JP7472830B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は運転支援装置に関する。
近年、所定の条件下において自動運転可能な車両が開発されてきている。斯かる車両において自動運転が実施されるときに、車両の加速、操舵及び制動が自動的に行われる。
例えば、車両の前方を走行する他車両が存在するときには、車両が他車両に追従するように車両の加減速が制御される。また、他車両の追越がドライバ又はシステムによって要求された場合には、自動運転による車線変更が実施される。
特開２０１９－１８６９４号公報 特開２０１８－１０３８３３号公報 特開２０１７－２０２７４２号公報
ところで、手動運転による車線変更では、基本的に、車両が車線変更先の車線の先行車両に追従するように車両の加減速が制御される。このため、自動運転による車線変更において、車線変更の途中で追従対象が車線変更前の車線の先行車両から車線変更先の車線の先行車両に切り替えられる場合には、手動運転のような自然な加速を実現することが困難である（特許文献１の段落００１３参照）。
一方、特許文献１又は２に記載の車両では、自動運転による車線変更において車線変更前の車線の先行車両及び車線変更先の車線の先行車両の両方が追従対象とされ、両方の先行車両に対して算出された目標加速度のうちの低い方の値に基づいて、車両の加減速が制御される。しかしながら、車線変更前の車線の先行車両を追従対象として算出された目標加速度が選択される場合には、車線変更中に車両が車線変更前の車線の先行車両に追従するように車両の加減速が制御されることとなる。
また、特許文献３には、自動運転による車線変更が実施されるときに、車線変更前の車線の先行車両との目標車間距離を長くして車線変更中の車両の加速度を大きくすることが記載されている。しかしながら、この場合も、車線変更中の追従対象として車線変更前の車線の先行車両が選択されるため、手動運転のような自然な加速を実現することが困難である。
上記課題に鑑みて、本発明の目的は、自動運転による車線変更が実施されるときに手動運転のような自然な加速を実現することにある。
本開示の要旨は以下のとおりである。
（１）自車両の動作を制御する車両制御部を備え、前記車両制御部は、前記自車両と同一の車線において該自車両の前方を走行する第１先行車両に該自車両が追従するように該自車両の加減速を制御する第１追従制御を実行し、該第１追従制御の実行中に該自車両の車線変更が開始される場合には、該車線変更が実施される間、該第１追従制御を禁止し、該車線変更先の車線において該自車両の前方を走行する第２先行車両に該自車両が追従するように該自車両の加減速を制御する第２追従制御を実行する、運転支援装置。
（２）前記車両制御部は、前記自車両と前記第１先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータが閾値以下になったときに該自車両の制動を行う、上記（１）に記載の運転支援装置。
（３）前記車線変更中の前記閾値が該車線変更前の該閾値よりも小さい、上記（２）に記載の運転支援装置。
（４）前記自車両の目標加速度を算出する目標加速度算出部と、前記目標加速度の上限値を算出する上限値算出部とを更に備え、前記目標加速度算出部は前記第２追従制御における前記目標加速度を前記上限値以下の値に制限し、前記車両制御部は、前記自車両の加速度が前記目標加速度になるように該自車両の加減速を制御する、上記（２）又は（３）に記載の運転支援装置。
（５）前記上限値算出部は、前記車線変更中に前記第１先行車両に対する前記自車両の制動が行われないように、該車線変更の開始時の該自車両と該第１先行車両との車間距離及び該自車両と該第１先行車両との相対速度に基づいて許容限界値を算出し、該許容限界値以下の値として前記上限値を算出する、上記（４）に記載の運転支援装置。
（６）前記上限値算出部は、前記車線変更中の前記自車両と前記第１先行車両との車間距離に基づいて、前記許容限界値と前記上限値との差を変化させる、上記（５）に記載の運転支援装置。
（７）前記上限値算出部は、前記車線変更中の前記自車両の横位置に基づいて、前記許容限界値と前記上限値との差を変化させる、上記（５）又は（６）に記載の運転支援装置。
（８）前記自車両の目標加速度を算出する目標加速度算出部を更に備え、前記車両制御部は、前記自車両の加速度が前記目標加速度になるように該自車両の加減速を制御し、前記目標加速度算出部は、前記第２追従制御において、前記自車両と前記第２先行車両との車間距離が目標車間距離になるように前記目標加速度を算出し、前記車線変更の開始時の該自車両と該第２先行車両との車間距離が、予め定められた設定車間距離未満である場合には、該第２追従制御における該目標車間距離を該車線変更の開始時の該自車両と該第２先行車両との車間距離から該設定車間距離まで徐々に大きくする、上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の運転支援装置。
本発明によれば、自動運転による車線変更が実施されるときに手動運転のような自然な加速を実現することができる。
図１は、本発明の第一実施形態に係る運転支援装置が設けられた車両の構成の一部を概略的に示す図である。 図２は、車両に設けられた物標検出装置の一例を示す図である。 図３は、第一実施形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 図４は、他車両の追越のために車両の車線変更が実施される状況を示す図である。 図５Ａは、第一実施形態における目標加速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図５Ｂは、第一実施形態における目標加速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図６は、第一実施形態における第１目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図７は、第一実施形態における第２目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８は、第一実施形態における加減速制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図９は、第二実施形態における第１目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１０は、第三実施形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 図１１は、第三実施形態における上限値算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１２は、車線変更時のオフセット率の推移を概略的に示す図である。 図１３は、車両の横位置及び車両と第１先行車両との車間距離に基づいて抑制ゲインを決定するためのマップの一例を示す図である。 図１４は、第三実施形態における目標加速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１５は、第四実施形態における目標車間距離設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
＜第一実施形態＞
最初に、図１～図８を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。
＜車両全体の説明＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る運転支援装置が設けられた車両１の構成の一部を概略的に示す図である。車両１では、車両１の加速、操舵及び制動の一部又は全部が自動的に制御される自動運転が実施可能である。なお、自動運転は自律走行とも称される。
図１に示されるように、車両１は、物標検出装置２、車両状態検出装置３、ＧＮＳＳ受信機４、地図データベース５、ナビゲーション装置６、アクチュエータ７、入出力装置８及び電子制御ユニット（（Electronic Control Unit（ＥＣＵ））１０を備える。物標検出装置２、車両状態検出装置３、ＧＮＳＳ受信機４、地図データベース５、ナビゲーション装置６、アクチュエータ７及び入出力装置８は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワークを介してＥＣＵ１０に通信可能に接続される。
物標検出装置２は、車両１（自車両）の周囲に存在する物標（他車両、標識、白線、落下物等）を検出する。具体的には、物標検出装置２は、車両１の周囲の物標の有無、車両１から物標までの距離、及び車両１と物標との相対速度を検出する。物標検出装置２は、例えば、カメラ、ライダ（ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging））、ミリ波レーダ、超音波センサ（ソナー）等を含む。物標検出装置２の出力はＥＣＵ１０に送信される。
図２は、車両１に設けられた物標検出装置２の一例を示す図である。図２の例では、車両１は、物標検出装置２として、車外カメラ２１、ライダ２２、ミリ波レーダ２３及び超音波センサ（ソナー）２４を備える。
車外カメラ２１は車両１の周囲を撮影して車両１の周囲の画像を生成する。例えば、車外カメラ２１は車両１の前方を撮影するように車両１の前方（例えば、車内のルームミラーの背面、フロントバンパー等）に配置される。なお、車外カメラ２１は測距可能なステレオカメラであってもよい。
ライダ２２は、車両１の周囲にレーザ光を照射し、レーザ光の反射光を受信する。このことによって、ライダ２２は、車両１の周囲の物標の有無、車両１から物標までの距離、及び車両１と物標との相対速度を検出することができる。例えば、ライダ２２は車両１の前部及び後部（例えば車両１のフロントバンパー及びリアバンパー）に配置される。
ミリ波レーダ２３は、車両１の周囲にミリ波を発信し、ミリ波の反射波を受信する。このことによって、ミリ波レーダ２３は、車両１の周囲の物標の有無、車両１から物標までの距離、及び車両１と物標との相対速度を検出することができる。例えば、ミリ波レーダ２３は車両１の前部及び後部（例えば車両１のフロントバンパー及びリアバンパー）に配置される。
超音波センサ２４は、車両１の周囲に超音波を発信し、超音波の反射波を受信する。このことによって、超音波センサ２４は、車両１の周囲の物標の有無、車両１から物標までの距離、及び車両１と物物標との相対速度を検出することができる。例えば、超音波センサ２４は車両１の両側部（例えば車両１の左右のフロントフェンダー）に配置される。
なお、車外カメラ２１、ライダ２２、ミリ波レーダ２３及び超音波センサ２４の位置及び数は、上記に限定されない。また、これらの一部は省略されてもよい。
車両状態検出装置３は車両１の状態量を検出する。車両１の状態量には、車両１の速度（車速）、加速度、舵角、ヨーレート等が含まれる。車両状態検出装置３は、例えば、車速センサ、加速度センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ等を含む。車両状態検出装置３の出力はＥＣＵ１０に送信される。
ＧＮＳＳ受信機４は、複数の測位衛星を捕捉し、測位衛星から発信された電波を受信する。ＧＮＳＳ受信機４は、電波の発信時刻と受信時刻との差に基づいて測位衛星までの距離を算出し、測位衛星までの距離及び測位衛星の位置（軌道情報）に基づいて車両１の現在位置（例えば車両１の緯度及び経度）を検出する。ＧＮＳＳ受信機４の出力はＥＣＵ１０に送信される。なお、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）は、米国のＧＰＳ、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、欧州のＧａｌｉｌｅｏ、日本のＱＺＳＳ、中国のＢｅｉＤｏｕ、インドのＩＲＮＳＳ等の衛星測位システムの総称である。したがって、ＧＮＳＳ受信機４にはＧＰＳ受信機が含まれる。
地図データベース５は地図情報を記憶している。地図データベース５に記憶された地図情報は、車両１の外部との通信、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術等を用いて定期的に更新されてもよい。ＥＣＵ１０は地図データベース５から地図情報を取得する。
ナビゲーション装置６は、ＧＮＳＳ受信機４によって検出された車両１の現在位置、地図データベース５の地図情報、ドライバによる入力等に基づいて、目的地までの車両１の走行ルートを設定する。ナビゲーション装置６によって設定された走行ルートはＥＣＵ１０に送信される。なお、ＧＮＳＳ受信機４及び地図データベース５はナビゲーション装置６に組み込まれていてもよい。
アクチュエータ７は車両１を動作させる。例えば、アクチュエータ７は、車両１の加速のための駆動装置（エンジン及びモータの少なくとも一方）、車両１の制動のためのブレーキアクチュエータ、車両１の操舵のためのステアリングモータ等を含む。ＥＣＵ１０は、車両１の自動運転を実施するためにアクチュエータ７を制御する。
入出力装置８はドライバと車両１との間で情報の入出力を行う。入出力装置８は、例えば、情報を表示するディスプレイ、音を発生させるスピーカー、ドライバが入力操作を行うための操作ボタン又は操作スイッチ、ドライバの音声を受信するマイクロフォン等を含む。ＥＣＵ１０の出力は入出力装置８を介してドライバに伝達され、ドライバからの入力は入出力装置８を介してＥＣＵ１０に送信される。入出力装置８はヒューマン・マシン・インターフェース（Human Machine Interface（ＨＭＩ））とも称される。
ＥＣＵ１０は車両の各種制御を実行する。図１に示されるように、ＥＣＵ１０は、通信インターフェース１１、メモリ１２及びプロセッサ１３を備える。通信インターフェース１１及びメモリ１２は信号線を介してプロセッサ１３に接続されている。なお、本実施形態では、一つのＥＣＵ１０が設けられているが、機能毎に複数のＥＣＵが設けられていてもよい。
通信インターフェース１１は、ＥＣＵ１０を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。ＥＣＵ１０は、通信インターフェース１１を介して、物標検出装置２、車両状態検出装置３、ＧＮＳＳ受信機４、地図データベース５、ナビゲーション装置６、アクチュエータ７及び入出力装置８と通信する。
メモリ１２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ１２は、プロセッサ１３によって各種処理が実行されるときに使用されるプログラム、データ等を記憶する。
プロセッサ１３は、一つ又は複数のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。なお、プロセッサ１３は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を有していてもよい。
＜運転支援装置＞
本実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両１の運転支援を行う運転支援装置として機能する。図３は、第一実施形態におけるＥＣＵ１０の機能ブロック図である。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両制御部１５、目標加速度算出部１６及び目標減速度算出部１７を有する。車両制御部１５、目標加速度算出部１６及び目標減速度算出部１７は、ＥＣＵ１０のメモリ１２に記憶されたプログラムをＥＣＵ１０のプロセッサ１３が実行することによって実現される機能モジュールである。
車両制御部１５は車両１の動作を制御する。本実施形態では、ドライバが車両１の運転モードとして自動運転モードを選択すると、所定の条件下において車両１の自動運転が実施される。車両制御部１５は、車両１の自動運転が実施されるときに車両１の加速、操舵及び制動を行う。具体的には、車両制御部１５は、車両１が予め定められた走行ルートに沿って安全に走行するように、アクチュエータ７を用いて車両１の加速、操舵及び制動を行う。
目標加速度算出部１６は車両１の目標加速度を算出し、車両制御部１５は、車両１の加速度が目標加速度になるように車両１の加減速を制御する。目標減速度算出部１７は車両１の目標減速度を算出し、車両制御部１５は、必要に応じて、車両１の減速度が目標減速度になるように車両１の制動を行う。
図４は、他車両の追越のために車両１の車線変更が実施される状況を示す図である。図４に示されるように、車両１と同一の車線において車両１の前方を走行する第１先行車両Ｃ１が存在する場合には、車両制御部１５は、車両１が第１先行車両Ｃ１に追従するように車両１の加減速を制御する第１追従制御を実行する。第１追従制御において、目標加速度算出部１６は、車両１が第１先行車両Ｃ１に追従するように、車両１と第１先行車両Ｃ１との車間距離に基づいて車両１の目標加速度を算出する。
一方、第１先行車両Ｃ１が存在しない場合には、車両制御部１５は、車両１の速度が設定速度になるように車両１の加減速を制御する定速制御を実行する。定速制御において、目標加速度算出部１６は、車両１の速度が設定速度になるように、車両１の速度に基づいて車両１の目標加速度を算出する。第１追従制御は定速制御と併せてアダプティブ・クルーズ・コントロール（Adaptive Cruise Control（ＡＣＣ））とも称される。
また、車両１の車線変更がドライバ又はシステムによって要求された場合には、車両制御部１５は自動運転による車線変更を実施する。例えば、第１先行車両Ｃ１の追越のための車線変更がドライバ又はシステムによって要求された場合には、車両制御部１５は、車両１が車線変更先の車線（この場合、追越車線）に移動するように車両１の操舵を制御する。
車線変更が実施されるときには、車両１の操舵だけでなく車両１の加減速も制御する必要がある。図４に示されるように、第１先行車両Ｃ１の追越のために車線変更が実施されるときに、車線変更先の車線において車両１の前方を走行する第２先行車両Ｃ２が存在する場合がある。斯かる状況で手動運転による車線変更が行われる場合、通常、ドライバは第１先行車両Ｃ１の代わりに第２先行車両Ｃ２を追従対象として車両１の加減速を制御する。
このため、本実施形態では、車両制御部１５は、第１追従制御の実行中に車両１の車線変更が開始される場合には、車線変更が実施される間、第１追従制御を禁止し、車両１が第２先行車両Ｃ２に追従するように車両１の加減速を制御する第２追従制御を実行する。このことによって、自動運転による車線変更が実施されるときに手動運転のような自然な加速を実現することができる。
第２追従制御において、目標加速度算出部１６は、車両１が第２先行車両Ｃ２に追従するように、車両１と第２先行車両Ｃ２との車間距離に基づいて車両１の目標加速度を算出する。また、車線変更中に第１追従制御が禁止されるとき、目標加速度算出部１６は、第１先行車両Ｃ１への追従のための目標加速度の演算を停止する。このことによって、第１先行車両Ｃ１及び第２先行車両Ｃ２の両方を追従対象とすることによる演算負荷の増加を回避することができる。
一方、車線変更時に第２先行車両Ｃ２が存在しない場合には、車両制御部１５は、車両１の速度が設定速度になるように車両１の加減速を制御する定速制御を実行する。上述したように、定速制御において、目標加速度算出部１６は、車両１の速度が設定速度になるように、車両１の速度に基づいて車両１の目標加速度を算出する。
しかしながら、上述したように車両１の加減速が制御されたとしても、先行車両の減速等の理由により車両１の制動が必要とされる状況が生じうる。このため、車両制御部１５は、車両１と先行車両（第１先行車両Ｃ１又は第２先行車両Ｃ２）との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータが閾値以下になったときに車両１の制動を行う。
本実施形態では、車両制御部１５は、所定の最低車間距離において車両１と第１先行車両Ｃ１との相対速度をゼロにするのに必要な第１目標減速度が閾値以下になったときに車両１の制動を行う。また、車両制御部１５は、所定の最低車間距離において車両１と第２先行車両Ｃ２との相対速度をゼロにするのに必要な第２目標減速度が閾値以下になったときに車両１の制動を行う。
第１目標減速度及び第２目標減速度は目標減速度算出部１７によって負の値として算出される。なお、目標減速度算出部１７による第１目標減速度及び第２目標減速度の演算は、先行車両との衝突を回避するために行われるものであり、先行車両への追従のために行われる目標加速度の演算とは明確に区別される。
＜目標加速度算出処理＞
以下、図５Ａ～図８のフローチャートを参照して、上述した車両１の加減速の制御について詳細に説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、第一実施形態における目標加速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ１０１において、目標加速度算出部１６は、車両１の車線変更が実施されているか否かを判定する。車線変更の開始時期は、例えば、ドライバが入出力装置８を介して車線変更を承認したとき、車線変更のために車両１のウィンカーが点灯されたとき、車線変更の開始が入出力装置８を介してドライバに通知されたとき、又は車両変更のための操舵操作が車両制御部１５によって開始されたときとして定義される。一方、車線変更の終了時期は、車両１の前端部が車線境界線に到達したとき、車両１全体が車線変更先の車線に入ったとき、車両制御部１５による車線変更のための操舵操作が終了したとき、又は車両１のウィンカーが消灯されたときとして定義される。
ステップＳ１０１において車両１の車線変更が実施されていないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、目標加速度算出部１６は、物標検出装置２の出力に基づいて、車両１と同一の車線において車両１の前方を走行する第１先行車両が存在するか否かを判定する。例えば、第１先行車両は、車両１の前方の所定範囲において車両１と同一の車線を走行する他車両のうち、車両１に最も近い他車両として選定される。
ステップＳ１０２において第１先行車両が存在すると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、目標加速度算出部１６は、車両１が第１先行車両に追従するように、車両１と第１先行車両との車間距離に基づいて車両１の目標加速度を算出する。例えば、目標加速度算出部１６は、車両１と第１先行車両との車間距離ｄ1、目標車間距離ｄta、及び車両１と第１先行車両との相対速度Ｖr1（車両１の速度－第１先行車両の速度）に基づいて、下記式（１）によって車両１の目標加速度ＴＡを算出する。
ＴＡ＝（ｄ1－ｄta）・Ｋ１－Ｖr1・Ｋ２…（１）
ここで、Ｋ１及びＫ２はそれぞれ所定の正の係数である。車間距離ｄ1及び相対速度Ｖr1はそれぞれ物標検出装置２の出力に基づいて算出される。目標車間距離ｄtaは、例えば、予め定められた設定車間距離に設定される。
設定車間距離は入出力装置８を介してドライバによって予め定められる。例えば、ドライバが車間距離の好みを複数の設定モード（例えば短モード、中モード及び長モード）の中から選択し、選択された設定モードに基づいて車両１の速度に応じて設定車間距離が決定される。なお、設定車間距離は車両１の速度等に応じて自動的に定められてもよい。また、設定車間距離は、予め定められた固定値であってもよい。
上記式（１）から分かるように、目標加速度算出部１６は、車間距離ｄ1が目標車間距離ｄtaになり且つ相対速度Ｖr1がゼロになるように目標加速度ＴＡを算出する。なお、車間距離ｄ1は、車両１が第１先行車両の現在位置に到達するまでの時間（Time-Headway（ＴＨＷ））、すなわち車両１と第１先行車両との車間距離を車両１の速度で除算した値として表されてもよい。この場合、目標車間距離ｄtaも時間として定められる。また、上記式（１）の右辺第２項は省略されてもよい。ステップＳ１０３の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ１０２において第１先行車両が存在しないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、目標加速度算出部１６は、車両１の速度が設定速度になるように、車両１の速度に基づいて車両１の目標加速度を算出する。例えば、目標加速度算出部１６は車両１の速度Ｖ及び設定速度Ｖsetに基づいて下記式（２）によって車両１の目標加速度ＴＡを算出する。
ＴＡ＝（Ｖset－Ｖ）・Ｋ３…（２）
ここで、Ｋ３は所定の正の係数である。
車両１の速度は車両状態検出装置３（具体的には車速センサ）によって検出され、設定速度Ｖsetは入出力装置８を介してドライバによって予め定められる。なお、設定速度Ｖsetは、車両１が走行している道路の法定最高速度等に基づいて自動的に定められてもよい。車両１の速度Ｖが設定速度Ｖsetよりも低いときには目標加速度ＴＡとして正の値が算出され、車両１の速度Ｖが設定速度Ｖsetよりも高いときには目標加速度ＴＡとして負の値が算出される。ステップＳ１０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ１０１において車両１の車線変更が実施されていると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、目標加速度算出部１６は、物標検出装置２の出力に基づいて、車線変更先の車線において車両１の前方を走行する第２先行車両が存在するか否かを判定する。例えば、第２先行車両は、車両１の前方の所定範囲において車線変更先の車線を走行する他車両のうち、車両１に最も近い他車両として選定される。
ステップＳ１０５において第２先行車両が存在すると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、目標加速度算出部１６は、車両１が第２先行車両に追従するように、車両１と第２先行車両との車間距離に基づいて車両１の目標加速度を算出する。例えば、目標加速度算出部１６は、車両１と第２先行車両との車間距離ｄ2、目標車間距離ｄta、及び車両１と第２先行車両との相対速度Ｖr2（車両１の速度－第２先行車両の速度）に基づいて、上記式（１）と同様の下記式（３）によって車両１の目標加速度ＴＡを算出する。
ＴＡ＝（ｄ2－ｄta）・Ｋ１－Ｖr2・Ｋ２…（３）
車間距離ｄ2及び相対速度Ｖr2はそれぞれ物標検出装置２の出力に基づいて算出される。上記式（３）から分かるように、目標加速度算出部１６は、車間距離ｄ2が目標車間距離ｄtaになり且つ相対速度Ｖr2がゼロになるように目標加速度ＴＡを算出する。なお、車間距離ｄ2は、車両１が第２先行車両の現在位置に到達するまでの時間（Time-Headway（ＴＨＷ））、すなわち車両１と第２先行車両との車間距離を車両１の速度で除算した値として表されてもよい。この場合、目標車間距離ｄtaも時間として定められる。また、上記式（３）の右辺第２項は省略されてもよい。ステップＳ１０６の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ１０５において第２先行車両が存在しないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、目標加速度算出部１６は、ステップＳ１０４と同様に、車両１の速度が設定速度になるように、車両１の速度に基づいて車両１の目標加速度を算出する。ステップＳ１０７の後、本制御ルーチンは終了する。
＜第１目標減速度算出処理＞
図６は、第一実施形態における第１目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ２０１において、目標減速度算出部１７は、図５ＡのステップＳ１０１と同様に、物標検出装置２の出力に基づいて、第１先行車両が存在するか否かを判定する。ステップＳ２０１において第１先行車両が存在すると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２では、目標減速度算出部１７は、所定の最低車間距離において車両１と第１先行車両との相対速度をゼロにするのに必要な第１目標減速度を算出する。例えば、目標減速度算出部１７は、車両１と第１先行車両との相対速度Ｖr1及び車両１と第１先行車両との車間距離ｄ1に基づいて、下記式（４）によって第１目標減速度ＴＤ１を算出する。
ＴＤ１＝－（Ｖr1）2／｛α・（d1－ｄlow）｝…（４）
ここで、αは、車両１の減速態様に応じて定められた所定の係数（例えば１～２）であり、一定の減速度で車両１の制動が行われる場合には２に設定される。ｄlowは、予め定められた最低車間距離であり、例えば３ｍ～５ｍである。第１目標減速度ＴＤ１は負の値として算出され、その絶対値が大きいほど、車両１が急激に減速される。
次いで、ステップＳ２０３において、目標減速度算出部１７は、第１目標減速度ＴＤ１が閾値Ｇbrk以下であるか否かを判定する。閾値Ｇbrkは、車両１の制動性能等を考慮して、負の値として予め定められる。
ステップＳ２０３において第１目標減速度ＴＤ１が閾値Ｇbrk以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、目標減速度算出部１７は第１制動フラグＦ１を１に設定する。すなわち、第１制動フラグＦ１は、第１先行車両に対する車両１の制動が必要とされるときに１に設定される。ステップＳ２０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ２０１において第１先行車両が存在しないと判定された場合又はステップＳ２０３において第１目標減速度ＴＤ１が閾値Ｇbrkよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０５に進む。この場合、第１先行車両に対する車両１の制動が不要であるため、ステップＳ２０５において、目標減速度算出部１７は第１制動フラグＦ１をゼロに設定する。ステップＳ２０５の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、目標減速度算出部１７は、ステップＳ２０３において車両１と第１先行車両との車間距離が閾値Ｇbrk以下であるか否かを判定してもよい。すなわち、車両１と第１先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータは車両１と第１先行車両との車間距離であってもよい。
＜第２目標減速度算出処理＞
図７は、第一実施形態における第２目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ３０１において、目標減速度算出部１７は、図５ＢのステップＳ１０５と同様に、物標検出装置２の出力に基づいて、第２先行車両が存在するか否かを判定する。ステップＳ３０１において第２先行車両が存在すると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０２に進む。
ステップＳ３０２では、目標減速度算出部１７は、所定の最低車間距離において車両１と第２先行車両との相対速度をゼロにするのに必要な第２目標減速度を算出する。例えば、目標減速度算出部１７は、車両１と第２先行車両との相対速度Ｖr2及び車両１と第２先行車両との車間距離ｄ2に基づいて、上記式（４）と同様の下記式（５）によって第２目標減速度ＴＤ２を算出する。
ＴＤ２＝－（Ｖr2）2／｛α・（d2－ｄlow）｝…（５）
第２目標減速度ＴＤ２は負の値として算出され、その絶対値が大きいほど、車両１が急激に減速される。
次いで、ステップＳ３０３において、目標減速度算出部１７は、第２目標減速度ＴＤ２が閾値Ｇbrk以下であるか否かを判定する。閾値Ｇbrkは、車両１の制動性能等を考慮して、負の値として予め定められる。
ステップＳ３０３において第２目標減速度ＴＤ２が閾値Ｇbrk以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、目標減速度算出部１７は第２制動フラグＦ２を１に設定する。すなわち、第２制動フラグＦ２は、第２先行車両に対する車両１の制動が必要とされるときに１に設定される。ステップＳ３０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ３０１において第２先行車両が存在しないと判定された場合又はステップＳ３０３において第２目標減速度ＴＤ２が閾値Ｇbrkよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０５に進む。この場合、第２先行車両に対する車両１の制動が不要であるため、ステップＳ３０５において、目標減速度算出部１７は第２制動フラグＦ２をゼロに設定する。ステップＳ３０５の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、目標減速度算出部１７は、ステップＳ３０３において車両１と第２先行車両との車間距離が閾値Ｇbrk以下であるか否かを判定してもよい。すなわち、車両１と第２先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータは車両１と第２先行車両との車間距離であってもよい。
＜加減速制御＞
図８は、第一実施形態における加減速制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ４０１において、車両制御部１５は、第１制動フラグＦ１が１であるか否かを判定する。第１制動フラグＦ１が１であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２では、車両制御部１５は、第２制動フラグＦ２が１であるか否かを判定する。第２制動フラグＦ２が１であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０３に進む。
ステップＳ４０３では、車両制御部１５は、第１目標減速度ＴＤ１が第２目標減速度ＴＤ２以下であるか否かを判定する。第１目標減速度ＴＤ１が第２目標減速度ＴＤ２以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０４に進む。また、ステップＳ４０２において第２制動フラグＦ２がゼロであると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０３をスキップしてステップＳ４０４に進む。
ステップＳ４０４では、車両制御部１５は第１目標減速度ＴＤ１に基づいて車両１の加減速を制御する。具体的には、車両制御部１５は、車両１の減速度が第１目標減速度ＴＤ１になるように、アクチュエータ７を用いて車両１の制動を行う。ステップＳ４０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ４０３において第１目標減速度ＴＤ１が第２目標減速度ＴＤ２よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、車両制御部１５は第２目標減速度ＴＤ２に基づいて車両１の加減速を制御する。具体的には、車両制御部１５は、車両１の減速度が第２目標減速度ＴＤ２になるように、アクチュエータ７を用いて車両１の制動を行う。ステップＳ４０６の後、本制御ルーチンは終了する。
また、ステップＳ４０１において第１制動フラグＦ１がゼロであると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、車両制御部１５は、第２制動フラグＦ２が１であるか否かを判定する。第２制動フラグＦ２が１であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０６に進む。
ステップＳ４０６では、上述したように、車両制御部１５は第２目標減速度ＴＤ２に基づいて車両１の加減速を制御する。ステップＳ４０６の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ４０５において第２制動フラグＦ２がゼロであると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７では、車両制御部１５は目標加速度ＴＡに基づいて車両１の加減速を制御する。具体的には、車両制御部１５は、車両１の加速度が目標加速度ＴＡになるように、アクチュエータ７を用いて車両１の加減速を制御する。
目標加速度ＴＡが図５ＡのステップＳ１０３において算出された場合には、車両制御部１５によって第１追従制御が実行され、目標加速度ＴＡが図５ＢのステップＳ１０６において算出された場合には、車両制御部１５によって第２追従制御が実行される。また、目標加速度ＴＡが図５ＡのステップＳ１０４又は図５ＢのステップＳ１０７において算出された場合には、車両制御部１５によって定速制御が実行される。ステップＳ４０７の後、本制御ルーチンは終了する。
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る運転支援装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る運転支援装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
上述したように、車両制御部１５は、車両１と第１先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータが閾値以下になったときに車両１の制動を行う。しかしながら、車両１の車線変更が実施されるときには、車両１は第１先行車両に対して横方向にずれるように移動する。このため、車線変更時には、第１先行車両に対して、第１先行車両に追従するときと同じ車間距離を確保する必要はない。
このため、第二実施形態では、車線変更中の上記閾値が車線変更前の上記閾値よりも小さくされる。このことによって、車線変更中に第１先行車両に対する車両１の制動が生じにくくなり、この結果、車両１の制動により車線変更時の自然な加速が妨げられることを抑制することができる。
第二実施形態では、第一実施形態と同様に、図５Ａ、図５Ｂ、図７及び図８の制御ルーチンが実行される。一方、第二実施形態では、第１目標減速度算出処理として、図６の制御ルーチンの代わりに、図９の制御ルーチンが実行される。
＜第１目標減速度算出処理＞
図９は、第二実施形態における第１目標減速度算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
ステップＳ５０１及びＳ５０２は図６のステップＳ２０１及びＳ２０２と同様に実行される。ステップＳ５０２の後、ステップＳ５０３において、目標減速度算出部１７は、図５ＡのステップＳ１０１と同様に、車両１の車線変更が実施されているか否かを判定する。車線変更が実施されていないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０４に進む。
ステップＳ５０４では、目標減速度算出部１７は閾値Ｇbrkを第１閾値ＴＨ１に設定する。第１閾値ＴＨ１は、車両１の制動性能等を考慮して、予め負の値として定められる。第１閾値ＴＨ１は、図６のステップＳ２０３において第２先行車両に対する制動の要否を判定するために用いられる閾値Ｇbrkと同じ値に設定される。
一方、ステップＳ５０３において車線変更が実施されていると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５では、目標減速度算出部１７は閾値Ｇbrkを第２閾値ＴＨ２に設定する。第２閾値ＴＨ２は、第１閾値ＴＨ１よりも小さい値として予め定められる。
ステップＳ５０４又はステップＳ５０５の後、ステップＳ５０６において、目標減速度算出部１７は、第１目標減速度ＴＤ１が、ステップＳ５０４又はステップＳ５０５において設定された閾値Ｇbrk以下であるか否かを判定する。第１目標減速度ＴＤ１が閾値Ｇbrk以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０７に進み、第１制動フラグＦ１が１に設定される。一方、第１目標減速度ＴＤ１が閾値Ｇbrkよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０８に進み、第１制動フラグＦ１がゼロに設定される。ステップＳ５０７又はステップＳ５０８の後、本制御ルーチンは終了する。
＜第三実施形態＞
第三実施形態に係る運転支援装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る運転支援装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図１０は、第三実施形態におけるＥＣＵ１０の機能ブロック図である。第三実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両制御部１５、目標加速度算出部１６及び目標減速度算出部１７に加えて、上限値算出部１８を有する。車両制御部１５、目標加速度算出部１６、目標減速度算出部１７及び上限値算出部１８は、ＥＣＵ１０のメモリ１２に記憶されたプログラムをＥＣＵ１０のプロセッサ１３が実行することによって実現される機能モジュールである。
上述したように、車両制御部１５は、第２先行車両が存在するときに車両１の車線変更が実施される場合には、車両１が第２先行車両に追従するように車両１の加減速を制御する第２追従制御を実行する。一方、車両制御部１５は、車両１と第１先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータが閾値以下になったときに車両１の制動を行う。このため、第２先行車両への追従のために車両１を加速させたときに、第１先行車両に対する車両１の制動が必要となり、車線変更中に車両１の加速が中止されるおそれがある。
そこで、第三実施形態では、上限値算出部１８が車両１の目標加速度の上限値を算出し、目標加速度算出部１６は第２追従制御における車両１の目標加速度を上限値位置の値に制限する。このことによって、第２追従制御を実行したときに第１先行車両に対する制動が行われることを抑制することができ、ひいては車線変更中に不自然な加速が行われることを抑制することができる。
例えば、上限値算出部１８は、車線変更中に第１先行車両に対する車両１の制動が行われないように、車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１と第１先行車両との相対速度に基づいて許容限界値を算出し、許容限界値以下の値として上限値を算出する。
本実施形態では、車両制御部１５は、目標減速度算出部１７によって算出される第１目標減速度が閾値以下になったときに第１先行車両に対する車両１の制動を行う。このため、上限値算出部１８は、車線変更中の第１目標減速度の最小値が閾値よりも大きくなるように、車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１と第１先行車両との相対速度に基づいて許容限界値を算出する。
車線変更中に車両１を加速させた場合、車両１が車線変更先の車線に移る直前に第１目標減速度（負の値）が最小になると考えられる。このため、本実施形態では、上限値算出部１８は、車両１の前端部が車線境界線に達するとき（以下、「第１時点」と称する）の第１目標減速度の推定値が閾値よりも大きくなるように許容限界値を算出する。
上述したように、閾値Ｇbrkは、車両１の制動性能等を考慮して、負の値として予め定められる。また、第１時点における第１目標減速度の推定値は下記式（６）の左辺によって表される。したがって、上限値算出部１８は、下記式（６）の不等式が満たされるように許容限界値を算出する。
－１．０・ΔＶ1・｜ΔＶ1|／｛α・（Δd1－ｄlow）｝＞Ｇbrk…（６）
ここで、α及びｄlowは、上記式（４）に関して上述したように、それぞれ、車両１の減速態様に応じて定められた所定の係数及び最低車間距離である。ΔＶ1は、第１時点における車両１と第１先行車両との相対速度（車両１の速度－第１先行車両の速度）であり、下記式（７）によって算出される。Δｄ1は、第１時点における車両１と第１先行車両との車間距離であり、下記式（８）によって算出される。
ΔＶ1＝｛（ａ0＋ａ1）／２｝・Δｔ＋ΔＶ0…（７）
Δｄ1＝Δｄ0－ΔＶ0・Δｔ－（１／２）・｛（ａ0＋ａ1）／２｝・Δｔ2…（８）
ここで、ΔＶ0は車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との相対速度（車両１の速度－第１先行車両の速度）である。ａ0は車線変更の開始時の車両１の加速度であり、ａ1は第１時点における車両１の加速度である。Δｄ0は車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離である。
上記式（７）及び式（８）におけるΔｔは、車線変更が開始されてから車両１が車線変更先の車線に移動するまでの時間、例えば車線変更が開始されてから車両１の前端部が車線境界線に達するまでの時間である。Δｔは、定数として予め定められ、例えば４秒～８秒である。
相対速度ΔＶ1がゼロよりも大きいと仮定し、β＝（ａ0＋ａ1）／２とおくと、上記式（６）～式（８）から下記式（９）が導き出される。また、下記式（９）に上記のβの値を代入すると、下記式（９）が下記式（１０）に変換される。
Figure 0007472830000001
Figure 0007472830000002
上記式（１０）の右辺における変数は車線変更の開始時の相対速度ΔＶ0及び車線変更の開始時の車間距離Δｄ0のみである。このため、上限値算出部１８は、車線変更の開始時の相対速度及び車間距離を上記式（１０）の右辺に代入し、上記式（１０）を満たす加速度ａ1の最大値を許容限界値として算出する。
上記のように算出された許容限界値が第２追従制御における車両１の目標加速度として用いられる場合には、基本的に、車線変更中の第１先行車両との衝突を回避するために車両１の制動を行う必要はない。しかしながら、車線変更の開始に伴い車両１が第１先行車両に急速に接近すると、車両１のドライバが危険を感じるおそれがある。
通常、ドライバは、車両１が第１先行車両に近いほど、車線変更時の急加速を躊躇する。また、車線変更によって車両１が第１先行車両に対して横方向にそれるにつれて、車両１と第１先行車両との衝突の危険性は低下する。このため、本実施形態では、上限値算出部１８は、許容限界値以下の値として上限値を算出し、車線変更中の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１の横位置に基づいて、許容限界値と上限値との差を変化させる。このことによって、自動運転による車線変更が実施されるときのドライバの安心感を高めることができる。なお、車両１の横位置とは、車両１の走行車線の幅方向における車両１の位置を意味する。
例えば、上限値算出部１８は、車線変更中の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１の横位置に基づいて抑制ゲイン（０～１）を決定し、抑制ゲインを許容限界値に乗算することによって上限値を算出する（上限値＝許容限界値×抑制ゲイン）。抑制ゲインの値は、車間距離が長いほど大きくされ、車両１の横位置が車線変更先の車線に近付くほど大きくされる。
＜上限値算出処理＞
図１１は、第三実施形態における上限値算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ６０１において、上限値算出部１８は、車両１の車線変更が開始されたか否かを判定する。例えば、上限値算出部１８は、ドライバが入出力装置８を介して車線変更を承認したとき、車線変更のために車両１のウィンカーが点灯されたとき、車線変更の開始が入出力装置８を介してドライバに通知されたとき、又は車両変更のための操舵操作が車両制御部１５によって開始されたときに車線変更が開始されたと判定する。
ステップＳ１０１において車線変更が開始されていないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、車線変更が開始されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ６０２に進む。
ステップＳ６０２では、上限値算出部１８は、車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１と第１先行車両との相対速度に基づいて許容限界値を算出する。例えば、上述したように、上限値算出部１８は、上記式（１０）を満たす加速度ａ1の最大値を許容限界値として算出する。なお、上限値算出部１８は、車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１と第１先行車両との相対速度と許容限界値との関係を示すマップを用いて、許容限界値を算出してもよい。
次いで、ステップＳ６０３において、上限値算出部１８は車両１の横位置を算出する。例えば、上限値算出部１８は車線変更前の車線の車線中心線に対するオフセット率として車両１の横位置を算出する。
図１２は、車線変更時のオフセット率の推移を概略的に示す図である。オフセット率ＯＳＲは、車線変更前の車線の幅Ｗと、車線変更前の車線の車線中心線に対するオフセット量ＯＳに基づいて、下記式（１１）によって算出される。オフセット量ＯＳは、例えば、図１２に示されるように、車線中心線と車両１の前端部との間の距離として算出される。
ＯＳＲ（％）＝（２・ＯＳ／Ｗ）・１００…（１１）
車線の幅Ｗは、例えば、地図データベース５に記憶された地図情報から取得され、又は物標検出装置２によって検出された白線情報に基づいて算出される。オフセット量ＯＳは、例えば、物標検出装置２によって検出された車線境界線と車両１との位置関係に基づいて算出される。
車線変更が実施されないときには、車両１の前端部（横方向の中心位置）が車線中心線上に位置するように車両１の操舵が制御される。このため、車線変更の開始時には、オフセット量ＯＳがゼロとなり、この結果、オフセット率ＯＳＲは０％となる。その後、車線変更によって車両１が車線変更先の車線に近付くにつれてオフセット率が高くなり、車両１の前端部が車線境界線に達したときにオフセット率は１００％となる。
ステップＳ６０３の後、ステップＳ６０４において、上限値算出部１８は、物標検出装置２の出力に基づいて、車両１と第１先行車両との車間距離を算出する。
次いで、ステップＳ６０５において、上限値算出部１８は車両１の横位置及び車両１と第１先行車両との車間距離に基づいて抑制ゲインを決定する。例えば、車両１と第１先行車両との車間距離は、その値に応じて、距離が長い順に、長、中、短及び極短の４つの範囲に分類される。そして、上限値算出部１８は、図１３に示されるようなマップを用いて抑制ゲインを決定する。斯かるマップでは、抑制ゲインの値は、車間距離が長いほど大きくされ、オフセット率が高くなるほど大きくされる。
なお、抑制ゲインを決定するためのマップにおいて、車両１と第１先行車両との車間距離の値自体が用いられてもよい。また、車両１の横位置は、オフセット率の代わりに、車線中心線と車両１の前端部又は重心との間の距離として算出されてもよい。
次いで、ステップＳ６０６において、上限値算出部１８は許容限界値に抑制ゲインを乗算することによって目標加速度の上限値を算出する（上限値＝許容限界値×抑制ゲイン）。
次いで、ステップＳ６０７において、上限値算出部１８は、車両１の車線変更が終了したか否かを判定する。例えば、上限値算出部１８は、車両１の前端部が車線境界線に到達したとき、車両１全体が車線変更先の車線に入ったとき、車両制御部１５による車線変更のための操舵操作が終了したとき、又は車両１のウィンカーが消灯されたときに車線変更が終了したと判定する。
ステップＳ６０７において車線変更が終了していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ６０３に戻り、ステップＳ６０３～Ｓ６０６において抑制ゲイン及び上限値が更新される。一方、ステップＳ６０７において車線変更が終了したと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。
なお、ステップＳ６０３が省略され、ステップＳ６０５において、上限値算出部１８は車両１と第１先行車両との車間距離に基づいて抑制ゲインを決定してもよい。すなわち、上限値算出部１８は、車線変更中の車両１と第１先行車両との車間距離に基づいて許容限界値と上限値との差を変化させてもよい。
また、ステップＳ６０４が省略され、ステップＳ６０５において、上限値算出部１８は車両１の横位置に基づいて抑制ゲインを決定してもよい。すなわち、上限値算出部１８は、車線変更中の車両１の横位置に基づいて許容限界値と上限値との差を変化させてもよい。
また、ステップＳ６０２が省略され、ステップＳ６０６において用いられる許容限界値が予め定められた固定値であってもよい。また、ステップＳ６０３～Ｓ６０５が省略され、ステップＳ６０６において、上限値算出部１８は許容限界値を上限値に設定してもよい。すなわち、上限値算出部１８は、車線変更中に第１先行車両に対する車両１の制動が行われないように、車線変更の開始時の車両１と第１先行車両との車間距離及び車両１と第１先行車両との相対速度に基づいて上限値を算出してもよい。
＜目標加速度算出処理＞
また、第三実施形態では、目標加速度算出処理の制御ルーチンにおいて、図５ＢのステップＳ１０５～Ｓ１０７の代わりに、図１４のステップＳ７０１～Ｓ７０５が実行される。
ステップＳ７０１～Ｓ７０３は図５ＢのステップＳ１０５～Ｓ１０７と同様に実行される。ステップＳ７０２又はステップＳ７０３の後、本制御ルーチンはステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０４において、目標加速度算出部１６は、ステップＳ７０２又はＳ７０３において算出された目標加速度が、図１１の制御ルーチンによって上限値算出部１８によって算出された上限値よりも大きいか否かを判定する。目標加速度が上限値以下であると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ７０４において目標加速度が上限値よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５では、目標加速度算出部１６は目標加速度を上限値に変更する。すなわち、目標加速度が上限値に制限される。ステップＳ７０５の後、本制御ルーチンは終了する。
また、第三実施形態では、第一実施形態と同様に、図６～図８の制御ルーチンが実行される
＜第四実施形態＞
第四実施形態に係る運転支援装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る運転支援装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
上述したように、車両制御部１５は、第２先行車両が存在するときに車両１の車線変更が実施される場合には、車両１が第２先行車両に追従するように車両１の加減速を制御する第２追従制御を実行する。このとき、目標加速度算出部１６は、車両１と第２先行車両との車間距離が目標車間距離になるように車両１の目標加速度を算出する。
しかしながら、第２先行車両とその後続の車両との間の空間が狭いときに車両１の車線変更が要求される場合がある。この場合、車両１と第２先行車両との車間距離が短い状態で車線変更が開始される。この結果、第２追従制御が実行されると、車線変更の開始と共に車両１の急減速が要求されるおそれがある。
そこで、第四実施形態では、目標加速度算出部１６は、車線変更の開始時の車両１と第２先行車両との車間距離が、予め定められた設定車間距離未満である場合には、第２追従制御における目標車間距離を車線変更の開始時の車両１と第２先行車両との車間距離から設定車間距離まで徐々に大きくする。このことによって、車線変更の開始時の第２先行車両との車間距離が短い場合であっても、第２追従制御における車両１の急減速を回避することができる。
＜目標車間距離設定処理＞
図１５は、第四実施形態における目標車間距離設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、車両１の自動運転が実施される間、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。
最初に、ステップＳ８０１において、目標加速度算出部１６は、図１１のステップＳ６０１と同様に、車両１の車線変更が開始されたか否かを判定する。車線変更が開始されていないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、車線変更が開始されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０２に進む。
ステップＳ８０２では、目標加速度算出部１６は、図５ＢのステップＳ１０５と同様に、第２先行車両が存在するか否かを判定する。第２先行車両が存在しないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、第２先行車両が存在すると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０３に進む。
ステップＳ８０３では、目標加速度算出部１６は、車両１と第２先行車両との車間距離が、予め定められた設定車間距離未満であるか否かを判定する。上記式（１）に関して上述したように、設定車間距離は、ドライバによって予め定められ、車両１の速度等に応じて自動的に定められ、又は予め定められた固定値である。ステップＳ８０３において車間距離が設定車間距離以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０４に進む。
ステップＳ８０４では、目標加速度算出部１６は目標車間距離ｄtaを設定車間距離ｄsetに設定する。ステップS８０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップＳ８０３において車間距離が設定車間距離未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０５では、目標加速度算出部１６は目標車間距離ｄtaを車両１と第２先行車両との現在の車間距離ｄ2に設定する。
次いで、ステップＳ８０６において微小時間が経過したか否かを判定する。微小時間は、予め定められ、例えば５０ｍｓ～５００ｍｓである。微小時間が経過すると、ステップＳ８０６の判定が肯定され、本制御ルーチンはステップＳ８０７に進む。
ステップＳ８０７では、目標加速度算出部１６は、所定値Ａ（例えば１ｍ）を加算することによって目標車間距離ｄtaを更新する。
次いで、ステップＳ８０８において、目標加速度算出部１６は、目標車間距離ｄtaが設定車間距離ｄset以上であるか否かを判定する。目標車間距離ｄtaが設定車間距離ｄset未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０９に進む。
ステップＳ８０９では、目標加速度算出部１６は、図１１のステップＳ６０７と同様に、車線変更が終了したか否かを判定する。車線変更が終了していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ８０６に戻り、ステップＳ８０７において目標車間距離ｄtaが更に長くされる。
更新の結果、目標車間距離ｄtaが設定車間距離ｄsetに達すると、ステップＳ８０８において目標車間距離ｄtaが設定車間距離ｄset以上であると判定され、本制御ルーチンはステップＳ８０４に進む。ステップＳ８０４では、目標加速度算出部１６は目標車間距離ｄtaを設定車間距離ｄsetに設定する。ステップS８０４の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、目標車間距離ｄtaが設定車間距離ｄsetに達する前に車線変更が終了した場合には、ステップＳ８０９の判定が肯定され、本制御ルーチンは終了する。
第四実施形態では、第一実施形態と同様に、図５Ａ～図８の制御ルーチンが実行される。このとき、図１５の制御ルーチンによって設定された目標車間距離の値が、図５ＢのステップＳ１０６において第２追従制御における目標加速度を算出するために用いられる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、自動運転による車線変更において、車両１の操舵が車両１のドライバによって操作され、車両１の加減速のみが車両制御部１５によって制御されてもよい。
また、上述した実施形態は任意に組み合わせて実行可能である。例えば、第二実施形態と第三実施形態とが組み合わされる場合、上記式（６）、（９）、（１０）における閾値Ｇbrkの値として、図９のステップＳ５０５における第２閾値ＴＨ２が用いられ、第１目標減速度算出処理として、図６の制御ルーチンの代わりに図９の制御ルーチンが実行される。
また、第二実施形態又は第三実施形態が第四実施形態と組み合わされる場合、第二実施形態又は第三実施形態において、第２追従制御における目標車間距離が図１５の制御ルーチンによって算出される。
１ 車両
１０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１５ 車両制御部
Ｃ１ 第１先行車両
Ｃ２ 第２先行車両

Claims (6)

  1. 自車両の動作を制御する車両制御部を備え、
    前記車両制御部は、前記自車両と同一の車線において該自車両の前方を走行する第１先行車両に該自車両が追従するように該自車両の加減速を制御する第１追従制御を実行し、該第１追従制御の実行中に該自車両の車線変更が開始される場合には、該車線変更が実施される間、該第１追従制御を禁止し、該車線変更先の車線において該自車両の前方を走行する第２先行車両に該自車両が追従するように該自車両の加減速を制御する第２追従制御を実行し、
    前記車両制御部は、前記自車両と前記第１先行車両との相対関係に基づいて定められる所定のパラメータが閾値以下になったときに該自車両の制動を行い、
    前記車線変更中の前記閾値が該車線変更前の該閾値よりも小さい、運転支援装置。
  2. 前記自車両の目標加速度を算出する目標加速度算出部と、
    前記目標加速度の上限値を算出する上限値算出部と
    を更に備え、
    前記目標加速度算出部は前記第２追従制御における前記目標加速度を前記上限値以下の値に制限し、
    前記車両制御部は、前記自車両の加速度が前記目標加速度になるように該自車両の加減速を制御する、請求項１に記載の運転支援装置。
  3. 前記上限値算出部は、前記車線変更中に前記第１先行車両に対する前記自車両の制動が行われないように、該車線変更の開始時の該自車両と該第１先行車両との車間距離及び該自車両と該第１先行車両との相対速度に基づいて許容限界値を算出し、該許容限界値以下の値として前記上限値を算出する、請求項２に記載の運転支援装置。
  4. 前記上限値算出部は、前記車線変更中の前記自車両と前記第１先行車両との車間距離に基づいて、前記許容限界値と前記上限値との差を変化させる、請求項３に記載の運転支援装置。
  5. 前記上限値算出部は、前記車線変更中の前記自車両の横位置に基づいて、前記許容限界値と前記上限値との差を変化させる、請求項３又は４に記載の運転支援装置。
  6. 前記自車両の目標加速度を算出する目標加速度算出部を更に備え、
    前記車両制御部は、前記自車両の加速度が前記目標加速度になるように該自車両の加減速を制御し、
    前記目標加速度算出部は、前記第２追従制御において、前記自車両と前記第２先行車両との車間距離が目標車間距離になるように前記目標加速度を算出し、前記車線変更の開始時の該自車両と該第２先行車両との車間距離が、予め定められた設定車間距離未満である場合には、該第２追従制御における該目標車間距離を該車線変更の開始時の該自車両と該第２先行車両との車間距離から該設定車間距離まで徐々に大きくする、請求項１から５のいずれか１項に記載の運転支援装置。
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