JP6882957B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両が先行車を追い越すに際し、先行車の先行車速、背面投影面積、側面投影面積に基づき、先行車に対する引き寄せ横移動予測量と押し出し横移動予測量とを求めてフィードフォワード制御するようにした車両の運転支援装置に関する。

最近の車両には、運転中における運転者の負担を軽減し、快適性の向上を図るべく、様々な運転支援機能が備えられている。例えば、自動運転においては、ステレオカメラ、或いはステレオカメラや単眼カメラと、レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波ソナー等とを組み合わせて、自車両周辺の走行環境情報を取得し、運転操作の一部を運転者に代わってシステムが行い、又、特定区間では全ての運転操作を運転者に代わってシステムが行う技術が知られている。

この種の運転支援制御としては、先行車追従制御、車線維持制御、車線逸脱防止制御、先行車追越制御等がある。この中で、先行車追越制御について、本出願人は先に出願した特許文献１（特開２０１６−１４９７０号公報）において、自車両が先行者を追い越すべく車線変更した際に、運転支援制御ユニットは、車載カメラで撮影した画像に基づき先行車の車長、及び自車両との相対車速から追い越しに必要な時間を求め、この追い越しに要する時間が予め設定した時間より短い場合に、追い越しを実行させる技術を提案した。

特開２０１６−１４９７０号公報

上述した文献に開示されている技術では、自車両が車線変更して先行車を追い越そうとする場合、車線維持制御では、車線の中央を目標進行路として設定し、この目標進行路に沿って自車両が走行するように操舵制御を行う。

ところで、先行車が全長の長い大型トラック等の大型車両で、自車両が普通乗用車やワンボックス車等の小型車両の場合、自車両が先行車を追い越す際に、自車両と先行車との対向面の距離（横車間距離）が狭い場合、両車間を通過する空気流速が速くなり、その分空気密度が低くなるため、自車両が先行車側に引き寄せられ易くなる。一方、自車両が先行車の前部から抜け出す際には、先行車の全面にて押しのけられた空気圧が自車両にかかるため、その風圧によって車幅方向へ押し出され易くなる。

上述したように、車線維持制御では、自車両の進行路と目標進行路とを比較し、自車両の進行路が目標進行路に沿って走行するようにフィードバック制御が行われる。従って、先行車を追い越す際に、自車両が先行車に引き寄せられ、或いは押し出されて、自車進行路と目標進行路との間のヨー角が大きくなると、フィードバック補正値が大きくなるため、車両挙動に乱れが生じ、走行安定性が損なわれる不都合がある。

本発明は、前記事情に鑑み、自車両が先行車を追い越す際に、先行車方向へ引き寄せられ、或いは車幅方向へ押し出される圧力を受けても、車両挙動に乱れが生じることがなく、安定した走行性能を得ることのできる車両の運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両前方の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報に基づき先行車と自車両との相対車速を求め、該先行車を追い越し可能と判定した場合は追越制御を実行させて前記先行車が走行している走行車線に隣接する隣接車線へ車線変更させる車線変更制御を実行した後、該隣接車線を車線維持制御により追い越し走行させる運転支援制御手段とを備える車両用運転支援装置において、前記運転支援制御手段は、前記自車両を車線維持制御にて前記隣接車線を走行させるに際し、前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報に基づき前記先行車の先行車速を算出する先行車速算出手段と、前記先行車の背面投影面積を算出する背面投影面積算出手段と、前記先行車の側面投影面積を算出する側面投影面積算出手段と、前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記側面投影面積算出手段で算出した前記側面投影面積とに基づき、前記自車両が前記先行車に引き寄せられる引き寄せ圧による前記自車両の横移動量を相殺する引き寄せ補正操舵角を算出する引き寄せ補正操舵角算出手段と、前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記背面投影面積算出手段で算出した前記背面投影面積とに基づき、前記自車両が前記先行車から押し出される押し出し圧による前記自車両の横移動量を相殺する押し出し補正操舵角を算出する押し出し補正操舵角算出手段と、前記自車両が前記先行車の側面を並走している際は前記引き寄せ補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定し、又前記自車両が前記先行車の前面付近に到達した際には前記押し出し補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定するフィードフォワード目標操舵角算出手段とを備える。

本発明によれば、自車両が先行車を追い越すに際し、先行車から受ける引き寄せ圧と押し出し圧とによる横移動量を相殺する引き寄せ補正操舵角と押し出し補正操舵角とを算出し、自車両が先行車の側面を並走している際は引き寄せ補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定し、又自車両が先行車の前面付近に到達した際には押し出し補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定するようにしたので、自車両が先行車を追い越すに際し、先行車方向へ引き寄せられ、或いは車幅方向へ押し出される圧力を受けても、車両挙動に乱れが生じることがなく、安定した走行性能を得ることができる。

運転支援装置の概略構成図 横移動補正操舵角演算ルーチンを示すフローチャート ＦＦ目標操舵角演算ルーチンを示すフローチャート ＦＢ目標操舵角演算ルーチンを示すフローチャート 指示操舵角演算ルーチンを示すフローチャート （ａ）は車線変更直後の状態を示す俯瞰図、（ｂ）は先行車の背面投影面積と側面投影面積を求める状態を示す俯瞰図、（ｃ）は自車両が先行車に引き寄せられる状態を示す俯瞰図、（ｃ）は車線復帰状態を示す俯瞰図 （ａ）は車幅方向中央に目標進行路を設定した状態を示す俯瞰図、（ｂ）は目標進行路に対して自車進行路がずれた状態を示す俯瞰図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図６に示す符号Ｍは自車両、Ｍｔは直前を走行する先行車である。又、自車両Ｍは軽自動車、或いは普通車であり、先行車Ｍｔは大型トラック、バス、トレーラ等、車長の長い大型車両である。尚、本実施形態では左側通行を前提に説明する。従って、右側通行の場合は、左右が逆の説明となる。

自車両Ｍには、図１に示す運転支援装置１が搭載されている。この運転支援装置１は、運転支援制御手段としての運転支援制御ユニット１１、パワー制御ユニット（以下「Ｐ／Ｗ＿ＥＣＵ」と称する）１２、パーワステアリング制御ユニット（以下「ＰＳ＿ＥＣＵ」と称する）１３、ブレーキ制御ユニット（以下「ＢＫ＿ＥＣＵ」と称する）１４等の各制御ユニットを備え、この各制御ユニット１１〜１４が、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内通信回線１５を通じて、双方向通信自在に接続されている。尚、各ユニット１１〜１４はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラムや固定データ等が記憶されている。

又、運転支援制御ユニット１１の入力側に、車載カメラユニット２１、自車両Ｍの車速（自車速）Ｖを検出する車速センサ２２、ハンドルの操舵角θｈを検出する操舵角センサ２３、前側方レーダ２４、後側方レーダ２５、自車両Ｍに作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサ２６等の各種センサ類が接続され、出力側に報知手段２７が接続されている。尚、上述した車載カメラユニット２１、前側方レーダ２４、後側方レーダ２５が、自車両Ｍ周辺の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段を具体的に示したものである。又、各センサ２２，２３，２６が、本発明の運転状態検出手段に対応している。

車載カメラユニット２１は、メインカメラ２１ａとサブカメラ２１ｂとからなるステレオカメラと、画像処理ユニット（ＩＰＵ）２１ｃとを有し、両カメラ２１ａ，２１ｂで撮像した自車前方の所定領域Ｅｒ１（図６(b)参照）の走行環境画像がＩＰＵ２１ｃで所定に画像処理された後、運転支援制御ユニット１１に送信される。

各レーダ２４，２５はミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、赤外線レーザレーダ等であり、例えばフロントバンパ、或いはリヤバンパの左右側部に各々配設された一対のレーダで構成されている。前側方レーダ２４は上述した車載カメラユニット２１からの画像では認識することの困難な左右斜め前方の領域Ｅｒ２Ｌ，Ｅｒ２Ｒ（図６(b)参照）を監視し、検出された物体と自車両Ｍとの距離を求める。

又、後側方レーダ２５のスキャンする領域は前側方レーダ２４よりも比較的広く、自車両Ｍの後方から左右の、前側方レーダ２４では監視することのできない領域Ｅｒ３Ｌ，Ｅｒ３Ｒ（図６(b)参照）を監視し、側方、斜め後方、及び後方で検出された物体と自車両Ｍとの距離を求める。又、報知手段２７は、運転者に自動運転の開始、中断などを点滅表示、文字表示、音声等で報知するもので、表示ランプ、表示器、スピーカ等で構成されている。

一方、Ｐ／Ｗ＿ＥＣＵ１２は駆動源の出力を走行負荷等に応じて制御するもので、駆動源としては、エンジンと電動モータを備えるハイブリッド駆動源、又はエンジン或いは電動モータ等、単体の駆動源であり、Ｐ／Ｗ＿ＥＣＵ１２は、この駆動源の出力を制御するＰ／Ｗアクチュエータ３１に接続されている。尚、駆動源として電動モータを有している場合、Ｐ／Ｗアクチュエータ３１は力行、回生（回生制動）の双方を制御する。

又、ＰＳ＿ＥＣＵ１３の出力側に電動パワステ（ＥＰＳ）モータ３２が接続されている。このＥＰＳモータ３２はステアリング機構にモータの回転力で操舵トルクを付与するものである。自動運転では、ＰＳ＿ＥＣＵ１３からの駆動信号によりＥＰＳモータ３２を制御動作させることで、自車両Ｍを目標進行路（例えば、車線中央）に沿って走行させる車線維持制御を実行させる。

そして、先行車Ｍｔを追い越すに際しては、先行車追越制御が実行される。この先行車追越制御は、自車両Ｍを隣接車線へ移動させる車線変更制御、隣接車線で先行車Ｍｔを追い越し走行する際の車線維持制御、先行車Ｍｔを追い越した後に、自車両Ｍを元の走行車線（先行車Ｍｔの前方）に戻す車線変更制御を伴う。尚、以下においては、便宜的に、走行車線に隣接する右側車線であって追越しの際に車線変更して走行する車線を追い越し車線と称し、この追い越し車線には車線変更が許容されている対向車線を含むものとする。

又、ＢＫ＿ＥＣＵ１４の出力側にブレーキアクチュエータ３３が接続されている。このブレーキアクチュエータ３３は、各車輪に設けられているブレーキホイールシリンダに対して供給するブレーキ油圧を調整するもので、ＢＫ＿ＥＣＵ１４からの駆動信号によりブレーキアクチュエータ３３が駆動されると、ブレーキホイールシリンダにより各車輪に対してブレーキ力が発生し、強制的に減速される。

運転支援制御ユニット１１は、車載カメラユニット２１から送信された自車前方の走行環境画像情報に基づき、自車両Ｍの前方を先行車Ｍｔが走行しているか否かを調べ、先行車Ｍｔを捕捉した場合は先行車Ｍｔと自車両Ｍとの距離（以下、「車間距離」と称する）、及び相対車速を算出する。そして、自動運転ではこの車間距離と相対車速とに基づき、先行車Ｍｔに対して自車両Ｍを追従させるか、或いは追い越すかを判定する。そして、自車速が先行車の車速よりも速く、相対車速の絶対値が所定値以上の場合であって、車間距離が、予めセットされている追従車間距離に近接し、或いは追従車間距離よりも短い場合、追越制御が実行される。

追越制御に際しては、先ず、前側方レーダ２４、後側方レーダ２５で、追い越し車線に、車線変更の際の障害となる車両（走行車線を他の車両が並走している、走行車線を走行する後続車が近接してくる等）が存在しているか否かを調べる。そして、障害となる車両の存在が検出されない場合、車線変更制御を実行し、自車両Ｍを加速させる等して追い越し車線へ移動させる。尚、この車線変更制御は従来と同様であるため説明を省略する。

そして、自車両Ｍが追い越し車線へ移動すると（図６(a)参照）、自車両Ｍに作用する横風、及び追い越し対象車である先行車Ｍｔから受ける引き寄せ、或いは押し出しによる横移動予測量を求め、これらの外乱を含めたフィードフォワード（ＦＦ）目標操舵角θｆｆｏを算出する。又、自車両Ｍを追い越し車線に沿って走行させるためのフィードバック（ＦＢ）目標操舵角θｆｂを算出し、この両操舵角θｆｆｏ，θｆｂに基づき、ＥＰＳモータ３２を駆動させる指示操舵角θｔを算出する。そして、先行車Ｍｔを追い越した後、自車両Ｍを元の走行車線に戻す車線変更制御を実行する。尚、この車線変更制御も従来と同様であるため説明を省略する。

運転支援制御ユニット１１で実行される追越制御における追い越し車線での走行制御は、具体的には、図２〜図５に示す各ルーチンに従って処理される。

自車両Ｍが追い越し車線に移動すると、先ず、図２に示す横移動補正操舵角演算ルーチンが実行され、ステップＳ１で、自車両Ｍの側面に作用する横風（風圧）と車速センサ２２で検出した自車速Ｖとに基づいて自車横移動予測量Ｚｙを設定する。自車両Ｍがハンドルを中立位置に保持した直進状態であっても、横風の影響を受けると自車両Ｍは横風の下流方向へ徐々に流され、自車速Ｖが大きくなるに従い、その移動量が大きくなる。本実施形態では、横風と自車速Ｖとに基づき予め設定されているマップ（図示せず）を参照して演算周期当たりの自車横移動予測量Ｚｙを設定する。

尚、この場合、横風の強さは専用の風圧センサで検出しても良いが、例えば、横Ｇセンサによって検出された横加速度を微分して求めるようにしても良い。或いは、道路交通情報通信システムセンター(VICS（登録商標）:Vehicle Information and Communication System)の横風情報から取得した風力と風向に基づき自車両Ｍの側面に作用する風圧を求めるようにしても良い。

次いで、ステップＳ２へ進み、この自車横移動予測量Ｚｙが先行車Ｍｔ方向に作用するのか、先行車Ｍｔから離れる方向に作用するのかを調べる。横風は、先行車Ｍｔと並走する際に影響を及ぼす場合と減衰される場合とがある。図６（ａ）に実線で示す横風Ａは、自車両Ｍに対し、先行車Ｍｔを挟んで反対方向から吹いているため、自車両Ｍが先行車Ｍｔと並走しても、受ける風圧は殆ど変化しない。しかし、同図に破線で示す横風Ｂは、先行車Ｍｔを挟んで自車両Ｍと反対方向から吹いているため、横風が先行車Ｍｔにて遮断され、自車両Ｍが受ける風圧は大きく減衰される。

従って、横風Ｂの影響で自車横移動予測量Ｚｙが先行車Ｍｔから離れる方向へ移動する場合は、ステップＳ３へ進み、自車横移動予測量Ｚｙを０とする（Ｚｙ←０）。一方、横風Ａの影響で自車横移動予測量Ｚｙが先行車Ｍｔに近接する方向へ移動する場合は、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４へ進むと、車載カメラユニット２１からの走行環境画像情報に基づき、先行車Ｍｔの単位時間当たりの移動量から自車両Ｍとの相対車速ΔＶｔを算出し、ステップＳ５へ進み、追い越し対象車である先行車Ｍｔの背面投影面積Ｓｒを算出し、続く、ステップＳ６で側面投影面積Ｓｓを算出する。尚、ステップＳ５での処理が、本発明の背面投影面積算出手段に対応し、ステップＳ６での処理が、本発明の側面投影面積算出手段に対応している。

そして、ステップＳ７で、車載カメラユニット２１からの走行環境画像情報に基づき自車両Ｍと追い越し対象車である先行車Ｍｔとの横車間距離Ｌｗを算出する。尚、このステップでの処理が、本発明の横車間距離算出手段に対応している。

その後、ステップＳ８へ進み、自車両Ｍが先行車Ｍｔと並走している際に、先行車Ｍｔから受ける引き寄せ圧による引き寄せ横移動予測量Ｚｗを算出する。自車両Ｍが先行車Ｍｔを追い越すべく並走している区間では、先行車Ｍｔと自車両Ｍとの横車間距離Ｌｗが狭くなるため、そこを通過する空気の流速が周辺よりも速くなり、空気密度が低くなる。その結果、自車両Ｍが先行車Ｍｔ側へ引き寄せられ易くなる。

この引き寄せ圧は、先行車Ｍｔの側面投影面積Ｓｓが大きく、横車間距離Ｌｗが狭く、且つ、先行車Ｍｔの車速である先行車速（ΔＶｔ＋Ｖ）が大きいほど大きくなる。そして、この引き寄せ圧は自車両Ｍが先行車Ｍｔを通過するまで継続され、その継続時間は相対車速ΔＶｔと先行車Ｍｔの車長から算出することができる。

そのため、側面投影面積Ｓｓと横車間距離Ｌｗと先行車速（ΔＶｔ＋Ｖ）とに基づき引き寄せ圧を求め、更に、相対車速ΔＶｔと先行車Ｍｔの車長に基づいて、自車両Ｍが先行車Ｍｔと並走している間に受ける引き寄せ圧による引き寄せ横移動予測量Ｚｗを算出する。従って、このステップＳ８には、本発明の先行車速算出手段としての機能が含まれている。

次いで、ステップＳ９へ進み、自車両Ｍが先行車Ｍｔを追い抜く際に受ける押し出し圧による押し出し横移動予測量Ｚｗ’を算出する。先行車Ｍｔが大型車両の場合、前面の投影面積が広く、空気抵抗が大きいため、高速走行時は空気抵抗を受けて、その風圧が車幅方向、及び上方へ流れる。その結果、前面の車幅方向、及び上方の空気密度が高くなり、それが押し出し圧となる。空気抵抗は前面投影面積と車速の二乗で変化する。大型車両の場合は背面投影面積Ｓｒと前面投影面積とはほぼ同じであるとした場合、先行車Ｍｔの車速（Ｖ＋ΔＶｔ）と、背面投影面積Ｓｒとから押し出し圧を求めることができる。

そして、この押し出し圧は横車間距離Ｌｗが狭い程大きく、又、自車両Ｍが先行車Ｍｔの前方に抜け出すまで継続される。この継続時間は、相対車速ΔＶｔと自車両Ｍの車長とから継続時間が算出されるため、背面投影面積Ｓｒと横車間距離Ｌｗと相対車速ΔＶｔとに基づき自車両Ｍが受ける引き寄せ圧を求め、更に、相対車速ΔＶｔと自車両Ｍの車長に基づいて、自車両Ｍが先行車Ｍｔの前面から抜け出すまでに受ける押し出し圧による押し出し横移動予測量Ｚｗ’を算出する。

そして、ステップＳ１０で、自車横移動予測量Ｚｙと引き寄せ横移動予測量Ｚｗとに基づき、引き寄せマップ（図示せず）を参照して引き寄せ補正操舵角θｋｚを算出する。この引き寄せマップには自車横移動予測量Ｚｙと引き寄せ横移動予測量Ｚｗとを相殺する、先行車Ｍｔから横車間方向へ離間する値の引き寄せ補正操舵角θｋｚが格納されている。
尚、上述したステップＳ８，Ｓ１０での処理が、本発明の引き寄せ補正操舵角算出手段に対応している。

次いで、ステップＳ１１で、自車横移動予測量Ｚｙと押し出し横移動予測量Ｚｗ’とに基づき、押し出しマップ（図示せず）を参照して押し出し補正操舵角θｋｚ’を算出して、ルーチンを抜ける。この押し出しマップには自車横移動予測量Ｚｙと押し出し横移動予測量Ｚｗ’を相殺する、先行車Ｍｔから横車間方向へ近接させる値の押し出し補正操舵角θｋｚ’が格納されている。尚、上述したステップＳ９，Ｓ１１での処理が、本発明の押し出し補正操舵角算出手段に対応している。

上述した各補正操舵角θｋｚ，θｋｚ’は、図３に示すＦＦ目標操舵角演算ルーチンで読込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、目標進行路の曲率ａを読込む。図７（ａ）に示すように、目標進行路は車載カメラユニット２１からの走行環境画像情報に基づいて認識した走行車線の左右を区画する区画線の中央に設定されている。尚、この曲率ａの求め方については、本出願人が先に提出した特開２０１４−１９３６４５号公報等に詳述されているため、ここでの説明は省略する。

次いで、ステップＳ２２へ進み、自車速Ｖ、曲率ａ、及び自車両Ｍの挙動をモデル化した車両モデルに基づいてＦＦ操舵角θｆｆを設定する。そして、ステップＳ２３へ進み、自車両Ｍが並走する先行車Ｍｔに引き寄せられたか否かを調べる。自車両Ｍが引き寄せられたか否かは、例えば、図６（ｂ）に示すように、自車両Ｍが一点鎖線で示すように先行車Ｍｔの後側方に近接した後、実線で示すように、先行車Ｍｔの方向へ一時的に大きく移動させられたか否かを、車載カメラユニット２１からの走行環境画像情報に基づき、先行車Ｍｔに対する自車両Ｍの横位置変化量から判定する。この横位置変化両は、操舵角センサ２３で検出した操舵角の変化量、或いはヨーレートセンサ２６で検出したヨーレートの変化量から検出するようにしても良い。

そして、自車両Ｍが先行車Ｍｔに引き寄せられていないと判定した場合はステップＳ２４へ進む。又、引き寄せられたと判定した場合はステップＳ２５へ進む。ステップＳ２４へ進むと、自車両Ｍが先行車Ｍｔから車幅方向へ押し出されたか否かを調べる。自車両Ｍが押し出されたか否かは、例えば、図６（ｃ）に示すように、自車両Ｍが先行車Ｍｔの前面付近に到達した際に、先行車Ｍｔから離間する横方向へ一時的に大きく移動させられたか否かで判定する。

この判定は、上述と同様、車載カメラユニット２１からの走行環境画像情報、又は、操舵角センサ２３で検出した操舵角の変化量、或いは、ヨーレートセンサ２６で検出したヨーレートの変化量に基づき、自車両Ｍの横位置変化量を算出して行う。この場合、自車両Ｍがワンボックス車のように車高の高い車両である場合は、車載カメラユニット２１からの走行環境画像に基づき、車体横方向の傾斜角を検出し、その傾斜角度と傾斜方向から、自車両Ｍが先行車Ｍｔに引き寄せられているか、押し出されているかを判定するようにしても良い。尚、上述したステップＳ２３，Ｓ２４での処理が、本発明の車両挙動判定手段に対応している。

そして、押し出しありと判定した場合は、ステップＳ２６へ進み、押し出しなしと判定した場合は、ステップＳ２７へ分岐する。

自車両Ｍが引き寄せられたと判定して、ステップＳ２５へ進むと、ＦＦ操舵角θｆｆに引き寄せ補正操舵角θｋｚを加算してＦＦ目標操舵角θｆｆｏを設定し、ルーチンを抜ける（θｆｆｏ←θｆｆ＋θｋｚ）。

又、押し出されたと判定して、ステップＳ２６へ進むと、ＦＦ操舵角θｆｆに押し出し補正操舵角θｋｚ’を加算してＦＦ目標操舵角θｆｆｏを設定し、ルーチンを抜ける（θｆｆｏ←θｆｆ＋θｋｚ’）。一方、ステップＳ２７へ進むと、引き寄せも、押し出しもないため、ＦＦ操舵角θｆｆをＦＦ目標操舵角θｆｆｏとして設定して、ルーチンを抜ける（θｆｆｏ←θｆｆ）。尚、上述したステップＳ２５〜Ｓ２７での処理が、本発明のＦＦ目標操舵角算出手段に対応している。

その結果、自車両Ｍが先行車Ｍｔの後側方に近接して引き寄せが検出された場合、図６（ｂ）に示すように、引き寄せ補正操舵角θｋｚにて、引き寄せ分を相殺する操舵角がフィードフォワード成分として上乗せされるため、追越制御時における追い越し車線での車線維持制御における車両挙動が安定し、良好な走行性能を得ることができる。

又、自車両Ｍが先行車Ｍｔの前面付近に到達した際に、押し出しが検出された場合、図６（ｃ）に示すように、押し出し補正操舵角θｋｚ’にて、押し出し分を相殺する操舵角がフィードフォワード成分として上乗せされるため、追越制御時における追い越し車線での車線維持制御終了間際の車両挙動が安定し、良好な走行性能を得ることができる。

次に、図４に示すＦＢ目標操舵角演算ルーチンについて説明する。このルーチンでは、先ず、ステップＳ３１で、自車両Ｍの目標進行路の曲率ａを読込み、続く、ステップＳ３２でヨーレートセンサ２６で検出したヨーレートに基づき、自車両Ｍの目標進行路に対する対車線ヨー角ｙを算出する（図７(b)参照）。

そして、ステップＳ３３において、この対車線ヨー角ｙを０にするＦＢ目標操舵角θｆｂを設定してルーチンを抜ける。

上述したＦＦ目標操舵角θｆｆｏ、及びＦＢ目標操舵角θｆｂは、図５に示す指示操舵角演算ルーチンにて読込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ４１で、両目標操舵角θｆｆｏ，θｆｂ、及び、自動運転時の追越制御に必要な、その他のフィードフォワード制御系、フィードバック制御系の各目標操舵角を読込む。

そして、ステップＳ４２で、ＦＦ目標操舵角θｆｆｏ、ＦＢ目標操舵角θｆｂ、及びその他の目標操舵角に、所定重み付けのゲインをそれぞれ乗算した上で加算して指示操舵角θｔを設定し、ルーチンを抜ける。

運転支援制御ユニット１１で求めた指示操舵角θｔは、ＰＳ＿ＥＣＵ１３で読込まれる。ＰＳ＿ＥＣＵ１３は、指示操舵角θｔに基づいてＥＰＳモータ出力マップ（図示せず）を参照してＥＰＳモータトルクを求め、このＥＰＳモータトルクにてＥＰＳモータ３２を駆動制御して、自車両Ｍを目標進行路（図７(a)）に沿って走行させる。

このように、本実施形態によれば、自車両Ｍが先行車Ｍｔを追い越すに際し、先行車Ｍｔから受ける引き寄せ圧と押し出し圧とによる横移動予測量Ｚｗ，Ｚｗ’を求め、これを相殺する補正操舵角θＫｚ，θｋｚ’を算出しておき、自車両Ｍが先行車Ｍｔに引き寄せられ、或いは押し出された際に、引き寄せ横移動予測量Ｚｗ、或いは押し出し横移動予測量Ｚｗ’をＦＦ操舵角θｆｆに加算してＦＦ目標操舵角θｆｆｏを求めるようにしたので、自車両Ｍが先行車Ｍｔに引き寄せられ、或いは押し出される圧力を受けても、それが相殺されるため、車両挙動に乱れが生じることがなく、安定した走行性能を得ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、自車両Ｍがワンボックス車等、車高の高い車両である場合、左右の傾斜を検出する傾斜センサ、あるいは横Ｇセンサで検出した傾斜角に基づいて引き寄せ圧、或いは押し出し圧を検出するようにしても良い。

１…運転支援装置、
１１…運転支援制御ユニット、
１２…パワー制御ユニット、
１３…パーワステアリング制御ユニット、
１４…ブレーキ制御ユニット、
１５…車内通信回線、
２１…車載カメラユニット、
２１ａ…メインカメラ、
２１ｂ…サブカメラ、
２２…車速センサ、
２３…操舵角センサ、
２４…前側方レーダ、
２５…後側方レーダ、
２６…ヨーレートセンサ、
２７…報知手段、
３１…パワーアクチュエータ、
３２…電動パワステモータ、
３３…ブレーキアクチュエータ、
ａ…曲率、
Ａ，Ｂ…横風、
Ｌｗ…横車間距離、
Ｍ…自車両、
Ｍｔ…先行車、
Ｓｒ…背面投影面積、
Ｓｓ…側面投影面積、
Ｖ…自車速、
ｙ…対車線ヨー角、
Ｚｗ…引き寄せ横移動予測量、
Ｚｗ’…押し出し横移動予測量、
Ｚｙ…自車横移動予測量、
ΔＶｔ…相対車速、
θｆｂ…ＦＢ目標操舵角、
θｆｆ…ＦＦ操舵角、
θｆｆｏ…ＦＦ目標操舵角、
θｈ…ハンドルの操舵角、
θｋｚ…引き寄せ補正操舵角、
θｋｚ’…押し出し補正操舵角、
θｔ…指示操舵角

Claims (4)

1. 自車両前方の走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、
   前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報に基づき先行車と自車両との相対車速を求め、該先行車を追い越し可能と判定した場合は追越制御を実行させて前記先行車が走行している走行車線に隣接する隣接車線へ車線変更させる車線変更制御を実行した後、該隣接車線を車線維持制御により追い越し走行させる運転支援制御手段と
   を備える車両用運転支援装置において、
   前記運転支援制御手段は、前記自車両を車線維持制御にて前記隣接車線を走行させるに際し、前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報に基づき前記先行車の先行車速を算出する先行車速算出手段と、
   前記先行車の背面投影面積を算出する背面投影面積算出手段と、
   前記先行車の側面投影面積を算出する側面投影面積算出手段と、
   前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記側面投影面積算出手段で算出した前記側面投影面積とに基づき、前記自車両が前記先行車に引き寄せられる引き寄せ圧による前記自車両の横移動量を相殺する引き寄せ補正操舵角を算出する引き寄せ補正操舵角算出手段と、
   前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記背面投影面積算出手段で算出した前記背面投影面積とに基づき、前記自車両が前記先行車から押し出される押し出し圧による前記自車両の横移動量を相殺する押し出し補正操舵角を算出する押し出し補正操舵角算出手段と、
   前記自車両が前記先行車の側面を並走している際は前記引き寄せ補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定し、又前記自車両が前記先行車の前面付近に到達した際には前記押し出し補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定するフィードフォワード目標操舵角算出手段と
   を備えることを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 前記走行環境情報取得手段で取得した前記走行環境情報、或いは運転状態検出手段で検出した前記自車両の運転状態に基づき、前記自車両が前記先行車に引き寄せられているか押し出されているかを判定する車両挙動判定手段を更に有し、
   前記フィードフォワード目標操舵角算出手段は、前記車両挙動判定手段で前記自車両が引き寄せられていると判定した場合は前記引き寄せ補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定し、又押し出されていると判定した場合は前記押し出し補正操舵角でフィードフォワード操舵角を補正してフィードフォワード目標操舵角を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 前記自車両と前記先行車との横車間距離を算出する横車間距離算出手段を更に有し、
   前記引き寄せ補正操舵角算出手段は、前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記側面投影面積算出手段で算出した前記側面投影面積と前記横車間距離算出手段で算出した前記横車間距離と基づいて前記自車両の横移動量を相殺する引き寄せ補正操舵角を算出し、
   前記押し出し補正操舵角算出手段は、前記先行車速算出手段で算出した前記先行車速と前記背面投影面積算出手段で算出した前記先行車の背面投影面積と前記横車間距離算出手段で算出した前記横車間距離と基づいて前記自車両の横移動量を相殺する押し出し補正操舵角を算出する
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両の運転支援装置。
4. 前記引き寄せ補正操舵角算出手段で算出する前記引き寄せ補正操舵角、及び前記押し出し補正操舵角算出手段で算出する前記押し出し補正操舵角には、前記自車両の側面に作用する横風による横移動量を相殺する補正操舵角が含まれている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の運転支援装置。

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