CN108995652B - 转向操纵辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转向操纵辅助装置。在车道变更辅助控制中不能够良好地识别车道的情况下，能够确保直到将方向盘操作移交给驾驶员为止的时间。驾驶辅助ECU在正实施LCA时产生了不能够良好地识别白线WL的状况、即白线识别失常的情况下(S15：是)，运算用于使横摆角返回到LCA即将开始之前的状况的目标轨道(S19)。驾驶辅助ECU基于计算出的目标轨道来控制转向角(S20)。由此，由于降低本车辆的横向速度，所以能够确保从转向操纵辅助状态到将方向盘操作移交给驾驶员为止的时间。

Description

转向操纵辅助装置
技术领域
本发明涉及辅助用于进行车道变更的转向操纵操作的转向操纵辅助装置。
背景技术
以往，已知有实施对转向操纵操作进行辅助以使本车辆从当前正行驶的原车道朝向邻接车道进行车道变更的控制(称为车道变更辅助控制)的转向操纵辅助装置。这种转向操纵辅助装置通过相机传感器等识别车道，在掌握了本车辆相对于车道的相对位置的状态下，使本车辆从原车道朝向邻接车道进行车道变更。
例如，在专利文献1中提出了自动地进行车道变更以超越在本车辆的前方行驶的前行车辆(超越对象车辆)的控制装置。该控制装置进行如下控制：在开始了超越控制后在行驶环境信息中检测出异常的情况下，基于行驶环境信息即将被检测出异常之前的行驶环境信息和行驶信息，通过制动控制使本车辆减速到超越对象车辆的后方的位置，然后使本车辆返回到原车道。
专利文献1：日本特开2016－84038号公报
例如，在车道变更辅助控制中，有时通过相机传感器不能够检测到形成于道路的白线、无法识别车道。在这种情况下，若如专利文献1的装置那样控制为使本车辆返回到原车道，则有可能与其它车辆(与超越对象车辆不同的车辆)碰撞。另外，若通过制动控制使本车辆减速，则也有可能产生与在本车辆的后方行驶的其它车辆碰撞等二次损害。另外，若在每次不能够识别车道时都使本车辆减速则有可能给驾驶员带来不协调感。
但是，仅使车道变更辅助控制结束，会存在本车辆产生横向速度状态继续、驾驶员的方向盘操作延迟而本车辆从车道脱离之虞。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，在车道变更辅助控制中不能够良好地识别车道的情况下，能够确保直至将方向盘操作移交给驾驶员为止的时间，来减少本车辆从车道脱离的可能性。
为了实现上述目的，本发明的转向操纵辅助装置的特征在于，
转向操纵辅助装置具备：
车道识别单元(12)，识别车道来获取包括本车辆相对于上述车道的相对位置关系的车道信息；以及
车道变更辅助控制单元(10、20)，实施车道变更辅助控制，在该车道变更辅助控制中基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆从当前行驶的原车道朝向与上述原车道邻接的目标车道进行车道变更，
其中，具备：
识别不良状态检测单元(S15)，对上述车道识别单元不能够良好地识别上述车道的状态亦即识别不良状态进行检测；
车道变更辅助停止单元(S19、S22)，在正实施上述车道变更辅助控制时检测出上述识别不良状态的情况下，使上述车道变更辅助控制停止；以及
横摆角返回控制单元(S19～S22)，实施横摆角返回控制，在该横摆角返回控制中，在检测出上述识别不良状态而停止了上述车道变更辅助控制的情况下控制转向操纵，以使车道的形成方向与本车辆朝向的方向所成的角度亦即横摆角减少通过上述车道变更辅助控制而增加的量。
在本发明中，车道识别单元识别车道来获取包括本车辆相对于车道的相对位置关系的车道信息。车道例如是由白线划分的区域。因此，“识别车道”意味着“识别白线”。通过识别车道，能够获取本车辆相对于车道的相对位置关系。
车道变更辅助控制单元实施车道变更辅助控制，在该车道变更辅助控制中基于车道信息来控制转向操纵，以使本车辆从当前行驶的原车道朝向与原车道邻接的目标车道进行车道变更。由此，不需要驾驶员的方向盘操作，本车辆朝向目标车道进行车道变更。
在车道变更辅助控制中有可能不能够良好地识别车道。鉴于此，转向操纵辅助装置具备识别不良状态检测单元、车道变更辅助停止单元和横摆角返回控制单元。识别不良状态检测单元对车道识别单元不能够良好地识别车道的状态亦即识别不良状态进行检测。例如，识别不良状态检测单元至少可以检测车道识别单元不能够识别车道的状态。例如，识别不良状态检测单元可以检测车道识别单元不能够识别车道的状态、以及虽然能够识别车道但识别状态的可靠性比基准低的状态。在识别不良状态下，不能够适当地实施车道变更辅助控制。鉴于此，车道变更辅助停止单元在正实施车道变更辅助控制时检测出识别不良状态的情况下，使车道变更辅助控制停止。
横摆角返回控制单元实施横摆角返回控制，在该横摆角返回控制中，在检测出识别不良状态而停止了车道变更辅助控制的情况下控制转向操纵，以使车道的形成方向与本车辆朝向的方向所成的角度亦即横摆角减少通过车道变更辅助控制而增加的量。因此，即使在不能够良好地识别车道的状况下，也能够使本车辆的朝向接近车道的形成方向。由此，能够尽可能地降低本车辆的车道宽度方向的速度亦即横向速度。
该情况下，由于通过横摆角返回控制使本车辆的横向速度降低，所以能够确保从停止车道变更辅助控制到将方向盘操作移交给驾驶员为止的时间。即，能够在本车辆从车道脱离前使驾驶员开始方向盘操作。因此，能够减少本车辆从车道脱离的可能性。
本发明的一个方面的特征在于，
具备通知单元(S19、S22)，上述通知单元在检测出上述识别不良状态的情况下，对驾驶员通知方向盘操作的必要性。
根据本发明的一个方面，在检测出识别不良状态的情况下，通知单元对驾驶员通知方向盘操作的必要性。因此，能够进一步减少本车辆从车道脱离的可能性。
本发明的一个方面的特征在于，
具备车道维持辅助控制单元(S11)，上述车道维持辅助控制单元实施车道维持辅助控制，在该车道维持辅助控制中，基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置，
上述车道变更辅助控制单元构成为：在正实施上述车道维持辅助控制的状况下接受到车道变更辅助要求时，使上述车道维持辅助控制停止而开始上述车道变更辅助控制(S12、S13)，
上述横摆角返回控制单元构成为：控制转向操纵以使通过上述车道变更辅助控制而增加的上述横摆角返回到即将开始上述车道变更辅助控制之前的横摆角。
本发明的一个方面的转向操纵辅助装置具备车道维持辅助控制单元。车道维持辅助控制单元实施车道维持辅助控制，在该车道维持辅助控制中，基于车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置。优选该恒定位置例如是车道宽度方向的中央位置。在正实施车道维持辅助控制的状况下接受到车道变更辅助要求时，车道变更辅助控制单元使车道维持辅助控制停止而开始车道变更辅助控制。因此，在开始车道变更辅助控制时，推断为横摆角成为接近零的值。
若开始车道变更辅助控制，则由于使本车辆朝向目标车道行驶，所以横摆角增加。横摆角返回控制单元控制转向操纵以使通过车道变更辅助控制而增加的横摆角返回到即将开始车道变更辅助控制之前的横摆角。因此，即使是不能够良好地识别车道的状况下，也能够适当地使本车辆的朝向接近车道的形成方向，能够尽可能地降低本车辆的横向速度。
本发明的一个方面的特征在于，
上述车道变更辅助控制单元构成为：按照规定的运算周期运算包括使用了使本车辆变更车道的轨道的目标曲率(Cu*)的前馈控制量(Klca1·Cu*)的目标控制量，并基于该运算出的目标控制量来控制转向操纵，
上述横摆角返回控制单元构成为：对与从开始上述车道变更辅助控制到检测出上述识别不良状态为止的上述目标曲率的积分值相当的值进行运算，并基于上述运算出的与积分值相当的值来运算目标控制量，基于该目标控制量来控制转向操纵。
在本发明的一个方面中，车道变更辅助控制单元按照规定的运算周期运算包括使用了使本车辆变更车道的轨道的目标曲率的前馈控制量的目标控制量，并基于该运算出的目标控制量来控制转向操纵。目标曲率的变化与转向操纵角的变化对应，能够捕捉为横摆角的变化。这意味着如果以使从开始车道变更辅助控制起的目标曲率的积分值成为零的方式控制转向操纵，则能够使横摆角接近即将开始车道变更辅助控制之前的值。另外，在不能够识别车道的情况下，无法进行使用了车道信息的转向操纵控制。
鉴于此，横摆角返回控制单元运算与从开始车道变更辅助控制到检测出识别不良状态为止的目标曲率的积分值相当的值，并基于运算出的与积分值相当的值来运算目标控制量，基于该目标控制量来控制转向操纵。例如，能够使用使目标曲率的积分值的符号反转后的值来运算目标控制量。此外，目标曲率的积分值也能够通过累计目标曲率来求出，但例如也能够计算将检测出识别不良状态时的本车辆的横向速度(优选是控制上的目标横向速度)除以车速的平方值所得的值来求出。
即将开始车道变更辅助控制之前的横摆角是接近零的值。因此，即使在不能够良好地识别车道的状态下，通过前馈控制，也能够适当地使本车辆的朝向接近车道的形成方向。由此，能够降低本车辆的车道宽度方向的速度亦即横向速度。
本发明的一个方面的特征在于，具备：
车道维持辅助控制单元(10、20)，实施车道维持辅助控制，在上述车道维持辅助控制中，基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置；以及
车道维持辅助停止单元(10)，在正实施上述车道维持辅助控制时检测出上述识别不良状态的情况下，使上述车道维持辅助控制停止，
上述通知单元构成为：在通过上述车道维持辅助停止单元停止了上述车道维持辅助控制的情况下、和通过上述车道变更辅助停止单元停止了上述车道变更辅助控制的情况下，通过共同的显示内容的画面(31d)对驾驶员通知方向盘操作的必要性。
在本发明的一个方面中，具备车道维持辅助控制单元和车道维持辅助停止单元。车道维持辅助控制单元实施车道维持辅助控制，在该车道维持辅助控制中，基于车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置。在未接受到车道变更辅助要求时实施该车道维持辅助控制。在正实施车道维持辅助控制时检测出识别不良状态的情况下，车道维持辅助停止单元使车道维持辅助控制停止。
在本发明中，在通过车道变更辅助停止单元停止了车道变更辅助控制的情况下实施横摆角返回控制。另一方面，在正实施车道维持辅助控制时检测出识别不良状态的情况下，由于不需要横摆角返回控制所以不实施。因此，在正实施车道维持辅助控制时检测出识别不良状态的情况下、和在正实施车道变更辅助控制时检测出识别不良状态的情况下，检测出识别不良状态后的控制状态不同。该情况下，在正实施车道维持辅助控制时检测出识别不良状态的情况下、和在正实施车道变更辅助控制时检测出识别不良状态的情况下，若使通知转向操纵辅助状况的显示画面不同，则驾驶员有可能因每个显示画面的不同而不能够顺畅地开始方向盘操作。即，因将必要以上的信息提供给驾驶员，所以导致从转向操纵辅助状态将方向盘操作移交给驾驶员所需要的时间变长。
鉴于此，在本发明的一个方面中，通知单元在通过上述车道维持辅助停止单元停止了上述车道维持辅助控制的情况下、和通过上述车道变更辅助停止单元停止了上述车道变更辅助控制的情况下，通过共同的显示内容的画面对驾驶员通知方向盘操作的必要性。由此，由于驾驶员不会被给予必要以上的信息(例如由于不会给予是横摆角返回控制中这一信息)，所以即便在任何的辅助控制(车道变更辅助控制或车道维持辅助控制)被停止的情况下，都能够顺畅地开始方向盘操作。
本发明的一个方面的特征在于，
具备横向速度判定单元(S18)，上述横向速度判定单元判定检测出上述识别不良状态的时刻的本车辆的车道宽度方向的速度亦即横向速度是否是车道变更方向且是否大于阈值，
上述横摆角返回控制单元构成为：在判定为上述横向速度是车道变更方向且大于阈值的情况下进行工作。
在检测出车道的识别不良状态时，如果在车道变更方向没有产生本车辆的横向速度，则无需控制横摆角。鉴于此，横向速度判定单元判定检测出识别不良状态的时刻的本车辆的车道宽度方向的速度亦即横向速度是否是车道变更方向且是否大于阈值。该阈值是用于判断使横摆角(横摆角的绝对值)减少的必要性的阈值，优选是包括零的零附近的值。
横摆角返回控制单元在判定为横向速度为车道变更方向且大于阈值的情况下工作。因此，能够使转向操纵控制不进行必要以上。
在上述说明中，为了有助于发明的理解，针对与实施方式对应的发明的构成要件，用括号标注了实施方式所使用的符号，但发明的各构成要件并不限于由上述符号规定的实施方式。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的转向操纵辅助装置的示意结构图。
图2是表示周边传感器以及相机传感器的安装位置的俯视图。
图3是用于说明车道关联车辆信息的图。
图4是用于说明方向指示器杆的工作的图。
图5是表示转向操纵辅助控制例程的流程图。
图6是表示显示器的LTA画面、LCA画面的图。
图7是表示本车辆的轨道的图。
图8是表示目标轨道函数的图。
图9表示目标曲率的图表。
图10表示变形例所涉及的目标曲率的图表。
图11是表示显示器的转向操纵辅助关闭(OFF)画面的图。
图12是表示白线识别失常时的本车辆的轨道的图
符号说明
10…驾驶辅助ECU，11…周边传感器，12…相机传感器，20…EPS·ECU，21…马达驱动器，22…转向用马达，40…转向ECU，41…方向指示器杆，80…车辆状态传感器，90…驾驶操作状态传感器，CL…车道中心线，WL…白线，Cu…曲率，Dy…横向偏差，θy…横摆角，y(t)…目标轨道函数。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的转向操纵辅助装置进行说明。
本发明的实施方式所涉及的转向操纵辅助装置被应用于车辆(以下，为了与其它车辆区别，有时称为“本车辆”。)，如图1所示，具备驾驶辅助ECU10、电动动力转向ECU20、仪表ECU30、转向ECU40、发动机ECU50、制动ECU60以及导航ECU70。
这些ECU是具备微型计算机作为主要部分的电气控制装置(Electric ControlUnit)，并经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)100连接成能够相互发送信息以及接收信息。在本说明书中，微型计算机包括CPU、ROM、RAM、非易失性存储器以及接口I/F等。CPU通过执行ROM中所储存的指令(程序、例程)来实现各种功能。这些ECU可以几个或者全部统一为一个ECU。
在CAN100连接有检测车辆状态的多种车辆状态传感器80以及检测驾驶操作状态的多种驾驶操作状态传感器90。车辆状态传感器80是检测车辆的行驶速度的车速传感器、检测车辆的前后方向的加速度的前后G传感器、检测车辆的横方向的加速度的横向G传感器以及检测车辆的横摆率的横摆率传感器等。
驾驶操作状态传感器90是检测加速踏板的操作量的加速操作量传感器、检测制动踏板的操作量的制动操作量传感器、检测制动踏板的操作的有无的制动开关、检测转向操纵角的转向操纵角传感器、检测转向操纵转矩的转向操纵转矩传感器以及检测变速器的挡位的换挡位置传感器等。
由车辆状态传感器80以及驾驶操作状态传感器90检测出的信息(称为传感器信息)被发送至CAN100。在各ECU中，能够适当地利用发送到CAN100的传感器信息。其中，传感器信息是与特定的ECU连接的传感器的信息，也存在被从该特定的ECU发送至CAN100的情况。例如加速操作量传感器可以与发动机ECU50连接。该情况下，从发动机ECU50将表示加速操作量的传感器信息发送至CAN100。例如，转向操纵角传感器可以与转向ECU40连接。该情况下，从转向ECU40将表示转向操纵角的传感器信息发送至CAN100。对其它传感器也是同样的。另外，可以采用不借助CAN100而通过特定的ECU间的直接通信进行传感器信息的收授的结构。
驾驶辅助ECU10是成为进行驾驶员的驾驶辅助的中枢的控制装置，实施车道变更辅助控制、车道维持辅助控制以及跟随车间距离控制。如图2所示，在驾驶辅助ECU10连接有中央前方周边传感器11FC、右前方周边传感器11FR、左前方周边传感器11FL、右后方周边传感器11RR以及左后方周边传感器11RL。各周边传感器11FC、11FR、11FL、11RR、11RL是雷达传感器，只是其检测区域相互不同，基本上是彼此相同的结构。以下，在无需一个一个区别各周边传感器11FC、11FR、11FL、11RR、11RL的情况下，将它们称为周边传感器11。
周边传感器11具备雷达收发部和信号处理部(省略图示)，雷达收发部放射毫米波段的电波(以下，称为“毫米波”。)，并接收被存在于放射范围内的立体物(例如其它车辆、行人、自行车、建筑物等)反射的毫米波(即，反射波)。信号处理部基于发送出的毫米波与接收到的反射波的相位差、反射波的衰减等级以及从发送毫米波到接收反射波为止的时间等，每经过规定时间便获取表示本车辆与立体物的距离、本车辆与立体物的相对速度、立体物相对于本车辆的相对位置(方向)等信息(以下，称为周边信息)，并供给至驾驶辅助ECU10。通过该周边信息，能够检测本车辆与立体物的距离下的前后方向成分和横向成分、以及本车辆与立体物的相对速度下的前后方向成分和横向成分。
如图2所示，中央前方周边传感器11FC被设置在车身的前方中央部，对存在于本车辆的前方区域的立体物进行检测。右前方周边传感器11FR被设置在车身的右前角部，主要对存在于本车辆的右前方区域的立体物进行检测，左前方周边传感器11FL被设置在车身的左前角部，主要对存在于本车辆的左前方区域的立体物进行检测。右后方周边传感器11RR被设置在车身的右后角部，主要对存在于本车辆的右后方区域的立体物进行检测，左后方周边传感器11RL被设置在车身的左后角部，主要对存在于本车辆的左后方区域的立体物进行检测。
周边传感器11在本实施方式中是雷达传感器，但也可以取而代之，例如能够采用间隙声纳以及激光雷达传感器等其它传感器。
另外，在驾驶辅助ECU10连接有相机传感器12。相机传感器12具备相机部以及车道识别部，该车道识别部对由相机部拍摄而得到的图像数据进行解析来识别道路的白线。相机传感器12(相机部)拍摄本车辆的前方的风景。相机传感器12(车道识别部)按照规定的运算周期将与识别出的白线有关的信息反复提供给驾驶辅助ECU10。
相机传感器12识别表示由白线划分的区域的车道，并且能够基于白线与本车辆的位置关系来检测本车辆相对于车道的相对位置关系。此处，本车辆的位置是指本车辆的重心位置。另外，后述的本车辆的横向位置表示本车辆的重心位置在车道宽度方向上的位置，本车辆的横向速度表示本车辆的重心位置在车道宽度方向上的速度，本车辆的横向加速度表示本车辆的重心位置在车道宽度方向上的加速度。这些信息根据由相机传感器12检测出的白线与本车辆的相对位置关系来求出。此外，在本实施方式中，将本车辆的位置设为重心位置，但并不一定限于重心位置，也能够采用预先设定的特定的位置(例如俯视时的中心位置等)。
如图3所示，相机传感器12决定成为本车辆正行驶的车道中的左右白线WL的宽度方向的中心位置的车道中心线CL。该车道中心线CL被作为后述的车道维持辅助控制中的目标行驶线来利用。另外，相机传感器12对车道中心线CL的弯曲的曲率Cu进行运算。
另外，相机传感器12对由左右的白线WL划分的车道中的本车辆的位置以及朝向进行运算。例如相机传感器12如图3所示，对本车辆C的重心点P与车道中心线CL之间的车道宽度方向的距离Dy(m)、即本车辆C相对于车道中心线CL在车道宽度方向上偏移的距离Dy进行运算。将该距离Dy称为横向偏差Dy。另外，相机传感器12对车道中心线CL的方向和本车辆C朝向的方向所成的角度、即本车辆C朝向的方向相对于车道中心线CL的方向在水平方向偏移的角度θy(rad)进行运算。将该角度θy称为横摆角θy。在车道弯曲的情况下，由于车道中心线CL也弯曲，所以横摆角θy以该弯曲的车道中心线CL为基准来表示本车辆C朝向的方向偏移的角度。以下，将表示曲率Cu、横向偏差Dy以及横摆角θy的信息(Cu、Dy、θy)称为车道关联车辆信息。其中，对于横向偏差Dy以及横摆角θy，通过符号(正负)来确定相对于车道中心线CL的左右方向。另外，对于曲率Cu，通过符号(正负)来确定弯道弯曲的方向(右或者左)。
另外，并不限于本车辆的车道，也包括邻接的车道在内，相机传感器12针对检测出的白线的种类(实线、虚线)、相邻的左右白线间的距离(车道宽度)、白线的形状等与白线有关的信息，也按照规定的运算周期提供给驾驶辅助ECU10。在白线为实线的情况下，禁止车辆跨过该白线而进行车道变更。另一方面，在白线为虚线(以一定的间隔断续地形成的白线)的情况下，允许车辆跨过该白线来进行车道变更。将这样的车道关联车辆信息(Cu、Dy、θy)以及与白线有关的信息统称为车道信息。
此外，在本实施方式中，相机传感器12对车道关联车辆信息(Cu、Dy、θy)进行运算，但也可以取而代之，驾驶辅助ECU10对相机传感器12输出的图像数据进行解析来获取车道信息。
另外，由于相机传感器12也能够基于图像数据来检测存在于本车辆的前方的立体物，所以除了车道信息之外，还可以通过运算来获取前方的周边信息。该情况下，例如可以设置将由中央前方周边传感器11FC、右前方周边传感器11FR以及左前方周边传感器11FL获取到的周边信息、和由相机传感器12获取到的周边信息合成来生成检测精度高的前方的周边信息的合成处理部(省略图示)，将由该合成处理部所生成的周边信息作为本车辆的前方的周边信息供给至驾驶辅助ECU10。
如图1所示，在驾驶辅助ECU10连接有蜂鸣器13。蜂鸣器13在接收到来自驾驶辅助ECU10的蜂鸣器鸣动信号时鸣动。驾驶辅助ECU10在对驾驶员通知驾驶辅助状况的情况、以及促使驾驶员注意的情况下等使蜂鸣器13鸣动。
此外，蜂鸣器13在本实施方式中与驾驶辅助ECU10连接，但也可以构成为与其它ECU例如为了报告专用而设置的报告ECU(省略图示)连接，并通过报告ECU使之鸣动。该情况下，驾驶辅助ECU10对报告ECU发送蜂鸣器鸣动指令。
另外，可以代替蜂鸣器13或除了蜂鸣器13之外还设置对驾驶员传递唤起注意用的振动的振动器。例如，振动器被设置在方向盘上，通过使方向盘振动，来促使驾驶员注意。
驾驶辅助ECU10基于从周边传感器11供给的周边信息、基于相机传感器12的白线识别所得到的车道信息、由车辆状态传感器80检测出的车辆状态以及由驾驶操作状态传感器90检测出的驾驶操作状态等来实施车道变更辅助控制、车道维持辅助控制以及跟随车间距离控制。
在驾驶辅助ECU10连接有由驾驶员操作的设定操作器14。设定操作器14是用于进行关于是否对车道变更辅助控制、车道维持辅助控制以及跟随车间距离控制的各个进行实施的设定等的操作器。驾驶辅助ECU10输入设定操作器14的设定信号来决定各控制的实施的有无。该情况下，在未选择跟随车间距离控制的实施的情况下，自动设定为对车道变更辅助控制以及车道维持辅助控制也不实施。另外，在未选择车道维持辅助控制的实施的情况下，自动设定为也不对车道变更辅助控制进行实施。
另外，设定操作器14也具备每当实施上述控制时便输入表示驾驶员的喜好的参数等的功能。
电动动力转向ECU20是电动动力转向装置的控制装置。以下，将电动动力转向ECU20称为EPS·ECU(Electric Power Steering ECU)20。EPS·ECU20与马达驱动器21连接。马达驱动器21与转向用马达22连接。转向用马达22被组装至未图示的车辆的“包括方向盘、与方向盘连结的转向轴以及转向操纵用齿轮机构等的转向机构”。EPS·ECU20通过被设置在转向轴的转向操纵转矩传感器来检测驾驶员输入到方向盘(省略图示)的转向操纵转矩，并基于该转向操纵转矩来控制马达驱动器21的通电，驱动转向用马达22。通过该辅助马达的驱动来对转向机构赋予转向操纵转矩，辅助驾驶员的转向操纵操作。
另外，EPS·ECU20在经由CAN100从驾驶辅助ECU10接收到转向操纵指令的情况下，以由转向操纵指令确定的控制量来驱动转向用马达22使转向操纵转矩产生。该转向操纵转矩与为了减轻上述的驾驶员的转向操纵操作(方向盘操作)而赋予的转向操纵辅助转矩不同，表示不需要驾驶员的转向操纵操作而通过来自驾驶辅助ECU10的转向操纵指令赋予给转向机构的转矩。
其中，即使在正从驾驶辅助ECU10接收转向操纵指令的情况下，也在检测出驾驶员通过方向盘操作所产生的转向操纵转矩时，当该转向操纵转矩大于阈值时，EPS·ECU20使驾驶员的方向盘转向操纵优先而产生减轻该方向盘操作的转向操纵辅助转矩。
仪表ECU30与显示器31以及左右的方向指示器32(意味着方向指示器。也有时被称为转向指示灯)连接。显示器31例如是被设置在驾驶席的正面的多信息显示器，除了车速等仪表类的计测值的显示之外还显示各种信息。例如，仪表ECU30若从驾驶辅助ECU10接收到与驾驶辅助状态对应的显示指令，则使显示器31显示由该显示指令所指定的画面。此外，作为显示器31，也能够代替多信息显示器或除了多信息显示器之外还采用仰视显示器(省略图示)。在采用仰视显示器的情况下，可以设置控制仰视显示器的显示的专用ECU。
另外，仪表ECU30具备方向指示器驱动电路(省略图示)，在经由CAN100接收到方向指示器闪烁指令的情况下，使由方向指示器闪烁指令所指定的方向(右、左)的方向指示器32闪烁。另外，在使方向指示器32闪烁的期间中，仪表ECU30将表示方向指示器32是闪烁状态的方向指示器闪烁信息发送给CAN100。因此，其它ECU能够掌握方向指示器32的闪烁状态。
转向ECU40与方向指示器杆41连接。方向指示器杆41是用于使方向指示器32工作(闪烁)的操作器，被设置在转向柱。方向指示器杆41被设置为能够针对左转操作方向以及右转操作方向的各个方向，绕支轴以2段的操作行程进行摆动。
本实施方式的方向指示器杆41也兼作驾驶员请求车道变更辅助控制的操作器。如图4所示，方向指示器杆41构成为以支轴O为中心，针对左转操作方向以及右转操作方向的各个方向，能够选择性地操作为从中立位置PN转动第一角度θW1后的位置亦即第一行程位置P1L(P1R)、和从中立位置PN转动第二角度θW2(＞θW1)后的位置亦即第二行程位置P2L(P2R)。方向指示器杆41在通过驾驶员的杆操作而被移动到第一行程位置P1L(P1R)的情况下，若驾驶员的杆操作力解除则返回到中立位置PN。并且，方向指示器杆41在通过驾驶员的杆操作而被移动到第二行程位置P2L(P2R)的情况下，即使杆操作力解除，也被锁定机构保持在该第二行程位置P2L(P2R)。另外，方向指示器杆41在被保持于第二行程位置P2L(P2R)的状态下方向盘逆向旋转而返回到中立位置的情况下，或驾驶员对方向指示器杆41向中立位置方向进行返回操作的情况下，锁定机构的锁定被解除，返回到中立位置PN。
方向指示器杆41具备第一开关411L(411R)和第二开关412L(412R)，该第一开关仅在其位置处于第一行程位置P1L(P1R)的情况下接通(产生接通信号)，该第二开关仅在其位置处于第二行程位置P2L(P2R)的情况下接通(产生接通信号)。
转向ECU40基于来自第一开关411L(411R)以及第二开关412L(412R)的接通信号的有无来检测方向指示器杆41的操作状态。转向ECU40在方向指示器杆41被推倒至第一行程位置P1L(P1R)的状态以及被推倒至第二行程位置P2L(P2R)的状态的各个状态下，对仪表ECU30发送包括表示该操作方向(左右)的信息的方向指示器闪烁指令。
另外，转向ECU40在检测为方向指示器杆41在第一行程位置P1L(P1R)持续保持预先设定的设定时间(车道变更要求确定时间：例如1秒)以上的情况下，对驾驶辅助ECU10输出包括表示其操作方向(左右)的信息的车道变更辅助要求信号。因此，驾驶员在驾驶中想要接受车道变更辅助的情况下，只要将方向指示器杆41推倒至车道变更方向的第一行程位置P1L(P1R)，并使该状态保持设定时间以上即可。将这样的操作称为车道变更辅助要求操作。
此外，在本实施方式中，使用方向指示器杆41作为驾驶员请求车道变更辅助的操作器，但可以取而代之，在方向盘等设置专用的车道变更辅助要求操作器。
图1所示的发动机ECU50与发动机促动器51连接。发动机促动器51是用于变更内燃机52的运转状态的促动器。在本实施方式中，内燃机52是汽油燃料喷射火花点火式多缸发动机，具备用于调整进气量的节气门。发动机促动器51至少包括变更节气门的开度的节气门促动器。发动机ECU50通过驱动发动机促动器51，能够变更内燃机52产生的转矩。内燃机52产生的转矩经由未图示的变速器传递至未图示的驱动轮。因此，发动机ECU50通过控制发动机促动器51，能够控制本车辆的驱动力来变更加速状态(加速度)。
制动ECU60与制动促动器61连接。制动促动器61被设置在通过制动踏板的踩踏力对工作油进行加压的未图示的主缸与被设置在左右前后轮上的摩擦制动机构62之间的液压回路。摩擦制动机构62具备固定于车轮的制动盘62a、和固定于车身的制动钳62b。制动促动器61根据来自制动ECU60的指示来调整向内置在制动钳62b的轮缸供给的液压，通过利用该液压使轮缸工作来将制动块推压到制动盘62a而产生摩擦制动力。因此，制动ECU60通过控制制动促动器61，能够控制本车辆的制动力而变更减速状态(减速度)。
导航ECU70具备：接收用于检测本车辆的当前位置的GPS信号的GPS接收机71、存储有地图信息等的地图数据库72以及触摸面板(触摸面板式显示器)73。导航ECU70基于GPS信号来确定当前时刻的本车辆的位置，并且基于本车辆的位置以及地图数据库72中所存储的地图信息等来进行各种运算处理，并使用触摸面板73来进行路径引导。
地图数据库72中存储的地图信息包括道路信息。道路信息包括表示该道路的位置以及形状的参数(例如道路的曲率半径或者曲率、道路的车道宽度、车道数、各车道的中央线的位置等)。另外，道路信息也包括能够区别是否是汽车专用道路的道路种类信息等。
＜驾驶辅助ECU10进行的控制处理＞
接下来，对驾驶辅助ECU10进行的控制处理进行说明。驾驶辅助ECU10在正实施车道维持辅助控制以及跟随车间距离控制两方的状况下受理到车道变更辅助要求的情况下，实施车道变更辅助控制。鉴于此，首先，从车道维持辅助控制以及跟随车间距离控制开始说明。
＜车道维持辅助控制(LTA)＞
车道维持辅助控制是将转向操纵转矩赋予给转向机构来辅助驾驶员的转向操纵操作以便将本车辆的位置维持在“该本车辆正行驶的车道”内的目标行驶线附近的控制。在本实施方式中，目标行驶线为车道中心线CL，但也能够采用从车道中心线CL在车道宽度方向偏移规定距离的线。因此，车道维持辅助控制能够表现为以本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置的方式辅助转向操纵操作的控制。
以下，将车道维持辅助控制称为LTA(车道跟踪辅助)。LTA被称为各种名字，其本身是公知的(例如参照日本特开2008－195402号公报、日本特开2009－190464号公报、日本特开2010－6279号公报以及日本专利第4349210号说明书等。)。因此，以下简单地进行说明。
驾驶辅助ECU10在通过设定操作器14的操作而请求了LTA的情况下执行LTA。驾驶辅助ECU10在请求了LTA的情况下，基于上述的车道关联车辆信息(Cu、Dy、θy)，并利用下述的(1)式，按照规定的运算周期来运算目标舵角θlta*。
θlta*＝Klta1·Cu+Klta2·θy+Klta3·Dy+Klta4·ΣDy···(1)
此处，Klta1、Klta2、Klta3、Klta4是控制增益。右边第一项是根据道路的曲率Cu而决定的以前馈方式起作用的舵角成分。右边第二项是以反馈方式起作用以便减小横摆角θy(以便减小本车辆的方向相对于车道中心线CL的偏差)的舵角成分。即，是通过将横摆角θy的目标值设为零的反馈控制所运算的舵角成分。右边第三项是以反馈方式起作用以便减小本车辆的车道宽度方向位置相对于车道中心线CL的偏离(位置偏差)即横向偏差Dy的舵角成分。即，是通过将横向偏差Dy的目标值设为零的反馈控制所运算的舵角成分。右边第四项是以反馈方式起作用以便减小横向偏差Dy的积分值ΣDy的舵角成分。即，是通过将积分值ΣDy的目标值设为零的反馈控制所运算的舵角成分。
例如，在车道中心线CL向左方向弯曲的情况下、本车辆相对于车道中心线CL向右方向产生了横向偏移的情况下、以及本车辆相对于车道中心线CL朝向右方向的情况下，以目标舵角θlta*成为左方向的舵角的方式设定目标舵角θlta*。另外，在车道中心线CL向右方向弯曲的情况下、本车辆相对于车道中心线CL向左方向产生横向偏移的情况下、以及本车辆相对于车道中心线CL朝向左方向的情况下，以目标舵角θlta*成为右方向的舵角的方式设定目标舵角θlta*。因此，驾驶辅助ECU10使用与左方向以及右方向的各个方向对应的符号来实施基于上述式(1)的运算。
驾驶辅助ECU10将表示作为运算结果的目标舵角θlta*的指令信号输出至EPS·ECU20。EPS·ECU20对转向用马达22进行驱动控制以使舵角追随于目标舵角θlta*。此外，在本实施方式中，驾驶辅助ECU10将表示目标舵角θlta*的指令信号输出至EPS·ECU20，但也可以对获得目标舵角θlta*的目标转矩进行运算，并将表示作为运算结果的目标转矩的指令信号输出至EPS·ECU20。
以上是LTA的概要。
＜跟随车间距离控制(ACC)＞
跟随车间距离控制是基于周边信息，当存在在本车辆的前方行驶的前行车的情况下，将该前行车与本车辆的车间距离维持为规定的距离并使本车辆跟随前行车，而在不存在前行车的情况下，使本车辆以设定车速恒速行驶的控制。以下，将跟随车间距离控制称为ACC(自适应巡航控制)。ACC本身是公知的(例如参照日本特开2014－148293号公报、日本特开2006－315491号公报、日本专利第4172434号说明书以及日本专利第4929777号说明书等。)。因此，以下简单进行说明。
驾驶辅助ECU10在通过设定操作器14的操作请求了ACC的情况下执行ACC。驾驶辅助ECU10在请求了ACC的情况下，基于从周边传感器11供给的周边信息来选择跟随对象车辆。例如，驾驶辅助ECU10判定在预先决定的跟随对象车辆区域内是否存在其它车辆。
在其它车辆在跟随对象车辆区域内存在规定时间以上的情况下，驾驶辅助ECU10选择该其它车辆作为跟随对象车辆，以本车辆相对于跟随对象车辆维持规定的车间距离并跟随的方式设定目标加速度。在跟随对象车辆区域内不存在其它车辆的情况下，驾驶辅助ECU10以本车辆的车速与设定车速一致的方式基于设定车速和检测车速(由车速传感器检测出的车速)来设定目标加速度。
驾驶辅助ECU10使用发动机ECU50来控制发动机促动器51并且根据需要使用制动ECU60来控制促动器61，以使本车辆的加速度与目标加速度一致。
其中，在ACC中驾驶员进行了加速操作的情况下，使加速操作优先，而不进行用于维持前行车辆与本车辆的车间距离的自动减速控制。
以上是ACC的概要。
＜车道变更辅助控制(LCA)＞
车道变更辅助控制是在监视本车辆的周围而判定为能够安全地进行车道变更后，一边监视本车辆的周围，一边将转向操纵转矩赋予给转向机构，辅助驾驶员的转向操纵操作(车道变更操作)以便本车辆从当前行驶的车道向邻接的车道移动的控制。因此，根据车道变更辅助控制，能够不需要驾驶员的转向操纵操作(方向盘操作)而变更本车辆行驶的车道。以下，将车道变更辅助控制称为LCA(车道变更辅助)。
LCA与LTA同样是本车辆相对于车道的横向位置的控制，在LTA以及ACC的实施中受理了车道变更辅助要求的情况下，代替LTA而实施LCA。以下，将LTA和LCA合起来统称为转向操纵辅助控制，将转向操纵辅助控制的状态称为转向操纵辅助控制状态。
其中，转向操纵辅助装置是辅助驾驶员的转向操纵操作的控制。因而，驾驶辅助ECU10在实施转向操纵辅助控制(LTA、LCA)的情况下，以驾驶员的方向盘操作优先的方式产生转向操纵辅助控制用的转向操纵力。因此，驾驶员在转向操纵辅助控制中也能够通过自身的方向盘操作使本车辆向所意图的方向前进。
图5表示驾驶辅助ECU10实施的转向操纵辅助控制例程。转向操纵辅助控制例程在LTA实施允许条件成立的情况下实施。LTA实施允许条件是通过设定操作器14选择了LTA的实施、正在实施ACC、以及通过相机传感器12能够识别白线等。
驾驶辅助ECU10若开始转向操纵辅助控制例程，则在步骤S11中将转向操纵辅助控制状态设定为LTA·ON(LTA接通)状态。LTA·ON状态表示LTA被实施的控制状态。
接着，驾驶辅助ECU10在步骤S12中对LCA开始条件是否成立进行判定。
LCA开始条件例如在以下的条件全部成立的情况下成立。
1.检测出车道变更辅助要求操作(车道变更辅助要求信号)。
2.通过设定操作器14选择了LCA的实施。
3.方向指示器操作方向的白线(成为原车道与目标车道的边界的白线)是虚线。
4.周边监视的LCA实施可否判定结果是可以(根据由周边传感器11得到的周边信息，判定为未检测出成为车道变更的障碍的障碍物(其它车辆等)，能够安全地进行车道变更)。
5.道路是汽车专用道路(从导航ECU70获取到的道路种类信息表示汽车专用道路)。
6.本车辆的车速进入到允许LCA的LCA允许车速范围。
例如，条件4在基于本车辆与在目标车道行驶的其它车辆的相对速度而推断为能够适当地确保车道变更后的两者的车间距离的情况下成立。
此外，LCA开始条件并不限于这样的条件，能够任意地设定。
驾驶辅助ECU10在LCA开始条件不成立的情况下使该处理返回到步骤S11，继续LTA的实施。
若当正实施LTA时，LCA开始条件成立(S12：是)，则驾驶辅助ECU10代替至此实施的LTA而开始LCA。驾驶辅助ECU10在开始LCA时对仪表ECU30发送LCA的开始引导显示指令。由此，在显示器31显示LCA的开始引导。
图6表示在LTA的实施中显示于显示器31的画面31a(称为LTA画面31a)以及在LCA的实施中所显示的画面31b(称为LCA画面31b)的一个例子。在LTA画面31a以及LCA画面31b的任一个中都表示本车辆正在左右白线之间行驶的图像。在LTA画面31a中，在左右的白线显示GWL的外侧显示虚拟的墙GW。驾驶员通过该墙GW能够识别为本车辆是被控制为在车道内行驶的状态。
另一方面，在LCA画面31b中，取消该墙GW的显示，取而代之，显示LCA的轨道Z。驾驶辅助ECU10根据转向操纵辅助控制状态在LTA画面31a与LCA画面31b之间切换显示于显示器31的画面。由此，驾驶员能够容易地判别出转向操纵辅助控制的实施状况是LTA还是LCA。
LCA只是对用于进行车道变更的驾驶员的转向操纵操作加以辅助的控制，驾驶员有监视周围的义务。因此，在LCA画面31b中显示“请直接确认周围”这一用于使驾驶员监视周围的消息GM。
在开始LCA时，驾驶辅助ECU10首先在图5所示的例程的步骤S13中运算目标轨道。此处，对LCA的目标轨道进行说明。
在执行LCA的情况下，驾驶辅助ECU10对决定本车辆的目标轨道的目标轨道函数进行运算。目标轨道是花费目标车道变更时间，使本车辆从当前行驶的车道(称为原车道)移动到与原车道邻接的车道变更辅助要求方向的车道(称为目标车道)的宽度方向中心位置(称为最终目标横向位置)的轨道，例如为图7所示那样的形状。
如后述那样，目标轨道函数是以原车道的车道中心线CL为基准，将从LCA的开始时刻(即，LCA开始条件成立的时刻)起的经过时间t设为变量，计算与经过时间t对应的本车辆的横向位置的目标值(即，目标横向位置)的函数。此处，本车辆的横向位置表示以车道中心线CL为基准的车道宽度方向(也有时称为横方向)上的本车辆的重心位置。
与使本车辆从LCA的开始位置(LCA的开始时刻的本车辆的横向位置)亦即初始位置在横方向上移动到最终目标横向位置的距离(以下，称为必要横向距离)成比例地可变设定目标车道变更时间。若表示一个例子，则在车道宽度为一般的3.5m的情况下，目标车道变更时间例如被设定为8.0秒。该例子是LCA开始时的本车辆位于原车道的车道中心线CL的情况。与车道宽度的幅度成比例地调整目标车道变更时间。因此，车道宽度越宽，则目标车道变更时间被设定为越大的值，反之，车道宽度越窄，则目标车道变更时间被设定为越小的值。
另外，在LCA开始时的本车辆的横向位置与原车道的车道中心线CL相比偏向车道变更侧的情况下，目标车道变更时间以该偏移量(横向偏差Dy)越多则越减少的方式设定。反之，在LCA开始时的本车辆的横向位置与原车道的车道中心线CL相比偏向反车道变更侧的情况下，目标车道变更时间以该偏移量(横向偏差Dy)越多则越增加的方式设定。例如如果偏移量为0.5m，则目标车道变更时间的增减调整量只要为1.14秒(＝8.0×0.5/3.5)即可。此外，此处所示的用于设定目标车道变更时间的值只是一个例子，能够采用任意设定的值。
在本实施方式中，目标横向位置y通过下式(2)所示的目标轨道函数y(t)来运算。该目标轨道函数y(t)是以经过时间t为变量的5次函数。
y(t)＝c0+c1·t+c2·t2+c3·t3+c4·t4+c5·t5···(2)
该目标轨道函数y(t)被设定为使本车辆顺利地移动到最终目标位置那样的函数。
此处，系数c0、c1、c2、c3、c4、c5由LCA开始时的本车辆的状态(初始横向状态量)和LCA完成时的本车辆的目标状态(最终目标横向状态量)来决定。
如图8所示，例如目标轨道函数y(t)是以当前时刻的本车辆C行驶的车道(原车道)的车道中心线CL为基准，来计算与从LCA开始时刻(目标轨道的运算时刻)起的经过时间t(有时也称为当前时刻t)对应的本车辆C的目标横向位置y(t)的函数。在图8中，车道形成为直线，但在车道形成为曲线的情况下，目标轨道函数y(t)是以形成为曲线的车道中心线CL为基准，来计算本车辆相对于车道中心线CL的目标横向位置的函数。
驾驶辅助ECU10为了决定该目标轨道函数y(t)的系数c0、c1、c2、c3、c4、c5而如以下那样设定目标轨道运算参数。目标轨道运算参数为以下的七个(P1～P7)。
P1.LCA开始时的本车辆相对于原车道的车道中心线的横向位置(称为初始横向位置)。
P2.LCA开始时的本车辆的横方向的速度(称为初始横向速度)。
P3.LCA开始时的本车辆的横方向的加速度(称为初始横向加速度)。
P4.完成LCA的时刻(称为LCA完成时)的本车辆相对于原车道的车道中心线的目标横向位置(称为最终目标横向位置)。
P5.LCA完成时的本车辆的横方向的目标速度(称为最终目标横向速度)。
P6.LCA完成时的本车辆的横方向的目标加速度(称为最终目标横向加速度)。
P7.实施LCA的时间(从LCA开始时到LCA结束时为止的时间)的目标值亦即目标时间(称为目标车道变更时间)。
如前述那样，横方向是车道宽度方向。因此，横向速度表示车道的宽度方向的本车辆的速度，横向加速度表示车道的宽度方向的本车辆的加速度。
将设定该七个目标轨道运算参数的处理称为初始化处理。在该初始化处理中，如以下那样设定目标轨道运算参数。即，初始横向位置被设定为与LCA开始时的由相机传感器12检测出的横向偏差Dy相等的值。初始横向速度被设定为对LCA开始时的由车速传感器检测出的车速v乘以由相机传感器12检测出的横摆角θy的正弦值(sin(θy))所得的值(v·sin(θy))。初始横向加速度被设定为对LCA开始时的由横摆率传感器检测出的横摆率γ(rad/s)乘以车速v所得的值(v·γ)。但是，初始横向加速度也可以设定为上述的初始横向速度的微分值。将初始横向位置、初始横向速度、以及初始横向加速度统称为初始横向状态量。
另外，本实施方式的驾驶辅助ECU10将目标车道的车道宽度视为与由相机传感器12检测出的原车道的车道宽度相同。因此，最终目标横向位置被设定为与原车道的车道宽度相同的值(最终目标横向位置＝原车道的车道宽度)。并且，驾驶辅助ECU10针对最终目标横向速度以及最终目标横向加速度，都将其值设定为零。将该最终目标横向位置、最终目标横向速度以及最终目标横向加速度统称为最终目标横向状态量。
目标车道变更时间如上述那样通过车道宽度(可以是原车道的车道宽度)以及LCA开始时的本车辆的横方向偏移量来计算。
例如，目标车道变更时间tlen利用下式(3)来运算。
tlen＝Dini·A···(3)
此处，Dini是使本车辆从LCA开始位置(初始横向位置)在横方向上移动到LCA完成位置(最终目标横向位置)的必要距离。因此，如果在LCA开始时本车辆位于原车道的车道中心线CL，则Dini被设定为与车道宽度相等的值，在本车辆从原车道的车道中心线CL偏移的情况下，成为对车道宽度加减调整了该偏移量所得的值。A是表示使本车辆在横方向移动单位距离所花费的目标时间的常量(称为目标时间设定常量)，例如设定为(8sec/3.5m＝2.29sec/m)。在该例子中，例如在使本车辆沿横方向移动的必要距离Dini为3.5m的情况下，目标车道变更时间tlen被设定为8秒。
此外，该目标时间设定常量A并不限于上述的值，能够任意设定。并且，例如可以使用设定操作器14，根据驾驶员的喜好而多次选择目标时间设定常量A。或者，目标车道变更时间也可以是固定值。
驾驶辅助ECU10基于通过目标轨道运算参数的初始化处理所求出的初始横向状态量、最终目标横向状态量以及目标车道变更时间，来计算由式(2)表示的目标轨道函数y(t)的系数c0、c1、c2、c3、c4、c5，确定目标轨道函数y(t)。
根据由上述式(2)表示的目标轨道函数y(t)，本车辆的横向速度y’(t)能够由下式(4)表示，本车辆的横向加速度y”(t)能够由下式(5)表示。
y’(t)＝c1+2c2·t+3c3·t2+4c4·t3+5c5·t4···(4)
y”(t)＝2c2+6c3·t+12c4·t2+20c5·t3···(5)
此处，若将初始横向位置设为y0、初始横向速度设为vy0、初始横向加速度设为ay0、最终目标横向位置设为y1、最终目标横向速度设为vy1、最终目标横向速度设为ay1、原车道的车道宽度设为W，则基于上述的目标轨道运算参数来获得以下的关系式。
y(0)＝c0＝y0···(6)
y’(0)＝c1＝vy0···(7)
y”(0)＝2c2＝ay0···(8)
y(tlen)＝c0+c1·tlen+c2·tlen2+c3·tlen3
+c4·tlen4+c5·tlen5＝y1＝W···(9)
y’(tlen)＝c1+2c2·tlen+3c3·tlen2
+4c4·tlen3+5c5·tlen4＝vy1＝0···(10)
y”(tlen)＝2c2+6c3·tlen+12c4·tlen2
+20c5·tlen3＝ay1＝0···(11)
因此，根据该六个式(6)～(11)，能够计算目标轨道函数y(t)的系数c0、c1、c2、c3、c4、c5的值。而且，通过将计算出的系数c0、c1、c2、c3、c4、c5的值代入式(2)，来计算目标轨道函数y(t)。驾驶辅助ECU10存储维持该目标轨道函数y(t)，直至使LCA结束为止。另外，驾驶辅助ECU10在计算该目标轨道函数y(t)的同时启动计时器(初始值：零)，开始从LCA开始起的经过时间t的计时。
若这样运算目标轨道函数，则驾驶辅助ECU10在接下来的步骤S14中基于目标轨道函数来进行转向操纵控制。将具体地对该转向操纵控制进行说明。
首先，驾驶辅助ECU10对当前时刻的本车辆的目标横向状态量进行运算。目标横向状态量包括本车辆的车道宽度方向的横向位置的目标值亦即目标横向位置、本车辆的车道宽度方向的速度(横向速度)的目标值亦即目标横向速度、和本车辆的车道宽度方向的加速度(横向加速度)的目标值亦即目标横向加速度。有时也将横向速度以及横向加速度统称为横运动状态量，将目标横向速度以及目标横向加速度统称为目标横运动状态量。
该情况下，驾驶辅助ECU10基于在步骤S13中确定出的目标轨道函数y(t)和当前时刻t来对当前时刻的目标横向位置、目标横向速度以及目标横向加速度进行运算。当前时刻t是在步骤S14中确定了目标轨道函数y(t)后的经过时间，与从LCA的开始起的经过时间同等。若在步骤S14中计算出目标轨道函数y(t)，则驾驶辅助ECU10使计时器复位来开始从LCA开始起的经过时间t(＝当前时刻t)的计时。向目标轨道函数y(t)代入当前时刻t来计算目标横向位置，向对目标轨道函数y(t)进行了一阶微分所得的函数y’(t)代入当前时刻t来计算目标横向速度，向对目标轨道函数y(t)进行了二阶微分所得的函数y”(t)代入当前时刻t来计算目标横向加速度。驾驶辅助ECU10读入由计时器计测出的经过时间t，并基于该计测时间t和上述函数来运算目标横向状态量。
以下，将当前时刻的目标横向位置表示为y*、将当前时刻的目标横向速度表示为vy*、将当前时刻的目标横向加速度表示为ay*。
接着，驾驶辅助ECU10对与改变本车辆的朝向的运动有关的目标值亦即目标横摆状态量进行运算。目标横摆状态量表示当前时刻的、本车辆的目标横摆角θy*、本车辆的目标横摆率γ*以及目标曲率Cu*。目标曲率Cu*是不包括使本车辆进行车道变更的轨道的曲率、即车道的弯道曲率的车道变更所涉及的弯曲成分的曲率。
驾驶辅助ECU10读入当前时刻的车速v(由车速传感器检测出的当前车速)，并且基于该车速v、目标横向速度vy*和目标横向加速度ay*，使用以下的式(12)、(13)、(14)来运算当前时刻的目标横摆角θy*、目标横摆率γ*以及目标曲率Cu*。
θy*＝sin-1(vy*/v)···(12)
γ*＝ay*/v···(13)
Cu*＝ay*/v2···(14)
即，将目标横向速度vy*除以车速v所得的值代入逆正弦函数来计算目标横摆角θy*。另外，将目标横向加速度ay*除以车速v来计算目标横摆率γ*。将目标横向加速度ay*除以车速v的平方值来计算目标曲率Cu*。
接着，驾驶辅助ECU10对LCA的目标控制量进行运算。在本实施方式中，作为目标控制量而对目标舵角θlca*进行运算。基于如上述那样运算出的目标横向位置y*、目标横摆角θy*、目标横摆率γ*、目标曲率Cu*以及曲率Cu并利用下式(15)来计算目标舵角θlca*。
θlca*＝Klca1·(Cu*+Cu)+Klca2·(θy*－θy)+Klca3·(y*－y)+Klca4·(γ*－γ)+Klca5·Σ(y*－y)···(15)
此处，Klca1、Klca2、Klca3、Klca4、Klca5是控制增益。Cu是由相机传感器12检测出的当前时刻(运算时)的曲率。y是由相机传感器12检测出的当前时刻(运算时)的横向位置、即相当于Dy。θy是由相机传感器12检测出的当前时刻(运算时)的横摆角。另外，γ表示由横摆率传感器检测出的当前时刻的本车辆的横摆率。此外，γ也能够使用横摆角θy的微分值。
右边第一项是根据目标曲率Cu*和曲率Cu(车道的弯曲)的相加值所决定的前馈控制量。Klca1·Cu*是用于进行车道变更的前馈控制量，Klca1·Cu是用于使本车辆沿着车道的弯曲行驶的前馈控制量。因此，由右边第一项表示的控制量被设定为如果利用该控制量控制转向角，则基本上能够使本车辆沿着目标的路线行驶的值。该情况下，控制增益Klca1被设定为与车速v对应的值。例如，控制增益Klca1可以根据轴距L、稳定系数Ksf(按照每个车辆所决定的固定值)如下式(16)那样设定。此处，K为固定的控制增益。
Klca1＝K·L·(1+Ksf·v2)···(16)
右边第二项～五项是反馈控制量。右边第二项是以反馈方式起作用以减小目标横摆角θy*与实际横摆角θy的偏差的舵角成分。右边第三项是以反馈方式起作用以减小目标横向位置y*与实际横向位置y的偏差的舵角成分。右边第四项是以反馈方式起作用以减小目标横摆率γ*与实际横摆率γ的偏差的舵角成分。右边第五项是以反馈方式起作用以减小目标横向位置y*与实际横向位置y的偏差的积分值Σ(y*－y)的舵角成分。
目标舵角θlca*并不限于利用上述的五个舵角成分来运算，可以仅使用其中的任意的舵角成分来运算，也可以通过追加其它舵角成分等来运算。例如，针对与横摆运动有关的反馈控制量，可以使用横摆角的偏差或横摆率的偏差的任意一方。另外，对于使用了目标横向位置y*与实际横向位置y的偏差的积分值Σ(y*－y)的反馈控制量，也能够省略。
驾驶辅助ECU10若运算出目标控制量则将表示目标控制量的转向操纵指令发送给EPS·ECU20。在本实施方式中，驾驶辅助ECU10运算目标舵角θlca*作为目标控制量，但可以对获得目标舵角θlca*的目标转矩进行运算，并将表示该目标转矩的转向操纵指令发送至EPS·ECU20。
以上是步骤S14的处理。
EPS·ECU20若经由CAN100从驾驶辅助ECU10接收到转向操纵指令，则对转向用马达22进行驱动控制以使舵角追随于目标舵角θlca*。
接着，驾驶辅助ECU10在步骤S15中对是否产生白线识别失常进行判定。白线识别失常表示相机传感器12不能够识别白线WL的状态、即不能够识别车道的状态。另外，白线识别失常也包括虽然相机传感器12能够识别白线WL但其识别状态的可靠性比基准低的状态。因此，白线识别失常表示不能够良好地识别车道的状态，相当于本发明的识别不良状态。
例如，当识别白线WL时，相机传感器12基于拍摄到的图像来进行白线的边缘提取，但在该边缘提取变得困难的情况下，判定为产生白线识别失常。另外，在白线识别的输出不稳定(产生所谓的输出跳跃)那样的状况下，由于有可能误识别白线，所以相机传感器12判定为产生白线识别失常。另外，相机传感器12在能够识别白线但该白线模糊不清的情况下，判定为产生白线识别失常。另外，相机传感器12在能够推断为是白线的白线的候补多的情况下，由于不能够适当地确定车道，所以判定为产生白线识别失常。并且，相机传感器12在运算出的曲率Cu示出成为超过基准的急弯曲的值的情况下、以及运算出的横摆角θy示出超过基准的大的值的情况下等难以实施转向操纵辅助控制的状况下，也可以判定为产生白线识别失常。另外，相机传感器12也可以在车道变更方向的白线(原车道与目标车道的边界白线)从虚线切换为实线的情况下，判定为产生白线识别失常。此外，白线识别失常的检测(判定)可以不仅仅通过相机传感器12实施，而由相机传感器12和驾驶辅助ECU10协调来实施。
相机传感器12在判定为产生了白线识别失常的情况下，将白线识别失常信号发送至驾驶辅助ECU10。驾驶辅助ECU10在步骤S15中针对是否从相机传感器12发送来白线识别失常信号进行判定。
驾驶辅助ECU10在判定为没有产生白线识别失常的情况下(S15：否)，使该处理进入步骤S16。
驾驶辅助ECU10在步骤S16中对LCA完成条件是否成立进行判定。在本实施方式中，LCA完成条件在本车辆的横向位置y到达最终目标横向位置y*时成立。驾驶辅助ECU10在LCA完成条件不成立的情况下，使该处理返回到步骤S14，按照规定的运算周期反复实施上述的步骤S14～S16的处理。这样，继续LCA。
在LCA的实施中，对与经过时间t对应的目标横向状态量(y*、vy*、ay*)进行运算。并且，基于该运算出的目标横向状态量(y*、vy*、ay*)和车速v来运算目标横摆状态量(θy*、γ*、Cu*)，并基于该运算出的目标横摆状态量(θy*、γ*、Cu*)来运算目标控制量(θlca*)。而且，每次运算目标控制量(θlca*)时便将表示目标控制量(θlca*)的转向操纵指令发送至EPS·ECU20。这样，本车辆沿着目标轨道行驶。
此外，在LCA的实施中，若本车辆的行驶位置从原车道切换为目标车道，则从相机传感器12提供给驾驶辅助ECU10的车道关联车辆信息(Cu、Dy、θy)从原车道所涉及的车道关联车辆信息切换为目标车道所涉及的车道关联车辆信息。因此，不能够保持原样地使用在LCA的开始最初所运算出的目标轨道函数y(t)。在本车辆位于的车道切换了的情况下，横向偏差Dy的符号反转。鉴于此，驾驶辅助ECU10若检测为相机传感器12输出的横向偏差Dy的符号(正负)切换，则使目标轨道函数y(t)偏移原车道的车道宽度W。由此，能够将以原车道的车道中心线CL为原点所运算出的目标轨道函数y(t)切换为以目标车道的车道中心线CL为原点的目标轨道函数y(t)。
驾驶辅助ECU10在步骤S16中判定为LCA完成条件成立的情况下，在步骤S17中将转向操纵辅助控制状态设定为LTA·ON状态。即，结束LCA，再开始LTA。由此，本车辆被进行转向操纵控制以便沿着目标车道中的车道中心线CL行驶。若在步骤S17中将转向操纵辅助控制状态设定为LTA·ON状态，则驾驶辅助ECU10使该处理返回到步骤S11，保持原样地使上述的转向操纵辅助控制例程继续。
若LCA完成并将转向操纵辅助控制状态设定为LTA·ON状态，则显示于显示器31的画面如图6所示，从LCA画面31b切换为LTA画面31a。
其中，驾驶辅助ECU10在从开始LCA起到结束本转向操纵辅助控制例程为止的期间中，对仪表ECU30发送方向指示器操作方向的方向指示器32的闪烁指令。方向指示器32从开始LCA前，根据伴随着方向指示器杆41向第一行程位置P1L(P1R)的操作而从转向ECU40发送的闪烁指令进行闪烁。即使从转向ECU40发送的闪烁指令被停止，仪表ECU30在从驾驶辅助ECU10发送闪烁指令的期间也使方向指示器32的闪烁继续。
接下来，对产生了白线识别失常的情况进行说明。驾驶辅助ECU10若在步骤S15中判定为产生了白线识别失常，则使该处理进入步骤S18，对在车道变更方向是否产生横向速度进行判定。“在车道变更方向产生横向速度”表示本车辆沿车道变更方向移动。通过运算将即将判定为产生白线识别失常之前的、由车速传感器所检测出的车速v和由相机传感器12检测出的横摆角θy的正弦值(sin(θy))相乘所得的值(v·sin(θy))来求出横向速度。
由于该步骤S18的处理只要判定车道变更方向的横向速度的产生的有无即可，所以能够单纯地仅使用横摆角θy来判定。另外，可以根据从LCA的开始时刻起的由横摆率传感器检测出的横摆率的积分值进行推断。另外，也可以根据从LCA的开始时刻起的由转向操纵角传感器检测出的转向操纵角的积分值进行推断。另外，也能够基于从LCA的开始起的经过时间来进行推断。例如在LCA刚刚开始之后的规定期间内，由于横向速度是几乎接近零的值，所以在该规定期间中，能够判定为没有产生车道变更方向的横向速度。
驾驶辅助ECU10在判定为在车道变更方向产生横向速度的情况下(S18：是)，使该处理进入步骤S19。其中，对于车道变更方向的横向速度的产生的有无，驾驶辅助ECU10只要对车道变更方向的横向速度是否大于阈值进行判定即可。该阈值并不限于零，只要如后述那样设定为判定是否需要使本车辆的横向速度降低的值即可。
驾驶辅助ECU10在步骤S19中使LCA结束，并且进行用于使本车辆不从车道脱离的目标轨道的运算。该目标轨道是用于使本车辆的横摆角返回到LCA即将开始之前的状态的目标轨道。以下，将该目标轨道称为横摆角返回目标轨道。
另外，驾驶辅助ECU10在步骤S19中运算横摆角返回目标轨道的同时，对驾驶员通知转向操纵辅助结束这一情况。该情况下，驾驶辅助ECU10将辅助结束通知发送至仪表ECU30，并且使蜂鸣器13以“嘟嘟”鸣动。仪表ECU30若接收到辅助结束通知，则将至此在显示器31上显示的LCA画面31b(参照图6)切换为图11所示的转向操纵辅助关闭画面31c。在该转向操纵辅助关闭画面31c中，消除至此所显示的白线显示GWL、轨道Z以及消息GM。通过该转向操纵辅助关闭画面31c，对驾驶员通知LCA、LTA都不被实施以及驾驶员自己进行方向盘操作的必要性。
该转向操纵辅助关闭画面31c与在正实施LTA时产生白线识别失常而停止了LTA的情况下所显示的画面共同。此处，对在正实施LTA时产生白线识别失常的情况下的驾驶辅助ECU10的处理进行说明。驾驶辅助ECU10在LTA的实施中与实施LCA时同样地按照规定的运算周期对是否产生白线识别失常进行判定。驾驶辅助ECU10在判定为产生白线识别失常的情况下使LTA停止。该驾驶辅助ECU10的功能部相当于车道维持辅助停止单元。此时，驾驶辅助ECU10将辅助结束通知发送至仪表ECU30，并且使蜂鸣器13以“嘟嘟”鸣动。因此，显示于显示器31的画面从LTA画面31a(参照图6)切换为图11所示的转向操纵辅助关闭画面31c。因此，在显示器31显示与在LCA的实施中产生了白线识别失常的情况同样的显示内容的画面。
在产生了白线识别失常的情况下，与至此所实施的转向操纵辅助控制的种类(LTA或LCA)无关，需要使驾驶员尽快开始方向盘操作。鉴于此，为了不将必要以上的信息提供给驾驶员，在正实施LTA时产生了白线识别失常的情况下、和正实施LCA时产生了白线识别失常的情况下，将共同的转向操纵辅助关闭画面31c显示于显示器31。
接下来，对在步骤S19中实施的横摆角返回目标轨道的运算进行说明。横摆角返回目标轨道表示用于使本车辆的横摆角成为零的目标轨道(换言之，用于使本车辆的车道变更方向的横向速度成为零的目标轨道)。在LCA即将开始之前实施LTA。因此，在开始LCA时，推断为横摆角成为接近零的值。鉴于此，驾驶辅助ECU10通过使在LCA中产生的横摆角返回到LCA即将开始之前的状态，从而运算根据LCA的目标轨道函数运算出的目标横向速度vy*被抵消那样的(目标横向速度vy*变为零那样)的横摆角返回目标轨道。
上述的LCA中的目标轨道表示相对于从LCA开始时起的经过时间的目标横向位置，但横摆角返回目标轨道表示相对于从检测出白线识别失常的时刻起的经过时间的目标曲率。最终输出至EPS·ECU20的目标控制量被设定为对将该目标曲率和即将检测白线识别失常之前的由相机传感器12检测出的曲率(车道的弯曲曲率)相加所得的值乘以控制增益(是将曲率变换为舵角的系数，可以是上述的控制增益Klca1)而得的值。
此处，对使横摆角返回到LCA即将开始之前的状态的方法进行说明。LCA中的目标控制量用目标舵角θlca*表示。在该目标舵角θlca*中包括如用上述的式(15)表示那样根据目标曲率Cu*运算的前馈控制项(Klca1·Cu*)。
目标曲率的变化与转向操纵角的变化对应，能够捕捉为横摆角的变化。因此，在检测出白线识别失常的情况下，运算从LCA的开始到检测出白线识别失常为止的期间中的目标曲率Cu*的积分值，通过对与该目标曲率Cu*的积分值对应的控制量使符号反转并输出至EPS·ECU20，能够使横摆角返回到LCA即将开始之前的状态(使横摆角减少通过LCA而增加的量)。
例如，如图9所示，在时刻t1检测出白线识别失常的情况下，从开始LCA的时刻t0到时刻t1为止的目标曲率Cu*的积分值与该图的用灰色涂的部分的面积相当。因此，如果对与该面积对应的前馈控制量使符号反转(使左右方向反转)并对EPS·ECU20进行指令，则能够在前馈控制量的输出完成的时刻使横摆角返回到LCA即将开始之前的状态。将使从该时刻t0到时刻t1为止的目标曲率Cu*的积分值的符号(正负)反转所得的值称为反转积分值。通过对从时刻t0到时刻t1为止的目标曲率Cu*的积分值加上该反转积分值，能够使从LCA的开始起的目标曲率Cu*的积分值为零。
在LCA即将开始之前，横摆角基本上被控制为通过LTA而维持为零。因此，LCA即将开始之前的横向速度基本上为零。另外，在白线识别失常状态下，不能够进行使用了相机传感器12的检测值的转向操纵控制。因此，通过如上述那样使用前馈控制量，使横摆角返回到LCA即将开始之前的状态，从而即使产生白线识别失常，也能够使本车辆的横向速度降低到零附近。即，能够使本车辆与车道的形成方向平行地行驶。
鉴于此，驾驶辅助ECU10如图9中粗线所示，对时刻t1以后的目标曲率Culost*进行运算。将该目标曲率Culost*称为横摆角返回目标曲率Culost*。该情况下，决定从检测出白线识别失常时到使横摆角返回到LCA即将开始之前的值为止的目标时间(时刻t1～时刻t2的目标时间)。将该目标时间称为横摆角返回目标时间tlost。横摆角返回目标时间tlost是恒定时间，被设定为不会因横摆角的变化而给驾驶员带来不协调感的程度的时间(例如3秒)。
对于横摆角返回目标曲率Culost*，预先决定其变化梯度Cu’。因此，如果能够计算反转积分值的大小，则可决定横摆角返回目标曲率Culost*的形状(梯形形状)。该情况下，反转积分值越大，则横摆角返回目标曲率Culost*的最大值越大。另外，关于大小的说明是指其绝对值。
驾驶辅助ECU10基于反转积分值的大小、横摆角返回目标时间tlost和变化梯度Cu’来运算相对于从检测出白线识别失常的时刻(时刻t1)起的经过时间t的横摆角返回目标曲率Culost*。以下，也有时将相对于经过时间t的横摆角返回目标曲率Culost*称为横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)。横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)决定本车辆的目标轨道。因此，该横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)相当于横摆角返回目标轨道。
反转积分值也能够通过在LCA的实施中每次运算目标曲率Cu*时，将其值累计并使其累计值的符号反转来计算，但在本实施方式中，如以下那样计算。
LCA中的目标曲率Cu*能够使用目标横向加速度ay*和车速v如下式(17)那样表示。
Cu*＝ay*/v2···(17)
因此，从时刻t0(即，经过时间t＝0)到时刻t1(即，经过时间t＝t1)为止对该目标曲率Cu*进行积分所得的值能够使用车速v和目标横向速度vy*如下式(18)那样表示。其中，式(18)基于车速v在LCA实施中视为恒定这一前提。
【数1】
Figure BDA0001683663180000301
因此，反转积分值通过将利用式(18)所得到的积分值的符号反转来计算。如果计算出反转积分值，则如上述那样能够基于反转积分值的大小、横摆角返回目标时间tlost和变化梯度Cu’来运算相对于从检测出白线识别失常的时刻起的经过时间t的横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)。
以上是横摆角返回目标轨道(横摆角返回目标曲率函数Culost*(t))的运算的说明。
＜横摆角返回目标轨道的运算的变形例＞
在产生了白线识别失常的情况下，可以在不会给驾驶员带来不协调感的范围内迅速地使本车辆的横向速度成为零、即使横摆角成为零。在上述的实施方式中，将横摆角返回目标时间tlost设定为恒定时间，但在该变形例中，根据横摆角返回目标曲率Culost*的上限值限制来决定横摆角返回目标曲率Culost*。
在该变形例中，如图10所示，横摆角返回目标曲率Culost*作为最终的目标值而被设定为由车辆的横向加速度的上限值决定的值(最大值Cumax)。例如，最大值Cumax被设定为车辆的横向加速度(是作用于车辆的横向加速度且与车道宽度方向的横向加速度不同)不会给驾驶员带来不协调感的范围的最大值。例如，最大值Cumax被设定为车辆的横向加速度成为0.1G(G：重力加速度)的值。作用于车辆的横向加速度YG能够计算为对车速的平方值(v2)乘以曲率(Cu)所得的值(YG＝v2·Cu)。因此，能够从该关系式求出最大值Cumax。
另外，使横摆角返回目标曲率Culost*朝向最大值Cumax增加的变化梯度、以及从最大值Cumax朝向零降低的变化梯度也被设定为不会给驾驶员带来不协调感的范围的最大值(称为最大变化梯度Cu’max)。其中，横摆角返回目标曲率Culost*的最大值Cumax以及最大变化梯度Cu’max的符号根据反转积分值的符号来决定。
驾驶辅助ECU10基于反转积分值的大小、横摆角返回目标曲率Culost*的最大值Cumax和最大变化梯度Cu’max来运算相对于从检测出白线识别失常的时刻起的经过时间t的横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)。由此，在最大值Cumax和最大变化梯度Cu’max的限制下，以最短时间运算使从LCA的开始起的目标曲率Cu*的积分值返回到零的横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)。
以上是横摆角返回目标轨道的运算的变形例。
接着，驾驶辅助ECU10在图5所示的例程的步骤S20中，基于在先前的步骤S19中计算出的横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)、和即将检测出白线识别失常之前的由相机传感器12检测出的曲率Cu(称为失常时曲率Cu)来进行转向操纵控制。该情况下，驾驶辅助ECU10使计时器t复位(清零后开始)，根据从检测出白线识别失常的时刻起的经过时间t、和横摆角返回目标曲率函数Culost*(t)来运算当前时刻的横摆角返回目标曲率Culost*。另外，驾驶辅助ECU10在检测出白线识别失常时，将其紧前的由相机传感器12检测出的曲率Cu作为失常时曲率Cu来存储。驾驶辅助ECU10根据当前时刻的横摆角返回目标曲率Culost*和失常时曲率Cu来运算当前时刻的目标舵角θlost*。如下式(19)所示，通过对当前时刻的横摆角返回目标曲率Culost*与失常时曲率Cu(固定值)的相加值乘以控制增益Klca1来计算目标舵角θlost*。
θlost*＝Klca1·(Culost*+Cu)···(19)
驾驶辅助ECU10在每次计算目标舵角θlost*时将表示目标舵角θlost*的转向操纵指令发送至EPS·ECU20。EPS·ECU20若接收到转向操纵指令，则对转向用马达22进行驱动控制以使舵角追随于目标舵角θlost*。在本实施方式中，驾驶辅助ECU10对目标舵角θlost*进行运算作为目标控制量，但也可以对获得目标舵角θlost*的目标转矩进行运算，并将表示该目标转矩的转向操纵指令发送至EPS·ECU20。
以下，将使用了目标舵角θlost*的转向操纵控制称为横摆角返回控制。在白线识别失常时，无法从相机传感器12获得适当的车道信息。因此，在横摆角返回控制中，仅通过使用了横摆角返回目标曲率Culost*和失常时曲率Cu的前馈控制来控制转向操纵角。即，不进行使用了由相机传感器12检测出的横摆角θy的反馈控制。根据横摆角返回控制，转向操纵被控制为横摆角减少通过LCA而增加的量。
此外，驾驶辅助ECU10可以保持在产生了白线识别失常的时刻(时刻t1)的紧前运算出的反馈控制量(式(15)的右边第2～5项)的值，并在横摆角返回控制中将该保持的值(固定值)作为前馈控制量的一部分而加到式(19)的右边。
接着，驾驶辅助ECU10在步骤S21中对横摆角返回控制的结束条件是否成立进行判定。例如，在横摆角返回目标曲率Culost*变为零时判定为横摆角返回控制的结束条件成立。或者，在从产生白线识别失常起经过一定时间时，判定为横摆角返回控制的结束条件成立。或者，在检测出驾驶员的方向盘操作时(例如通过转向操纵转矩传感器检测出方向盘操作判定阈值以上的转向操纵转矩时)，判定为横摆角返回控制的结束条件成立。
驾驶辅助ECU10在横摆角返回控制的结束条件不成立的情况下，使该处理返回到步骤S20。若重复这样的处理，则在不会给驾驶员带来不协调感的范围中使本车辆的横摆角迅速地减少，伴随于此，横向速度迅速地减少。
重复这样的处理，若横摆角返回控制的结束条件成立，则驾驶辅助ECU10结束转向操纵辅助控制例程。从而，横摆角返回控制结束。该情况下，由于通过横摆角返回控制使本车辆的横向速度几乎降低到零，所以本车辆成为难以脱离到车道外的状态。
图12是表示基于LCA的本来的本车辆的车道变更轨道、和白线识别失常时的本车辆的轨道的图。如图所示，若横摆角返回控制完成，则本车辆与车道几乎平行地行驶。
在图5所示的例程的步骤S18中，驾驶辅助ECU10在判定为在车道变更方向没有产生横向速度的情况下，使该处理进入步骤S22。驾驶辅助ECU10在步骤S22中使LCA结束。另外，驾驶辅助ECU10将用于对驾驶员通知转向操纵辅助结束的辅助结束通知发送至仪表ECU30，并且使蜂鸣器13以“嘟嘟”鸣动。仪表ECU30若接收到辅助结束通知，则将至此在显示器31上显示的LCA画面31b(参照图6)切换为图11所示的转向操纵辅助关闭画面31c。
在车道变更方向没有产生横向速度的情况下，短时间内本车辆脱离到车道外的可能性较低。因此，在该步骤S22中，不实施上述的步骤S19、S20那样的横摆角返回控制。
若步骤S22的处理完成，则驾驶辅助ECU10使转向操纵辅助控制例程结束。
根据以上说明的本实施方式的转向操纵辅助装置，在LCA中产生白线识别失常的情况下结束LCA，并且对驾驶员通知转向操纵辅助结束(需要方向盘操作)。此时，在车道变更方向产生横向速度的情况下，运算横摆角返回目标轨道，并基于该横摆角返回目标轨道来进行转向操纵控制。由此，在不会给驾驶员带来不协调感的范围中使横摆角迅速地返回到LCA即将开始之前的状态，伴随于此，本车辆的横向速度迅速降低。因此，能够确保从LCA结束到将方向盘操作移交给驾驶员为止的时间。即，能够在本车辆从车道脱离前使驾驶员开始方向盘操作。结果，能够减少本车辆从车道脱离的可能性。
另外，因白线识别失常而结束LCA时的通知与因白线识别失常而结束LTA时的通知共同。即，显示图11所示的转向操纵辅助关闭画面31c。由此，由于驾驶员不会被给予必要以上的信息(由于例如不会被给予是横摆角返回控制中这一信息)，所以能够与停止LTA的情况同样地顺畅开始方向盘操作。
另外，限于在产生白线识别失常时车道变更方向产生横向速度的情况来实施横摆角返回控制。因此，能够不会在必要以上进行横摆角返回控制。
以上，对本实施方式所涉及的转向操纵辅助装置进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的便能够进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，转向操纵辅助控制状态为LTA·ON状态(正实施LTA的状态)是用于实施LCA的前提，但不一定需要这样的前提。另外，也可以没有是正实施ACC的状态这一前提。另外，在本实施方式中，以本车辆行驶的道路是汽车专用道路为条件来实施LCA，但不一定需要设置这样的条件。
例如，对于白线识别失常的判定条件，也不限于上述的实施方式，可以是至少包括相机传感器12不能够识别白线WL的状态等而任意设定。

Claims (5)

1.一种转向操纵辅助装置，具备：车道识别单元，识别车道来获取包括本车辆相对于上述车道的相对位置关系的车道信息；以及车道变更辅助控制单元，实施车道变更辅助控制，在该车道变更辅助控制中，基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆从当前行驶的原车道朝向与上述原车道邻接的目标车道进行车道变更，其中，上述转向操纵辅助装置具备：
识别不良状态检测单元，对上述车道识别单元不能够良好地识别上述车道的状态亦即识别不良状态进行检测；
车道变更辅助停止单元，在正实施上述车道变更辅助控制时检测出上述识别不良状态的情况下，使上述车道变更辅助控制停止；以及
横摆角返回控制单元，实施横摆角返回控制，在该横摆角返回控制中，在检测出上述识别不良状态而停止了上述车道变更辅助控制的情况下控制转向操纵，以使车道的形成方向与本车辆朝向的方向所成的角度亦即横摆角减少通过上述车道变更辅助控制而增加的量，
上述车道变更辅助控制单元构成为：按照规定的运算周期运算包括使用了使本车辆变更车道的轨道的目标曲率的前馈控制量的目标控制量，并基于该运算出的目标控制量来控制转向操纵，
上述横摆角返回控制单元构成为：运算与从开始上述车道变更辅助控制到检测出上述识别不良状态为止的上述目标曲率的积分值相当的值，并基于运算出的与积分值相当的值来运算目标控制量，基于该目标控制量来控制转向操纵。
2.根据权利要求1所述的转向操纵辅助装置，其中，
上述转向操纵辅助装置具备通知单元，该通知单元在检测出上述识别不良状态的情况下，对驾驶员通知方向盘操作的必要性。
3.根据权利要求1或者2所述的转向操纵辅助装置，其中，
上述转向操纵辅助装置具备车道维持辅助控制单元，上述车道维持辅助控制单元实施车道维持辅助控制，在该车道维持辅助控制中，基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置，
上述车道变更辅助控制单元构成为：在正实施上述车道维持辅助控制的状况下接受到车道变更辅助要求时，使上述车道维持辅助控制停止而开始上述车道变更辅助控制，
上述横摆角返回控制单元构成为：控制转向操纵以使通过上述车道变更辅助控制而增加的上述横摆角返回到即将开始上述车道变更辅助控制之前的横摆角。
4.根据权利要求2所述的转向操纵辅助装置，其中，具备：
车道维持辅助控制单元，实施车道维持辅助控制，在上述车道维持辅助控制中，基于上述车道信息来控制转向操纵以使本车辆的行驶位置被维持在车道内的车道宽度方向的恒定位置；以及
车道维持辅助停止单元，在正实施上述车道维持辅助控制时检测出上述识别不良状态的情况下，使上述车道维持辅助控制停止，
上述通知单元构成为：在通过上述车道维持辅助停止单元停止了上述车道维持辅助控制的情况下、和在通过上述车道变更辅助停止单元停止了上述车道变更辅助控制的情况下，通过共同的显示内容的画面对驾驶员通知方向盘操作的必要性。
5.根据权利要求1或2所述的转向操纵辅助装置，其中，
上述转向操纵辅助装置具备横向速度判定单元，该横向速度判定单元判定检测出上述识别不良状态的时刻的本车辆的车道宽度方向的速度亦即横向速度是否是车道变更方向且是否大于阈值，
上述横摆角返回控制单元构成为：在判定为上述横向速度是车道变更方向且大于阈值的情况下进行工作。
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