であり「−Da1」以上である領域。
FC領域(中央前方領域);自車線内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」以上であり「Da1」以下である領域。
RC領域(中央後方領域);自車線内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」未満であり「−Da1」以上である領域。
FL領域(左前方領域);自車線に隣接する車線であって自車線の左側の車線(以下、「左車線」とも称呼する。)内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」以上であり「Da1」以下である領域。
RL領域(左後方領域);左車線内の領域であり、且つ、X軸の座標が「0」未満であり「−Da1」以上である領域。
図5に示した例では、FR領域には、物標である他車両TV1及び物標である他車両TV2が存在している。他車両TV1のX軸方向の距離は他車両TV2のX軸方向の距離より短い。従って、他車両TV1がFR領域における判定対象物標として選択される。更に、図5に示した例では、RR領域には、物標である他車両TV7及び物標である他車両TV8が存在している。他車両TV7のX軸方向の距離は他車両TV8のX軸方向の距離より短い。従って、他車両TV7がRR領域における判定対象物標として選択される。同様に、図5に示した例においては、各領域においてハッチングを付した「他車両TV3,TV5,TV9及びTV11」が、FC領域,FL領域,RC領域及びRL領域の判定対象物標としてそれぞれ選択される。
次に、CPUは図4のステップ406以降に進み、FR領域の判定対象物標(以下、「右先行車」とも称呼する。)について、車線変更許可条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUはステップ406にて右先行車が高相対速度物標であるか否かを判定する。即ち、CPUは、右先行車の相対速度(X軸方向における自車両の車速に対する右先行車の速度)VrFRの大きさ|VrFR|が閾値相対速度Vrth(例えば、1.5[km/h])よりも大きいか否かを判定する。
右先行車の相対速度の大きさ|VrFR|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、右先行車は「高相対速度物標(即ち、相対速度が高い物標)」である。従って、この場合、CPUはステップ406にて「Yes」と判定してステップ408に進み、右先行車について以下に述べるTTC(Time To Collision)条件が成立しているか否かを判定する。
即ち、CPUは、ステップ408にて、先ず、右先行車と自車両とのX軸方向における距離(車間距離)DrFRを右先行車の相対速度VrFR(=右先行車対地速度−自車両対地速度)で除した値の絶対値を「右先行車に対する衝突余裕時間TTC(FR)」として算出する(TTC(FR)=|DrFR/VrFR|)。即ち、衝突余裕時間TTC(FR)は、自車両が現時点の車速を維持して右先行車の直後を走行した場合に自車両が右先行車に衝突するまでの時間である。次いで、CPUは、衝突余裕時間TTC(FR)が閾値時間TTCth以上であるか否かを判定することにより、右先行車についてのTTC条件が成立しているか否かを判定する。なお、相対速度VrFRが正の値である場合(即ち、右先行車が自車両から遠ざかりつつある場合)、衝突余裕時間TTC(FR)は閾値時間TTCthに比べて十分に大きい値に設定される。従って、右先行車が自車両から遠ざかりつつある場合、右先行車についてのTTC条件は必ず成立する。
いま、衝突余裕時間TTC(FR)が閾値時間TTCth以上であると仮定すると、右先行車についてのTTC条件が成立しているから、CPUはステップ408にて「Yes」と判定してステップ410に進む。
CPUは、ステップ410にて、右先行車との車間距離条件が成立しているか否かを判定する。この車間距離条件が成立しているか否かの判定は、次の3通りに場合わけされた上で判定される。これらの何れかの場合に対して設定された車間距離条件が少なくとも1つ成立する場合、CPUは右先行車との車間距離条件が成立していると判定する。
(場合A)
場合Aは、図6の(A)に示したように、自車両SVが時点t0にて車線変更支援制御により車線変更を開始し(即ち、右車線に向かって横位置を変更し始め)且つその車線変更支援制御において許容されている最大減速度αlcsmax(例えば、0.07G)にて減速を行ったと仮定した場合において、白線到達時点t2よりも前の時点t1において右先行車FRTVの相対速度が「0」になる場合(即ち、自車両SVが右先行車FRTVと等速になる場合)である。白線到達時点は、自車両SVの右側端部が、自車線と右車線とを区画している白線(区画線)上に達する時点である。なお、この場合の相対速度Vrsは、自車両SVの対地速度から先行車FRTVの対地速度を減じた値(Vrs=自車両対地速度−先行車対地速度)である。よって、相対速度Vrsが正であるときには自車両SVは右先行車FRTVに接近し、相対速度Vrsが負であるとには自車両SVは右先行車FRTVから遠ざかる。
この場合、自車両SVが白線に到達するまでは、自車両SVと右先行車FRTVとの車間距離が如何なる場合であっても両者が接触する虞はない。更に、自車両SVは白線到達後においても最大減速度αlcsmaxにて減速を続けることができると仮定してよい。従って、白線到達時点t2において自車両SVと先行車FRTVとの車間距離SKが閾値車間距離SKth以上であれば、白線到達時点t2以降において(即ち、自車両SVが右車線に進入し始めた時点以降において)も自車両SVと右先行車FRTVとの車間距離は十分に長い。なお、閾値車間距離SKthは自車両SVが右先行車FRTVに過度に接近することなく自車両SVが安全に車線変更を行うことが可能な距離(例えば、10m)に設定される。一方、車線変更支援制御により車線変更を開始した時点t0から白線到達時点t2までの時間の最大値Tmaxは、一般的な道路幅と車線変更支援制御における自車両の横速度(Y軸方向の移動速度)とから予め想定することができる(本例では、この時間の最大値Tmaxを2秒に設定している。)。
以上から、CPUは、右先行車FRTVとの相対速度Vrsが「0」になるまでの時間teを求め(te=Vrs0/αlcsmax;Vrs0は車線変更支援制御の開始時点t0での相対速度Vrs)、時間teが「時点t0から白線到達時点t2までの時間の予め設定された最大値Tmax」以下である場合には、場合Aが成立すると判定する。そして、場合Aが成立すると判定した場合、CPUは、白線到達時点t2における右先行車FRTVとの車間距離SKt2を簡単な計算により(下記の式を参照。)推定し、その車間距離SKt2が閾値車間距離SKth以上であれば、場合Aに対して設定された車間距離条件が成立すると判定する。

車間距離SKt2=SK0−Vrs0・Tmax+(1/2)・αlcsmax・Tmax
(SK0:車線変更支援制御の開始時点t0における自車両と右先行車との車間距離)

なお、この車間距離SKt2は、ルックアップテーブルMapSKt2(Vrs0,SK0)に実際の相対速度Vrs0及び実際の車間距離SK0を適用することによって求めても良い。
(場合B)
場合Bは、図6の(B)に示したように、自車両SVが時点t0にて車線変更支援制御により車線変更を開始し且つ最大減速度αlcsmaxにて減速を行ったと仮定した場合において、白線到達時点t2よりも後であって、右先行車FRTVを追従対象車両とする追従車間距離制御(ACC)が開始される時点t4よりも前の時点t3にて右先行車FRTVとの相対速度Vrsが「0」になる場合である。
この場合、自車両SVが白線に到達して右車線に進入した時点以降においても自車両は右先行車に接近する。そして、時点t3にて自車両と右先行車との車間距離SKが最小になる。よって、時点t3の車間距離SKが閾値車間距離SKth以上であれば、自車両は安全に車線変更することができると考えられる。
以上から、CPUは、時点t0から時点t3までの時間teを求め(te=Vrs0/αlcsmax)、その時間teが「時点t0から白線到達時点t2までの時間の予め設定された最大値Tmax」よりも長く、且つ、後述する時間Taccよりも短い場合、その時間teを用いて時点t3における車間距離SKt3を求める(下記の式を参照。)。そして、CPUは、その車間距離SKt3が閾値車間距離SKth以上であれば、場合Bに対して設定された車間距離条件が成立すると判定する。なお、この車間距離SKt3は、ルックアップテーブルMapSKt3(Vrs0,SK0)に実際の相対速度Vrs0及び実際の車間距離SK0を適用することによって求めても良い。

車間距離SKt3=SK0−Vrs0・te+(1/2)・αlcsmax・te
(場合C)
ところで、自車両SVは車線変更後に右先行車FRTV(その時点では、自車両SVの直前を走行する先行車になっている。)に対する追従車間距離制御を再開する。追従車間距離制御において許容される最大減速度αaccmax(本例では0.15G)は、車線変更支援制御における最大減速度αlcsmaxよりも大きい。
従って、図6の(C)に示したように、自車両SVが時点t0から最大減速度αlcsmaxにて減速した場合に時点t0から所定の時間が経過した時点t4において相対速度Vrsが正の値であれば(即ち、自車両SVが依然として右先行車FRTVに接近している状態であれば)、その時点t4以降において右先行車FRTVを追従対象車として開始される追従車間距離制御によって自車両SVは最大減速度αaccmaxにて減速できる。一方、車線変更支援制御の開始時点t0から右先行車に対する追従車間距離制御が開始される時点までの時間の最大値Taccは、一般的な道路幅と車線変更支援制御における自車両の横速度とから予め想定することができる(本例では、この時間の最大値Taccを6秒に設定している。)。
以上から、CPUは、右先行車FRTVとの相対速度Vrsが「0」になるまでの時間teを求め(te=Vrs0/αlcsmax)、時間teが「右先行車FRTVに対する追従車間距離制御が開始される時点までの時間の最大値Tacc」よりも長い場合、自車両は、時点t0から時点t4までの時間Taccにおいて最大減速度αlcsmaxにて減速し、時点t4以降においては最大減速度αaccmaxにて減速すると仮定した上で、右先行車FRTVとの相対速度Vrsが「0」になる時点t5を求める。そして、CPUは、時点t5における右先行車との車間距離SKt5を上記と同様な考え方による簡単な計算により推定する。そして、CPUは、その車間距離SKt5が閾値車間距離SKth以上であれば、場合Cに対して設定された車間距離条件が成立すると判定する。なお、この車間距離SKt5は、ルックアップテーブルMapSKt5(Vrs0,L0)に実際の相対速度Vrs0及び実際の車間距離SK0を適用することによって求めても良い。
いま、上述の3つの場合(即ち、場合A、場合B及び場合C)に対して設定された車間距離条件の少なくとも1つの条件が成立していると仮定する。即ち、右先行車との車間距離条件が成立していると仮定する。この場合、CPUは図4のルーチンのステップ410にて「Yes」と判定してステップ412に進み、右先行車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。
瞬時距離条件は、自車両SVの右側の真横に右先行車FRTVが存在していないときに成立する条件である。例えば、図7の(A)に示した状況は、自車両SVの右側の真横に右先行車FRTVが存在しているので、瞬時距離条件は成立しない。より具体的に述べると、右車線内の領域であって縦方向が自車両SVの前端部から後端部までの領域(以下、「右真横領域」又は「NG領域」とも称呼する。)に右先行車FRTVが存在していないとき、CPUは右先行車に対する瞬時距離条件が成立していると判定する。
いま、右先行車に対する瞬時距離条件が成立していると仮定する。この場合、CPUは図4に示したステップ412にて「Yes」と判定してステップ414に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「1」に設定する。
以上、説明したように、CPUは、右先行車が高相対速度物標である場合、以下の総ての条件が成立したときに右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「1」に設定する。
(a)右先行車についてのTTC条件が成立している(ステップ408を参照。)。
(b)右先行車との車間距離条件が成立している(ステップ410を参照。)。
(c)右先行車に対する瞬時距離条件が成立している(ステップ412を参照。)。
上記(a)及び(b)の条件が成立するか否かの判定には、上述したように右先行車の相対速度が使用される。上記(a)乃至(c)の条件、又は、上記(a)及び(b)の条件は、便宜上、「第1実行許可条件」と称呼される場合がある。
一方、右先行車についてのTTC条件が成立していない場合、CPUはステップ408にて「No」と判定してステップ416に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「0」に設定する。
同様に、右先行車との車間距離条件が成立していない場合、CPUはステップ410にて「No」と判定してステップ416に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「0」に設定する。
同様に、右先行車に対する瞬時距離条件が成立していない場合、CPUはステップ412にて「No」と判定してステップ416に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「0」に設定する。
これに対し、CPUがステップ406の処理を実行する時点において、FR領域の判定対象物標(即ち、右先行車)が高相対速度物標でない場合、CPUはそのステップ406にて「No」と判定してステップ418に進み、右先行車に対する低相対速度物標条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUは、図8の(A)に示したように、自車線内の領域及び右車線内の領域であって且つX軸の座標が「0」以上であり「所定の長さである前方距離D1(例えば、10[m])」以下である領域S1内に存在している総ての物標(他車両)を抽出する。更に、CPUは、図8の(B)に示したように、その抽出した物標の少なくとも一つが、自車線内の領域及び右車線内の領域であって且つX軸の座標が「0」以上であり「長さD1以下の長さD2(例えば、2[m])」以下である領域S2内に存在しているか否かを判定する。なお、CPUは、領域S2を自車線内の領域S2aと右車線内の領域S2bとに区分し、それぞれの領域に対して物標が存在するか否かを判定してもよい。更に、CPUは、その領域S2b内に物標が存在しないとの条件を右先行車に対する低相対速度物標条件として採用してもよい。
物標が領域S2に存在しない場合、右先行車に対する低相対速度物標条件が成立する。この場合、CPUは図4のルーチンのステップ418にて「Yes」と判定してステップ420に進み、右先行車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。このステップ420の処理は前述したステップ412の処理と同じである。即ち、CPUは、自車両SVの右側の真横に右先行車FRTVが存在していないか否かを判定する。
自車両SVの右側の真横に右先行車FRTVが存在していない場合、CPUはステップ420にて「Yes」と判定してステップ422に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「1」に設定する。
以上、説明したように、CPUは、右先行車が低相対速度物標である場合、以下の総ての条件が成立したときに右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「1」に設定する。
(d)右先行車に対する低相対速度物標条件が成立している(ステップ418を参照。)。
(e)右先行車に対する瞬時距離条件が成立している(ステップ420を参照。)。
上記(d)及び(e)の条件が成立するか否かの判定には、右先行車の相対速度が使用されことはなく、右先行車の自車両に対する距離(距離及び方位から定まる位置)が使用される。上記(d)及び(e)の条件、又は、上記(a)の条件は、便宜上、「第2実行許可条件」と称呼される場合がある。
一方、右先行車に対する低相対速度物標条件が成立していない場合、CPUはステップ418にて「No」と判定してステップ416に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「0」に設定する。
同様に、右先行車に対する瞬時距離条件が成立していない場合、CPUはステップ420にて「No」と判定してステップ416に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値を「0」に設定する。
CPUは、ステップ414、ステップ416及びステップ422の何れかのステップの処理を終了すると、ステップ424以降に進み、RR領域の判定対象物標(以下、「右後方車」とも称呼する。)について、車線変更許可条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUはステップ424にて右後方車が高相対速度物標であるか否かを判定する。即ち、CPUは、右後方車の相対速度(X軸方向における自車両の車速に対する物標の速度)VrRRの大きさ|VrRR|が閾値相対速度Vrthよりも大きいか否かを判定する。
右後方車の相対速度の大きさ|VrRR|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、右後方車は「高相対速度物標」である。従って、この場合、CPUはステップ424にて「Yes」と判定してステップ426に進み、右後方車について以下に述べるTTC条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUは、ステップ426にて、先ず、右後方車と自車両との距離DrRR(即ち、自車両の後端部と右後方車の前端部との距離DrRR)を右後方車の相対速度VrRR(=右後方車対地速度−自車両対地速度)で除した値の絶対値を「右後方車に対する衝突余裕時間TTC(RR)」として算出する(TTC(RR)=|DrRR/VrRR|)。即ち、衝突余裕時間TTC(RR)は、自車両及び右後方車が現時点の車速を維持して右後方車の直前を走行した場合に右後方車が自車両に衝突するまでの時間である。なお、距離DrRRは、右後方車の距離の絶対値から自車両の前端部から後端部までの長さ(車長)Dlengthを減じることにより算出される。次いで、CPUは、衝突余裕時間TTC(RR)が閾値時間TTCth以上であるか否かを判定することにより、右後方車についてのTTC条件が成立しているか否かを判定する。なお、相対速度VrRRが負の値である場合(即ち、自車両が右後方車から遠ざかりつつある場合)、衝突余裕時間TTC(RR)は前述した閾値時間TTCthに比べて十分に大きい値に設定される。従って、自車両が右後方車から遠ざかりつつある場合、右後方車についてのTTC条件は必ず成立する。
いま、衝突余裕時間TTC(RR)が閾値時間TTCth以上であると仮定すると、右後方車についてのTTC条件が成立しているから、CPUはステップ426にて「Yes」と判定してステップ428に進む。
CPUは、ステップ428にて、右後方車との車間距離条件が成立しているか否かを判定する。この車間距離条件が成立しているか否かの判定は、次の2通りに場合わけされた上で判定される。これらの何れかの場合に対して設定された車間距離条件が少なくとも1つ成立する場合、CPUは右後方車との車間距離条件が成立していると判定する。
(場合D)
場合Dは、図9の(D)に示したように、自車両SVが時点t0にて車線変更支援制御により車線変更を開始し(即ち、右車線に向かって横位置を変更し始め)且つその車線変更支援制御によって右後方車RRTVが所定の減速度αkにて減速を行ったと仮定した場合において、白線到達時点t12よりも前の時点t11において右後方車RRTVとの相対速度Vrtが「0」になる場合である。車線変更支援制御が開始されると、ウインカーが点滅させられるので、右後方車RRTVは急減速ではない範囲の減速度αk(例えば、アクセルペダルを解放したエンジンブレーキによる減速度であり、本例では0.07G)で減速することが期待できる。従って、右後方車RRTVは減速度αkにて減速すると仮定している。右後方車RRTVとの相対速度Vrtが「0」になる場合は、自車両SVが右後方車RRTVと等速になる場合であり、右後方車RRTVが自車両SVに最接近する場合である。なお、この場合の相対速度Vrtは、右後方車RRTVの対地速度から自車両SVの対地速度を減じた値(Vrt=後方車対地速度−自車両対地速度)である。よって、相対速度Vrtが正であるときには右後方車RRTVは自車両SVに接近し、相対速度Vrtが負であるときには右後方車RRTVは自車両SVから遠ざかる。
この場合、自車両SVが白線(自車線の右側の白線)に到達するまでは、自車両SVと右後方車RRTVとの車間距離が如何なる場合であっても両者が接触する虞はない。更に、右後方車RRTVは自車両SVが白線に到達した後においても減速度αkにて減速を続けると考えられる。よって、白線到達時点t12において自車両SVと右後方車RRTVとの車間距離SKが閾値車間距離SKth以上であれば、白線到達時点t12以降において(即ち、自車両が右車線に進入し始めた時点以降において)も自車両SVと右後方車RRTVとの距離は十分に長い。一方、車線変更支援制御により車線変更を開始した時点t0から白線到達時点t12までの時間の最大値Tmaxは、前述したように、予め想定することができる。
以上から、CPUは、右後方車RRTVとの相対速度Vrtが「0」になるまでの時間tfを求め(tf=Vrt0/αk;Vrt0は車線変更支援制御の開始時点t0での相対速度Vrt)、時間tfが「時点t0から白線到達時点t12までの時間の予め設定された最大値Tmax」以下である場合には、場合Dが成立すると判定する。そして、場合Dが成立すると判定した場合、CPUは、白線到達時点t12における右後方車との車間距離SKt12を上記場合Aと同様な簡単な計算により推定し、その車間距離SKt12が閾値車間距離SKth以上であれば、場合Dに対して設定された車間距離条件が成立すると判定する。なお、この車間距離SKt12は、ルックアップテーブルMapSKt12(Vrt0,SK1)に実際の相対速度Vrt0及び実際の車間距離SK1(車線変更支援制御の開始時点t0における自車両と右後方車との車間距離)を適用することによって求めても良い。
(場合E)
場合Eは、図9の(E)に示したように、自車両SVが時点t0にて車線変更支援制御により車線変更を開始し且つ右後方車が所定の減速度αkにて減速を行ったと仮定した場合において、白線到達時点t12よりも後の時点t13にて右後方車との相対速度Vrtが「0」になる場合である。
この場合、自車両SVが白線に到達して右車線に進入した時点以降においても右後方車RRTVは自車両SVに接近する。そして、時点t13にて自車両SVと右後方車RRTVとの車間距離SKが最小になる。よって、時点t13の車間距離SKが閾値車間距離SKth以上であって十分に長ければ、自車両SVは余裕をもって車線変更することができると考えられる。
以上から、CPUは、時点t0から時点t13までの時間tfを求め(tf=Vrt0/αk)、その時間tfが「時点t0から白線到達時点t12までの時間の予め設定された最大値Tmax」よりも長い場合、その時間tf用いて時点t13における車間距離SKt13を上記場合Bと同様な簡単な計算により推定する。そして、CPUは、その車間距離SKt13が閾値車間距離SKth以上であれば、場合Eに対して設定された車間距離条件が成立すると判定する。なお、この車間距離SKt13は、ルックアップテーブルMapSKt13(Vrt0,SK1)に実際の相対速度Vrt0及び実際の車間距離SK1を適用することによって求めても良い。
いま、上述の2つの場合(即ち、場合D及び場合E)に対して設定された車間距離条件のうちの少なくとも1つの条件が成立していると仮定する。即ち、右後方車との車間距離条件が成立していると仮定する。この場合、CPUは図4のルーチンのステップ428にて「Yes」と判定してステップ430に進み、右後方車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。
瞬時距離条件は、自車両SVの右側の真横に右後方車RRTVが存在していないときに成立する条件である。例えば、図7の(B)に示した状況は、自車両SVの右側の真横に右後方車RRTVが存在しているので、瞬時距離条件は成立しない。より具体的に述べると、前述の右真横領域(NG領域)に右後方車RRTVが存在していないとき、CPUは右後方車に対する瞬時距離条件が成立していると判定する。
いま、右後方車に対する瞬時距離条件が成立していると仮定する。この場合、CPUはステップ430にて「Yes」と判定してステップ432に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「1」に設定する。
以上、説明したように、CPUは、右後方車が高相対速度物標である場合、以下の総ての条件が成立したときに右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「1」に設定する。
(f)右後方車についてのTTC条件が成立している(ステップ426を参照。)。
(g)右後方車との車間距離条件が成立している(ステップ428を参照。)。
(h)右後方車に対する瞬時距離条件が成立している(ステップ430を参照。)。
上記(f)及び(g)の条件が成立するか否かの判定には、上述したように右後方車の相対速度が使用される。上記(f)乃至(h)の条件、又は、上記(f)及び(g)の条件は、便宜上、「第1実行許可条件」と称呼される場合がある。
一方、右後方車についてのTTC条件が成立していない場合、CPUはステップ426にて「No」と判定してステップ434に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「0」に設定する。
同様に、右後方車との車間距離条件が成立していない場合、CPUはステップ428にて「No」と判定してステップ434に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「0」に設定する。
同様に、右後方車に対する瞬時距離条件が成立していない場合、CPUはステップ430にて「No」と判定してステップ434に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「0」に設定する。
これに対し、CPUがステップ424の処理を実行する時点において、RR領域の判定対象物標(即ち、右後方車)が高相対速度物標でない場合、CPUはそのステップ424にて「No」と判定してステップ436に進み、右後方車に対する低相対速度物標条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUは、図8の(A)に示したように、自車線内の領域及び右車線内の領域であって且つX軸の座標が「−Dlength」以下であり「所定の長さである後方距離D3(例えば、10[m])」の符号を反転した値(−D3)以上である領域S3内に存在している総ての物標(他車両)を抽出する。なお、Dlengthは前述したように自車両SVの前後方向の長さである。更に、CPUは、図8の(B)に示したように、その抽出した物標の少なくとも一つが、自車線内の領域及び右車線内の領域であって且つX軸の座標が「−Dlength」以下であり「長さD3以下の長さD4」の符号を反転した値(−D4)以上である領域S4内に存在しているか否かを判定する。なお、CPUは、領域S4を自車線内の領域S4aと右車線内の領域S4bとに区分し、それぞれの領域に対して物標が存在するか否かを判定してもよい。更に、CPUは、その領域S4b内に物標が存在しないとの条件を右後方車に対する低相対速度物標条件として採用してもよい。
物標が領域S4に存在しない場合、右後方車に対する低相対速度物標条件が成立する。この場合、CPUはステップ436にて「Yes」と判定してステップ438に進み、右後方車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。このステップ438の処理は前述したステップ430の処理と同じである。即ち、CPUは、自車両SVの右側の真横に右後方車RRTVが存在していないか否かを判定する。
自車両SVの右側の真横に右後方車RRTVが存在していない場合、CPUはステップ438にて「Yes」と判定してステップ440に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「1」に設定する。
以上、説明したように、CPUは、右後方車が低相対速度物標である場合、以下の総ての条件が成立したときに右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「1」に設定する。
(i)右後方車に対する低相対速度物標条件が成立している(ステップ436を参照。)。
(j)右後方車に対する瞬時距離条件が成立している(ステップ438を参照。)。
上記(i)及び(j)の条件が成立するか否かの判定には、右後方車の相対速度が使用されことはなく、右後方車の自車両に対する距離(距離及び方位から定まる位置)が使用される。上記(i)及び(j)の条件、又は、上記(i)の条件は、便宜上、「第2実行許可条件」と称呼される場合がある。
一方、右後方車に対する低相対速度物標条件が成立していない場合、CPUはステップ436にて「No」と判定してステップ434に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「0」に設定する。
同様に、右後方車に対する瞬時距離条件が成立していない場合、CPUはステップ438にて「No」と判定してステップ434に進み、右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値を「0」に設定する。
CPUは、ステップ432、ステップ434及びステップ440の何れかのステップの処理を終了すると、ステップ442に進み、右先行車に対する車線変更許可フラグXFRokの値が「1」であり且つ右後方車に対する車線変更許可フラグXRRokの値が「1」であるか否かを判定する。
車線変更許可フラグXFRokの値及び車線変更許可フラグXRRokの値の何れもが「1」である場合、CPUはステップ442にて「Yes」と判定してステップ444に進み、右車線変更制御許可フラグ(右LCS許可フラグ)XRLCokの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ495に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、車線変更許可フラグXFRokの値及び車線変更許可フラグXRRokの値の少なくとも一方が「0」である場合、CPUはステップ442にて「No」と判定してステップ446に進み、右車線変更制御許可フラグXRLCokの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ495に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
一方、CPUは、所定時間が経過する毎に図10にフローチャートにより示した「車線変更支援制御実行ルーチン」を実行するようになっている。
従って、所定のタイミングになると、CPUは図10のステップ1000から処理を開始してステップ1010に進み、現時点において車線変更支援制御が実行中でないか否かを判定する。
現時点において車線変更支援制御が実行中でない場合、CPUはステップ1010にて「Yes」と判定してステップ1020に進み、以下の3つの条件が何れも成立しているか否かを判定する。
・車線維持制御が実行中であること。
・操作スイッチ17によって車線変更支援が選択されていること。
・自車線と右車線との境界となる白線が破線であること。
なお、上記の「車線維持制御が実行中である」との条件は、以下の条件が総て成立したときに成立する。
・操作スイッチ17によって車線維持制御の実施が選択されていること。
・追従車間距離制御が実行中であること。
・自車線の「左白線及び右白線」の両方が認識されていること。
いま、これらの3つの条件が何れも成立していると仮定する。この場合、CPUはステップ1020にて「Yes」と判定してステップ1030に進み、ウインカーレバーの操作によって右車線への車線変更支援要求が発生しているか否かを判定する。
右車線への車線変更支援要求が発生している場合、CPUはステップ1030にて「Yes」と判定してステップ1040に進み、右車線変更制御許可フラグXRLCokの値が「1」に設定されているか否かを判定する。
右車線変更制御許可フラグXRLCokの値が「1」に設定されている場合、CPUはステップ1040にて「Yes」と判定してステップ1050に進み、右車線への車線変更支援制御の実行を開始する。この時点以降、右車線への車線変更が終了したと判定される時点まで、CPUは車線変更支援制御が実行中であると認識する。その後、CPUはステップ1095に進み、本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点において車線変更支援制御が実行中である場合、CPUはステップ1010にて「No」と判定し、ステップ1095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、現時点においてステップ1020にて判定される3つの条件の少なくとも一つが成立していない場合、CPUはステップ1020にて「No」と判定し、ステップ1095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、現時点において右車線への車線変更支援要求が発生していない場合、CPUはステップ1030にて「No」と判定し、ステップ1095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
加えて、右車線変更制御許可フラグXRLCokの値が「0」に設定されている場合、CPUはステップ1040にて「No」と判定し、ステップ1095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、右車線変更制御許可フラグXRLCokの値が「0」であるとき、車線変更支援制御は禁止される。
以上、説明したように、CPUは「右車線への車線変更についてのLCS許可/不許可判定」を実行し、その判定結果に応じて車線変更制御を禁止したり許可したりする。
更に、CPUは、図11にフローチャートにより示した「左車線への車線変更についてのLCS許可/不許可判定ルーチン」を所定時間が経過する毎に実行するようになっている。このルーチンは、判定の対象となる物標が「左車線の先行車及び後方車」となる点のみにおいて、図4に示したルーチンと相違している。従って、以下、図4との相違点を中心として図11のルーチンについて簡単に説明する。
ステップ1102:ステップ402と同じ処理を行なうステップである。
ステップ1104:ステップ404と同じ処理を行なうステップである。
ステップ1106:CPUは、左先行車(FL領域の判定対象物標)が高相対速度物標であるか否かを判定する。即ち、CPUは、左先行車の相対速度VrFLの大きさ|VrFL|が閾値相対速度Vrthよりも大きいか否かを判定する。左先行車が高相対速度物標である場合、CPUはステップ1108に進む。
ステップ1108:CPUは、先ず、左先行車と自車両との距離(車間距離)DrFLを左先行車の相対速度VrFL(=左先行車対地速度−自車両対地速度)で除した値の絶対値を「左先行車に対する衝突余裕時間TTC(FL)」として算出する。次いで、CPUは、衝突余裕時間TTC(FL)が閾値時間TTCth以上であるか否かを判定することにより、左先行車についてのTTC条件が成立しているか否かを判定する。なお、相対速度VrFLが正の値である場合、衝突余裕時間TTC(FR)は閾値時間TTCthに比べて十分に大きい値に設定される。
ステップ1110:左先行車についてのTTC条件が成立している場合、CPUはステップ1110に進み、上記の「場合A、場合B及び場合C」と同様に場合分けし、自車両が左先行車と等速になる場合の自車両と左先行車との車間距離を算出する。そして、CPUは、その算出した車間距離が閾値車間距離SKth以上である場合があれば車間距離条件が成立すると判定してステップ1112に進む。
ステップ1112:CPUは、左先行車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。この瞬時距離条件は、自車両の左側の真横に左先行車が存在していないときに成立する条件である。左先行車に対する瞬時距離条件が成立していれば、CPUはステップ1114に進む。
ステップ1114:CPUは、左先行車に対する車線変更許可フラグXFLokの値を「1」に設定する。
ステップ1116:CPUは、ステップ1108乃至ステップ1112の何れかのステップにて「No」と判定するとステップ1116に進み、左先行車に対する車線変更許可フラグXFLokの値を「0」に設定する。
ステップ1118:CPUは、ステップ1106にて左先行車が高相対速度物標でない(即ち、低相対速度物標である)と判定するとステップ1106からステップ1118に進み、左先行車に対する低相対速度物標条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUは、図8の(C)に示したように、自車線内の領域及び左車線内の領域であって且つX軸の座標が「0」以上であり「長さD1」以下である領域S5内に存在している総ての物標(他車両)を抽出する。更に、CPUは、図8の(D)に示したように、その抽出した物標の少なくとも一つが、自車線内の領域及び左車線内の領域であって且つX軸の座標が「0」以上であり「長さD2」以下である領域S6内に存在しているか否かを判定する。物標が領域S6に存在しない場合、左先行車に対する低相対速度物標条件が成立する。
ステップ1120:左先行車に対する低相対速度物標条件が成立していると、CPUはステップ1120に進み、左先行車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。このステップ1120の処理は前述したステップ1112の処理と同じである。
ステップ1122:左先行車に対する瞬時距離条件が成立していると、CPUはステップ1122に進み、左先行車に対する車線変更許可フラグXFLokの値を「1」に設定する。なお、CPUは、ステップ1118及びステップ1120の何れかのステップにて「No」と判定するとステップ1116に進む。CPUは、ステップ1114、ステップ1116及びステップ1122の何れかのステップからステップ1124に進む。
ステップ1124:CPUは、左後方車(RL領域の判定対象物標)が高相対速度物標であるか否かを判定する。即ち、CPUは、左後方車の相対速度VrRLの大きさ|VrRL|が閾値相対速度Vrthよりも大きいか否かを判定する。左後方車が高相対速度物標である場合、CPUはステップ1126に進む。
ステップ1126:CPUは、左後方車について以下に述べるTTC条件が成立しているか否かを判定する。即ち、CPUは、先ず、左後方車と自車両との距離DrRLを右後方車の相対速度VrRL(=左後方車対地速度−自車両対地速度)で除した値の絶対値を「左後方車に対する衝突余裕時間TTC(RL)」として算出する。次いで、CPUは、衝突余裕時間TTC(RL)が閾値時間TTCth以上であるか否かを判定することにより、左後方車についてのTTC条件が成立しているか否かを判定する。なお、相対速度VrFRが負の値である場合、衝突余裕時間TTC(RL)は前述した閾値時間TTCthに比べて十分に大きい値に設定される。
ステップ1128:左後方車についてのTTC条件が成立している場合、CPUはステップ1128に進み、上記の「場合D及び場合E」と同様に場合分けし、自車両が左後方車と等速になる場合の自車両と左後方車との車間距離を算出する。そして、CPUは、その算出した車間距離が閾値車間距離SKth以上である場合があれば車間距離条件が成立すると判定してステップ1130に進む。
ステップ1130:CPUは、左後方車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。この瞬時距離条件は、自車両の左側の真横に左後方車が存在していないときに成立する条件である。左先行車に対する瞬時距離条件が成立していれば、CPUはステップ1132に進む。
ステップ1132:CPUは、左後方車に対する車線変更許可フラグXRLokの値を「1」に設定する。
ステップ1134:CPUは、ステップ1126乃至ステップ1130の何れかのステップにて「No」と判定するとステップ1134に進み、左後方車に対する車線変更許可フラグXRLokの値を「0」に設定する。
ステップ1136:CPUは、ステップ1124にて左後方車が高相対速度物標でない(即ち、低相対速度物標である)と判定すると、ステップ1124からステップ1136に進み、左後方車に対する低相対速度物標条件が成立しているか否かを判定する。
より具体的に述べると、CPUは、図8の(C)に示したように、自車線内の領域及び左車線内の領域であって且つX軸の座標が「−Dlength」以下であり「長さD3」の符号を反転した値(−D3)以上である領域S7内に存在している総ての物標(他車両)を抽出する。更に、CPUは、図8の(D)に示したように、その抽出した物標の少なくとも一つが、自車線内の領域及び左車線内の領域であって且つX軸の座標が「−Dlength」以下であり「長さD4」の符号を反転した値(−D4)以上である領域S8内に存在しているか否かを判定する。物標が領域S8内に存在していない場合、左後方車に対する低相対速度物標条件が成立する。
ステップ1138:左後方車に対する低相対速度物標条件が成立していると、CPUはステップ1138に進み、左後方車に対する瞬時距離条件が成立しているか否かを判定する。このステップ1138の処理は前述したステップ1130の処理と同じである。
ステップ1140:左後方車に対する瞬時距離条件が成立していると、CPUはステップ1140に進み左後方車に対する車線変更許可フラグXRLokの値を「1」に設定する。なお、CPUは、ステップ1136及びステップ1138の何れかのステップにて「No」と判定するとステップ1134に進む。CPUは、ステップ1132、ステップ1134及びステップ1140の何れかのステップからステップ1142に進む。
ステップ1142:CPUは、左先行車に対する車線変更許可フラグXFLokの値が「1」であり且つ左後方車に対する車線変更許可フラグXRLokの値が「1」であるか否かを判定する。
ステップ1144:ステップ1142の判定条件が成立すると、CPUはステップ1144に進み、左車線変更制御許可フラグ(左LCS許可フラグ)XLLCokの値を「1」に設定する。その後、CPUはステップ1195に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1146:ステップ1142の判定条件が成立していないと、CPUはステップ1146に進み、左車線変更制御許可フラグXLLCokの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ1195に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に図12にフローチャートにより示した「車線変更支援制御実行ルーチン」を実行するようになっている。このルーチンは、車線変更する方向が左側になっている点のみにおいて、図10に示したルーチンと相違している。従って、以下、図10との相違点を中心として図12のルーチンについて簡単に説明する。
ステップ1210:ステップ1010と同じ処理を行なうステップである。現時点において車線変更支援制御が実行中でない場合、CPUはステップ1210からステップ1220に進む。
ステップ1220:CPUは、以下の3つの条件が何れも成立しているか否かを判定する。
・車線維持制御が実行中であること。
・操作スイッチ17によって車線変更支援が選択されていること。
・自車線と左車線との境界となる白線が破線であること。
ステップ1230:ステップ1220の判定条件が成立していると、CPUはステップ1230に進み、ウインカーレバーの操作によって左車線への車線変更支援要求が発生しているか否かを判定する。
ステップ1240:ウインカーレバーの操作によって左車線への車線変更支援要求が発生していると、CPUはステップ1240に進み、左車線変更制御許可フラグXLLCokの値が「1」に設定されているか否かを判定する。
左車線変更制御許可フラグXLLCokの値が「1」に設定されている場合、CPUはステップ1240にて「Yes」と判定してステップ1250に進み、左車線への車線変更支援制御の実行を開始する。その後、CPUはステップ1295に進み、本ルーチンを一旦終了する。これに対し、CPUは、ステップ1210乃至ステップ1240の何れかのステップにて「No」と判定した場合、ステップ1295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、左車線変更制御許可フラグXLLCokの値が「0」であるとき、車線変更支援制御は禁止される。
以上、説明したように、本実施装置は、自車両の周辺の物標(周辺物標)が、高相対速度物標であれば、周辺レーダセンサ16aにより検出される物標情報に含まれる相対速度を用いて車線支援制御を禁止すべき状況であるか否かを判定する(ステップ408、410、426,428、1108、1110、1126,1128を参照。)。これに対し、本実施装置は、周辺物標が、低相対速度物標であれば、周辺レーダセンサ16aにより検出される物標情報に含まれる相対速度を用いることなく当該物標情報に含まれる物標の位置(距離及び方位)を用いて車線支援制御を禁止すべき状況であるか否かを判定する(ステップ418、420、436、438、1118、1120、1136、1138を参照。)。従って、物標情報に含まれる相対速度の大きさが小さい物標が自車両の周辺に存在している場合であっても、車線変更支援の実行開始を禁止するべきか否かを精度良く判定することができる。
なお、図4、図10(但し、ステップ1050を除く)、図11及び図12(但し、ステップ1250を除く)の各ステップの処理は、CPUが備える支援制御禁止部10Bにより実行されると言うことができる。加えて、ステップ1050及びステップ1250の処理は、CPUが備える制御実行部10Aにより実行されると言うことができる。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、ステップ412、ステップ430、ステップ1112及びステップ1130は省略されてもよい。
更に、運転支援ECU10のCPUは、図4のステップ406において、右先行車の相対速度VrFRの大きさ|VrFR|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、その右先行車を高相対速度物標であると判定した。これに加え、CPUは、右先行車が図8の(A)に示した領域S1内に存在していない場合(換言すると、自車両の前端部と右先行車との距離が前方距離D1以上の場合)、その右先行車の相対速度VrFRの大きさに依らず、その右先行車を高相対速度物標と同等に扱い、ステップ406にて「Yes」と判定してステップ408に進むように構成され得る。これは、自車両と右先行車との距離がある程度大きい場合には、右先行車の相対速度の大きさ小さくても、右先行車のレーダ反射面が大きく移動する可能性が少なく、従って、周辺レーダセンサ16aがその右先行車の相対速度を精度良く検出できるからである。
同様に、運転支援ECU10のCPUは、図4のステップ424において、右後方車の相対速度VrRRの大きさ|VrRR|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、その右後方車を高相対速度物標であると判定した。これに加え、CPUは、右後方車が図8の(A)に示した領域S3内に存在していない場合(換言すると、自車両の後端部と右後方車との距離が後方距離D3以上の場合)、その右後方車の相対速度VrRRの大きさに依らず、その右後方車を高相対速度物標と同等に扱い、ステップ424にて「Yes」と判定してステップ426に進むように構成され得る。これは、自車両と右後方車との距離がある程度大きい場合には、右後方車の相対速度の大きさ小さくても、右後方車のレーダ反射面が大きく移動する可能性が少なく、従って、周辺レーダセンサ16aがその右後方車の相対速度を精度良く検出できるからである。
同様に、運転支援ECU10のCPUは、図11のステップ1106において、左先行車の相対速度VrFLの大きさ|VrFL|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、その左先行車を高相対速度物標であると判定した。これに加え、CPUは、左先行車が図8の(A)に示した領域S5内に存在していない場合(換言すると、自車両の前端部と左先行車との距離が前方距離D1以上の場合)、その左先行車の相対速度VrFLの大きさに依らず、その左先行車を高相対速度物標と同等に扱い、ステップ1106にて「Yes」と判定してステップ1108に進むように構成され得る。これは、自車両と左先行車との距離がある程度大きい場合には、左先行車の相対速度の大きさ小さくても、左先行車のレーダ反射面が大きく移動する可能性が少なく、従って、周辺レーダセンサ16aがその左先行車の相対速度を精度良く検出できるからである。
同様に、運転支援ECU10のCPUは、図11のステップ1124において、左後方車の相対速度VrRLの大きさ|VrRL|が閾値相対速度Vrthよりも大きい場合、その左後方車を高相対速度物標であると判定した。これに加え、CPUは、左後方車が図8の(A)に示した領域S7内に存在していない場合(換言すると、自車両の後端部と左後方車との距離が後方距離D3以上の場合)、その左後方車の相対速度VrRLの大きさに依らず、その左後方車を高相対速度物標と同等に扱い、ステップ1124にて「Yes」と判定してステップ1126に進むように構成され得る。これは、自車両と左後方車との距離がある程度大きい場合には、左後方車の相対速度の大きさ小さくても、左後方車のレーダ反射面が大きく移動する可能性が少なく、従って、周辺レーダセンサ16aがその左後方車の相対速度を精度良く検出できるからである。
即ち、運転支援ECU10は、物標情報に含まれる相対速度の大きさが所定の閾値相対速度以下であり且つ当該物標情報に含まれる位置が自車両から所定範囲(例えば、領域S1、領域S3、領域S5又は領域S7)内である物標を低相対速度物標として扱い、それらの低相対速度物標に対しては、物標情報に含まれる相対速度を用いることなく物標情報に含まれる位置(距離)を用いて低相対速度物標条件(換言すると、第2実行許可条件の一つ)を満たすか否かを判定するように構成されてもよい。
10…運転支援ECU、15…車速センサ、16…周辺センサ、16a…周辺レーダセンサ、16b…カメラセンサ、17…操作スイッチ、52…転舵用モータ、53…ウインカーレバースイッチ、61…ターンシグナルランプ。

Claims (7)

  1. 自車両の周辺に存在する物標である周辺物標のそれぞれについての当該自車両に対する相対速度及び当該自車両に対する位置を含む物標情報を取得するレーダセンサと、
    前記自車両が走行中の車線である自車線から当該自車線に隣接する車線である隣接目標車線へと当該自車両が車線変更するための走行を支援するように当該自車両の舵角を制御する車線変更支援制御を実行する制御実行部と、
    前記周辺物標が前記車線変更支援制御の実行を許可してよい第1実行許可条件を満足するか否かを少なくとも前記物標情報に含まれる前記相対速度を用いて判定し、前記第1実行許可条件が満足されていないと判定した場合に前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止する支援制御禁止部と、
    を備える、運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記物標情報に含まれる前記相対速度の大きさが所定の閾値相対速度以下である低相対速度の物標に対しては当該低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる前記相対速度を用いることなく当該低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる前記位置を用いて所定の第2実行許可条件が満足されるか否かを判定し、前記第2実行許可条件が満足されていないと判定した場合に前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止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、
    前記支援制御禁止部は、
    前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記自車線内であって前記自車両の前端部と当該前端部から第1距離だけ前方の位置との間の領域内にないとの条件を前記第2実行許可条件が満足されるための条件の一つとして設定している、
    運転支援装置。
  3. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の前端部と当該前端部から第1距離だけ前方の位置との間の領域内にないとの条件を前記第2実行許可条件が満足されるための条件の一つとして設定している、
    運転支援装置。
  4. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記自車線内であって前記自車両の後端部と当該後端部から第2距離だけ後方の位置との間の領域内にないとの条件を前記第2実行許可条件が満足されるための条件の一つとして設定している、
    運転支援装置。
  5. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の後端部と当該後端部から第2距離だけ後方の位置との間の領域内にないとの条件を前記第2実行許可条件が満足されるための条件の一つとして設定している、
    運転支援装置。
  6. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記低相対速度の物標の前記物標情報に含まれる位置が、前記隣接目標車線内であって前記自車両の前端部と後端部との間の領域内にないとの条件を前記第2実行許可条件が満足されるための条件の一つとして設定している、
    運転支援装置。
  7. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    前記支援制御禁止部は、
    前記物標情報に含まれる前記相対速度の大きさが前記閾値相対速度以下である物標であっても当該物標情報に含まれる当該物標の位置が前記自車両から所定範囲内でない場合、少なくとも前記物標情報に含まれる当該物標の前記相対速度を用いて当該物標が前記第1実行許可条件を満足するか否かを判定し、当該物標が当該第1実行許可条件を満足しないと判定したとき、前記制御実行部が前記車線変更支援制御を実行することを禁止するように構成された、
    運転支援装置。
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