JP2018177178A - Lane change support device - Google Patents

Lane change support device Download PDF

Info

Publication number
JP2018177178A
JP2018177178A JP2017104430A JP2017104430A JP2018177178A JP 2018177178 A JP2018177178 A JP 2018177178A JP 2017104430 A JP2017104430 A JP 2017104430A JP 2017104430 A JP2017104430 A JP 2017104430A JP 2018177178 A JP2018177178 A JP 2018177178A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
lane
vehicle
lane change
host vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017104430A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6801585B2 (en
Inventor
祥太 藤井
Shota Fujii
祥太 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to DE102018108572.9A priority Critical patent/DE102018108572B4/en
Priority to US15/950,386 priority patent/US11008039B2/en
Publication of JP2018177178A publication Critical patent/JP2018177178A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6801585B2 publication Critical patent/JP6801585B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lane change support device which enables a smooth lane change while suppressing a calculation load.SOLUTION: A driving support ECU initializes a target trajectory calculation parameter only at the start of LCA (S13) and calculates, on the basis of the target trajectory calculation parameter, a target trajectory function representing a target lateral position which is a target position of an own vehicle in a lane width direction in accordance with an elapsed time from the start of LCA (S14). On the basis of the target trajectory function and an elapsed time t from the start of LCA, the driving support ECU successively calculates a target lateral movement state amount of the own vehicle (S15) and calculates, on the basis of the target lateral movement state amount and a vehicle speed, a target yaw state amount of the own vehicle (S16). On basis of the target yaw state amount and the target lateral position, the driving support ECU calculates a target control amount (S17).SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、車線変更を行うための操舵操作を支援する車線変更支援装置に関する。   The present invention relates to a lane change support device that supports a steering operation for changing a lane.

従来から、車線変更を行うための操舵操作(ハンドル操作)を支援する車線変更支援装置が知られている。こうした車線変更支援装置においては、自車両を車線変更先の隣接車線に向けて進路を変更するための目標軌道を演算し、演算した目標軌道に沿って自車両が走行するように操舵輪の操舵角を制御する。例えば、特許文献1に提案された装置においては、隣接車線の中心線に沿った複数地点の位置情報と、自車両の現在の位置情報とに基づいて、自車両の目標通過位置を逐次算出し、その目標通過位置情報に基づいて目標軌道を演算する。   BACKGROUND Conventionally, a lane change support device that supports a steering operation (steering wheel operation) for changing a lane is known. In such a lane change support device, a target track for changing the course toward the lane where the host vehicle is to be changed is calculated, and steering of the steered wheels is performed so that the host vehicle travels along the calculated target track. Control the corners. For example, in the device proposed in Patent Document 1, the target passing position of the vehicle is sequentially calculated based on the position information of a plurality of points along the center line of the adjacent lane and the current position information of the vehicle. The target trajectory is calculated based on the target passing position information.

特開2008−149855号公報JP 2008-149855 A

しかしながら、車線変更支援が開始された後に、アクセル操作によって車速が変化した場合には、車線変更開始前に演算した目標軌道では、車両状態が想定とずれるため安定した車線変更を行えなくなるおそれがある。   However, if the vehicle speed is changed by the accelerator operation after the lane change support is started, there is a risk that the vehicle state may not be as expected on the target track calculated before the start of the lane change, and stable lane change may not be performed. .

一方、車線変更支援が開始された後も、時々刻々と常に目標軌道を再計算するようにした場合には、目標軌道の演算負荷が高くなってしまう。また、目標軌道の変更によってドライバーに違和感を与えるおそれもある。   On the other hand, if the target trajectory is constantly recalculated every moment even after the lane change support is started, the calculation load on the target trajectory will be high. In addition, there is a possibility that the driver may feel discomfort due to the change of the target trajectory.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、演算負荷を抑えつつ、スムーズな車線変更ができる車線変更支援装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a lane change support device which can change lanes smoothly while suppressing the calculation load.

上記目的を達成するために、本発明の車線変更支援装置の特徴は、
車線を認識し、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する車線認識手段(12)と、
前記車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御して車線変更支援を行う支援制御手段(10,20)と
を備えた車線変更支援装置において、
前記支援制御手段は、
前記車線変更支援の開始時に、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置との関係を表した目標軌道関数(y(t))を演算する目標軌道関数演算手段(S14)と、
前記車線変更支援の実施中に、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段(S15)と、
前記車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、前記車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する目標状態量演算手段(S15,S16)と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する操舵制御手段(S17,S18)と
を備えたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the lane change support device of the present invention are:
Lane recognition means (12) for recognizing a lane and detecting a relative positional relationship of the host vehicle with the lane;
Support control means (10, 20) for controlling the steering of the steered wheels to perform lane change assistance such that the vehicle changes lanes toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the vehicle relative to the lane In the lane change support device provided with
The support control means
At the start of the lane change support, a target trajectory function (y (t)) representing a relationship between an elapsed time from the start of the lane change support and a target lateral position which is a target position in the lane width direction of the vehicle. Target trajectory function calculating means (S14) to calculate;
A target lateral position in which the target lateral position is sequentially calculated based on the target trajectory function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change support during the execution of the lane change support Operation means (S15),
During execution of the lane change support, the vehicle speed of the host vehicle is sequentially acquired, the target trajectory function calculated at the start of the lane change support, an elapsed time from the start of the lane change support, and the vehicle speed Target state quantity computing means (S15, S16) for sequentially computing a target yaw state quantity, which is a target value related to a motion to change the direction of the host vehicle, based on
And steering control means (S17, S18) for controlling the steering of the steered wheels based on the target lateral position and the target yaw state amount.

本発明においては、車線認識手段が、車線を認識し、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する。車線は、例えば、白線によって区画される領域である。従って、車線を認識することによって、自車両を走行させる目標軌道を決定することができる。支援制御手段は、車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御する。これにより、自車両は、隣接車線に向けて車線変更をする。   In the present invention, the lane recognition means recognizes the lane and detects the relative positional relationship of the host vehicle with the lane. The lane is, for example, an area divided by a white line. Therefore, by recognizing the lane, it is possible to determine a target trajectory for causing the host vehicle to travel. The support control means controls the steering of the steered wheels so that the host vehicle changes lanes toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the host vehicle with the lane. Thus, the vehicle changes lanes toward the adjacent lane.

支援制御手段は、自車両を隣接車線に向けて車線変更させるための手段として、目標軌道関数演算手段と、目標横位置演算手段と、目標状態量演算手段と、操舵制御手段とを備えている。   The support control means includes target trajectory function calculation means, target lateral position calculation means, target state quantity calculation means, and steering control means as means for changing the lane of the host vehicle toward the adjacent lane. .

目標軌道関数演算手段は、車線変更支援の開始時に、車線変更支援の開始からの経過時間に応じた自車両の車線幅(道路幅)方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する。この目標軌道関数は、車線変更支援の開始からの経過時間と、自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置との関係を表す関数である。   The target trajectory function computing means is a target trajectory function representing a target lateral position which is a target position in the lane width (road width) direction of the vehicle according to an elapsed time from the start of lane change support at the start of lane change support. Calculate The target trajectory function is a function representing a relationship between an elapsed time from the start of lane change support and a target lateral position which is a target position in the lane width direction of the host vehicle.

目標横位置演算手段は、車線変更支援の実施中に、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と、車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて目標横位置を逐次演算する。従って、自車両の横位置が目標横位置となるように操舵輪の操舵を制御すれば、所望の軌道にて自車両を車線変更させることができる。   The target lateral position calculation means sequentially calculates the target lateral position based on the target trajectory function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change support while the lane change support is being performed. Therefore, if the steering of the steered wheels is controlled such that the lateral position of the vehicle becomes the target lateral position, it is possible to change the lane of the vehicle on a desired track.

車線変更支援の実施中に車速が変化した場合には、車線変更支援による車線変更が不安定になるおそれがある。そこで、目標状態量演算手段は、車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と、車線変更支援の開始からの経過時間と、車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する。「車速を逐次取得する」とは、例えば、所定の周期で車速情報を取得することを表す。「目標ヨー状態量を逐次演算する」とは、例えば、所定の周期で目標ヨー状態量を演算することを表す。   If the vehicle speed changes while the lane change support is being performed, the lane change by the lane change support may become unstable. Therefore, the target state quantity computing means sequentially acquires the vehicle speed of the host vehicle during the implementation of the lane change support, and the target trajectory function calculated at the start of the lane change support, and the elapsed time from the start of the lane change support Based on the vehicle speed and the vehicle speed, a target yaw state amount, which is a target value for a motion to change the direction of the host vehicle, is sequentially calculated. “Acquiring the vehicle speed sequentially” means, for example, acquiring the vehicle speed information at a predetermined cycle. “Calculating the target yaw state amount sequentially” means, for example, calculating the target yaw state amount at a predetermined cycle.

そして、操舵制御手段は、目標横位置と目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する。つまり、操舵制御手段は、自車両の横位置が目標横位置となり、自車両の向きを変える状態量が目標ヨー状態量となるように操舵輪の操舵を制御する。   Then, the steering control means controls the steering of the steered wheels based on the target lateral position and the target yaw state amount. That is, the steering control means controls the steering of the steered wheels so that the lateral position of the host vehicle becomes the target lateral position and the state quantity that changes the orientation of the host vehicle becomes the target yaw state quantity.

従って、本発明によれば、目標軌道関数を逐次演算する必要がなく、車線変更支援の開始時に演算した目標軌道関数と、車速と、車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて目標ヨー状態量を逐次演算するようにしているため、演算負荷を抑えつつ、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。   Therefore, according to the present invention, it is not necessary to sequentially calculate the target trajectory function, and it is possible to calculate the target yaw based on the target trajectory function calculated at the start of lane change support, the vehicle speed, and the elapsed time from the start of lane change support. Since the state quantities are sequentially calculated, it is possible to perform a smooth lane change reflecting the driver's accelerator operation while suppressing the calculation load.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標状態量演算手段は、
前記車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する目標横運動状態量演算手段(S15)と、
前記車速と前記目標横運動状態量とに基づいて、前記目標ヨー状態量を逐次演算する目標ヨー状態量演算手段(S16)と
を備えたことにある。
The features of one aspect of the present invention are:
The target state quantity computing means
Target lateral motion that sequentially computes a target lateral movement state quantity, which is a target value related to the movement of the host vehicle in the lane width direction, based on the target trajectory function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the lane change start. Motion state quantity computing means (S15),
And a target yaw state amount calculation means (S16) for sequentially calculating the target yaw state amount based on the vehicle speed and the target lateral movement state amount.

本発明の一側面においては、目標状態量演算手段は、目標横運動状態量演算手段と目標ヨー状態量演算手段とを備えている。目標横運動状態量演算手段は、車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する。例えば、目標軌道関数を時間で微分することによって、その時点における自車両の目標横速度(車線幅方向の速度)を取得することができ、また、目標軌道関数を時間で二階微分することによって、その時点における自車両の目標横加速度(車線幅方向の加速度)を取得することができる。従って、目標軌道関数を使って、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値(目標横運動状態量)を逐次演算することができる。   In one aspect of the present invention, the target state quantity computing means includes the target lateral motion state quantity computing means and the target yaw state quantity computing means. The target lateral motion state quantity computing means is a target lateral motion that is a target value regarding the motion in the lane width direction of the own vehicle based on the target trajectory function computed at the start of lane change support and the elapsed time from the lane change start. Calculate state quantities one by one. For example, by differentiating the target trajectory function with respect to time, it is possible to obtain the target lateral velocity (velocity in the lane width direction) of the vehicle at that time, and by differentiating the target trajectory function with time. The target lateral acceleration (acceleration in the lane width direction) of the host vehicle at that time can be acquired. Therefore, it is possible to sequentially calculate a target value (target lateral movement state quantity) regarding the movement of the host vehicle in the lane width direction using the target trajectory function.

また、自車両の車速がわかれば、自車両の目標横運動状態量を得るため必要となる運動(自車両の向きを変える運動)に関する目標値である目標ヨー状態量を算出することができる。そこで、目標ヨー状態量演算手段は、車速と目標横運動状態量とに基づいて、目標ヨー状態量を逐次演算する。この目標ヨー状態量は、例えば、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度(ヨー角)の目標値であってもよいし、自車両のヨーレートの目標値であってもよいし、目標軌道の曲率の目標値であってもよい。   In addition, if the vehicle speed of the host vehicle is known, it is possible to calculate a target yaw state amount that is a target value related to the movement required to obtain the target lateral movement state amount of the host vehicle (movement for changing the direction of the host vehicle). Therefore, the target yaw state amount calculation means sequentially calculates the target yaw state amount based on the vehicle speed and the target lateral movement state amount. The target yaw state amount may be, for example, a target value of a horizontal angle (yaw angle) at which the host vehicle is facing the lane, or may be a target value of a yaw rate of the host vehicle. The target value of the curvature of the target trajectory may be used.

従って、本発明の一側面によれば、自車両の目標ヨー状態量を適正に演算することができ、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。   Therefore, according to one aspect of the present invention, it is possible to properly calculate the target yaw state amount of the host vehicle, and to perform a smooth lane change reflecting the accelerator operation of the driver.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段(S15)は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度(vy*)を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段(S16)は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横速度を前記車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出する(θy*=sin-1(vy*/v))ように構成されていることにある。
The features of one aspect of the present invention are:
The target lateral movement state quantity computing means (S15) is configured to calculate a target lateral speed (vy *), which is a target value of the speed of the host vehicle in the lane width direction, as the target lateral movement state quantity.
The target yaw state quantity computing means (S16) determines, as the target yaw state quantity, a horizontal angle at which the host vehicle is facing the lane according to an inverse sine of a value obtained by dividing the target lateral speed by the vehicle speed. It is configured to calculate the target yaw angle which is the target value (θy * = sin −1 (vy * / v)).

本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横速度を車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標ヨー角を演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量も含めて演算してもよい。   In one aspect of the present invention, the target lateral movement state quantity calculation means calculates, as the target lateral movement state quantity, a target lateral speed which is a target value of the speed of the host vehicle in the lane width direction. In this case, the target lateral movement state quantity calculation means may calculate at least the target lateral speed, and may further calculate other target lateral movement state quantities. Then, the target yaw state quantity computing means is a target value which is a target value of the horizontal angle at which the host vehicle is facing with respect to the lane by the inverse sine of a value obtained by dividing the target lateral speed by the vehicle speed as the target yaw state quantity. Calculate the yaw angle. In this case, the target yaw state amount calculation means may calculate at least the target yaw angle, and may further calculate other target yaw state amounts.

こうして、目標横位置と目標ヨー角とに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。   Thus, steering of the steered wheels is controlled based on the target lateral position and the target yaw angle. Therefore, it is possible to smoothly change the lane according to the target trajectory function.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段(S15)は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度(ay*)を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段(S16)は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出する(γ*=ay*/v)ように構成されていることにある。
The features of one aspect of the present invention are:
The target lateral movement state quantity computing means (S15) is configured to calculate a target lateral acceleration (ay *) which is a target value of acceleration of the host vehicle in the lane width direction as the target lateral movement state quantity.
The target yaw state amount computing means (S16) calculates a target yaw rate, which is a target value of a yaw rate of the host vehicle, by dividing the target lateral acceleration by the vehicle speed as the target yaw state amount. ay * / v) is configured.

本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横加速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横加速度を車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標ヨーレートを演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量を含めて演算してもよい。   In one aspect of the present invention, the target lateral movement state quantity calculation means calculates, as the target lateral movement state quantity, a target lateral acceleration that is a target value of acceleration in the lane width direction of the host vehicle. In this case, the target lateral movement state quantity calculation means may calculate at least the target lateral acceleration, and may further calculate other target lateral movement state quantities. Then, the target yaw state amount calculation means calculates a target yaw rate which is a target value of a yaw rate of the host vehicle by dividing the target lateral acceleration by the vehicle speed as the target yaw state amount. In this case, the target yaw state amount calculation means may calculate at least the target yaw rate, and may further calculate other target yaw state amounts.

こうして、目標横位置と目標ヨーレートとに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。   Thus, steering of the steered wheels is controlled based on the target lateral position and the target yaw rate. Therefore, it is possible to smoothly change the lane according to the target trajectory function.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標横運動状態量演算手段(S15)は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度(ay*)を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段(S16)は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速の二乗値で除算して、前記目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出する(Cu*=ay*/v2)ように構成されていることにある。
The features of one aspect of the present invention are:
The target lateral movement state quantity computing means (S15) is configured to calculate a target lateral acceleration (ay *) which is a target value of acceleration of the host vehicle in the lane width direction as the target lateral movement state quantity.
The target yaw state quantity computing means (S16) divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state quantity, and the target curvature is the curvature of the target track represented by the target track function. To calculate (Cu * = ay * / v 2 ).

本発明の一側面においては、目標横運動状態量演算手段が、目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算する。この場合、目標横運動状態量演算手段は、少なくとも目標横加速度を演算すればよく、更に他の目標横運動状態量を含めて演算してもよい。そして、目標ヨー状態量演算手段が、目標ヨー状態量として、目標横加速度を車速の二乗値で除算して、目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出する。この場合、目標ヨー状態量演算手段は、少なくとも目標曲率を演算すればよく、更に他の目標ヨー状態量を含めて演算してもよい。   In one aspect of the present invention, the target lateral movement state quantity calculation means calculates, as the target lateral movement state quantity, a target lateral acceleration that is a target value of acceleration in the lane width direction of the host vehicle. In this case, the target lateral movement state quantity calculation means may calculate at least the target lateral acceleration, and may further calculate other target lateral movement state quantities. Then, the target yaw state amount computing means divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state amount to calculate a target curvature which is the curvature of the target track represented by the target track function. In this case, the target yaw state amount calculation means may calculate at least the target curvature, and may further calculate another target yaw state amount.

こうして、目標横位置と目標曲率とに基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。   Thus, steering of the steered wheels is controlled based on the target lateral position and the target curvature. Therefore, it is possible to smoothly change the lane according to the target trajectory function.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標軌道関数演算手段(S14)は、前記車線変更支援の開始時における、自車両の車線幅方向の位置を表す横位置(y0)、自車両の車線幅方向の速度を表す横速度(vy0)、および、自車両の車線幅方向の加速度を表す横加速度(ay0)と、前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置(y1)、自車両の目標横速度(vy1)、および、自車両の目標横加速度(ay1)と、車線変更支援を開始してから完了するまでの目標時間である目標車線変更時間(tlen)とに基づいて、前記目標軌道関数を演算するように構成されている。
The features of one aspect of the present invention are:
The target trajectory function calculation means (S14) is a lateral position (y0) representing the position of the host vehicle in the lane width direction at the start of the lane change support, and a lateral speed (vy0) representing the velocity in the lane width direction of the host vehicle. And lateral acceleration (ay0) representing acceleration in the lane width direction of the host vehicle, target lateral position of the host vehicle (y1), target lateral velocity of the host vehicle (vy1) at the completion of the lane change support, And the target trajectory function is calculated based on the target lateral acceleration (ay1) of the vehicle and the target lane change time (tlen) which is the target time from the start to the completion of the lane change support. It is configured.

本発明の一側面においては、車線変更支援の開始時における、自車両の横位置、自車両の横速度、および、自車両の横加速度と、車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置、自車両の目標横速度(車線幅方向の速度の目標値)、および、自車両の目標横加速度(車線幅方向の加速度の目標値)と、目標車線変更時間とに基づいて、目標軌道関数が演算される。従って、自車両の横方向の運動に関して、車線変更支援の開始時の運動状態から、車線変更支援の完了時の目標運動状態に滑らかに移行させることができる目標軌道関数を求めることができる。これにより、自車両をスムーズに車線変更させることができる。   In one aspect of the present invention, the lateral position of the host vehicle, the lateral velocity of the host vehicle, and the lateral acceleration of the host vehicle at the start of the lane change support, and the target lateral position of the host vehicle at the completion of the lane change support. Based on the position, the target lateral speed of the host vehicle (target value of the velocity in the lane width direction), the target lateral acceleration of the host vehicle (target value of the acceleration in the lane width direction), and the target lane change time The function is computed. Therefore, regarding the lateral movement of the vehicle, it is possible to obtain a target trajectory function that can smoothly shift from the movement state at the start of lane change support to the target movement state at the completion of lane change support. In this way, it is possible to smoothly change the lane of the host vehicle.

本発明の一側面の特徴は、
前記目標軌道関数(y(t))は、前記経過時間を変数とした5次関数で表され、
前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横速度および自車両の目標横加速度はゼロに設定され、前記車線変更支援の完了時における自車両の目標横位置は、前記隣接車線の車線幅中央位置に設定されていることにある。
The features of one aspect of the present invention are:
The target trajectory function (y (t)) is represented by a quintic function with the elapsed time as a variable,
The target lateral velocity of the host vehicle and the target lateral acceleration of the host vehicle are set to zero when the lane change support is completed, and the target lateral position of the host vehicle when the lane change support is completed is the lane width of the adjacent lane. It is in the center position.

本発明の一側面によれば、自車両の横方向の運動状態を、車線変更支援の開始時と完了時とのあいだで滑らかに移行させる目標軌道関数を求めることができ、且つ、車線変更支援が完了した時には、そのまま、自車両を隣接車線の車線幅中央位置で車線方向に走行させることができる。従って、自車両を一層スムーズに車線変更させることができる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain a target trajectory function that smoothly shifts the lateral movement state of the host vehicle between the start time and the completion time of the lane change support, and the lane change support When the vehicle is completed, the host vehicle can travel in the lane direction at the middle position of the lane width of the adjacent lane as it is. Therefore, it is possible to change the lane of the host vehicle more smoothly.

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記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。   In the above description, in order to facilitate understanding of the invention, the constituent elements of the invention corresponding to the embodiment are attached with the reference numerals used in the embodiment in parentheses, but each constituent element of the invention It is not limited to the embodiment defined by

本発明の実施形態に係る車線変更支援装置の概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the lane change assistance apparatus which concerns on embodiment of this invention. 周辺センサおよびカメラセンサの取付位置を表した平面図である。It is a top view showing the mounting position of a circumference sensor and a camera sensor. 車線関連車両情報を説明するための図である。It is a figure for explaining lane related vehicle information. ウインカーレバーの作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the action | operation of a winker lever. 実施形態に係る操舵支援制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the steering assistance control routine which concerns on embodiment. 自車両の軌道を表す図である。It is a figure showing the track of self-vehicles. 目標軌道関数を表す図である。It is a figure showing a target orbital function. 目標軌道関数を表す図である。It is a figure showing a target orbital function.

以下、本発明の実施形態に係る車線変更支援装置について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a lane change support device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係る車線変更支援装置は、車両(以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と称呼される場合がある。)に適用され、図1に示すように、運転支援ECU10、電動パワーステアリングECU20、メータECU30、ステアリングECU40、エンジンECU50、ブレーキECU60、および、ナビゲーションECU70を備えている。   The lane change support device according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle (hereinafter sometimes referred to as "own vehicle" to distinguish it from other vehicles), as shown in FIG. The driving support ECU 10, the electric power steering ECU 20, the meter ECU 30, the steering ECU 40, the engine ECU 50, the brake ECU 60, and the navigation ECU 70 are provided.

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、CAN(Controller Area Network)100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。   These ECUs are electric control units (Electric Control Units) including a microcomputer as a main part, and are mutually connected so as to be able to transmit and receive information via a CAN (Controller Area Network) 100. In the present specification, the microcomputer includes a CPU, a ROM, a RAM, a non-volatile memory, an interface I / F, and the like. The CPU implements various functions by executing instructions (programs, routines) stored in the ROM. Some or all of these ECUs may be integrated into one ECU.

また、CAN100には、車両状態を検出する複数種類の車両状態センサ80、および、運転操作状態を検出する複数種類の運転操作状態センサ90を備えている。車両状態センサ80は、例えば、車両の走行速度を検出する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検出する前後Gセンサ、車両の横方向の加速度を検出する横Gセンサ、および、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどである。   Further, the CAN 100 is provided with a plurality of types of vehicle state sensors 80 for detecting a vehicle state, and a plurality of types of driving operation state sensors 90 for detecting a driving operation state. The vehicle state sensor 80 may be, for example, a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, a longitudinal G sensor that detects the longitudinal acceleration of the vehicle, a lateral G sensor that detects the lateral acceleration of the vehicle, and a yaw rate of the vehicle. It is a yaw rate sensor or the like to be detected.

運転操作状態センサ90は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ、操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、および、変速機のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどである。   The driving operation state sensor 90 detects an accelerator operation amount sensor that detects an operation amount of an accelerator pedal, a brake operation amount sensor that detects an operation amount of a brake pedal, a brake switch that detects the presence or absence of an operation of the brake pedal, and detects a steering angle. The steering angle sensor may be a steering torque sensor that detects a steering torque, and a shift position sensor that detects a shift position of a transmission.

車両状態センサ80、および、運転操作状態センサ90によって検出された情報(センサ情報と呼ぶ)は、CAN100に送信される。各ECUにおいては、CAN100に送信されたセンサ情報を、適宜、利用することができる。尚、センサ情報は、特定のECUに接続されたセンサの情報であって、その特定のECUからCAN100に送信される場合もある。例えば、アクセル操作量センサは、エンジンECU50に接続されていてもよい。この場合、エンジンECU50からアクセル操作量を表すセンサ情報がCAN100に送信される。例えば、操舵角センサは、ステアリングECU40に接続されていてもよい。この場合、ステアリングECU40から操舵角を表すセンサ情報がCAN100に送信される。他のセンサにおいても同様である。また、CAN100を介在させることなく、特定のECU間における直接的な通信により、センサ情報の授受が行われる構成が採用されてもよい。   Information detected by the vehicle state sensor 80 and the driving operation state sensor 90 (referred to as sensor information) is transmitted to the CAN 100. In each ECU, the sensor information transmitted to CAN 100 can be appropriately used. The sensor information may be information of a sensor connected to a particular ECU, and may be transmitted from the particular ECU to the CAN 100. For example, the accelerator operation amount sensor may be connected to the engine ECU 50. In this case, sensor information representing an accelerator operation amount is transmitted from the engine ECU 50 to the CAN 100. For example, the steering angle sensor may be connected to the steering ECU 40. In this case, sensor information representing a steering angle is transmitted from the steering ECU 40 to the CAN 100. The same applies to other sensors. Further, a configuration may be employed in which sensor information is exchanged by direct communication between specific ECUs without intervention of the CAN 100.

運転支援ECU10は、ドライバーの運転支援を行う中枢となる制御装置であって、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。運転支援ECU10には、図2に示すように、中央前方周辺センサ11FC、右前方周辺センサ11FR、左前方周辺センサ11FL、右後方周辺センサ11RR、および、左後方周辺センサ11RLが接続される。各周辺センサ11FC,11FR,11FL,11RR,11RLは、レーダセンサであり、その検出領域が互いに異なるだけで、基本的には、互いに同じ構成である。以下、各周辺センサ11FC,11FR,11FL,11RR,11RLを個々に区別する必要が無い場合には、それらを周辺センサ11と呼ぶ。   The driving support ECU 10 is a control device as a central unit for performing driving support of the driver, and performs lane change support control, lane maintenance support control, and follow-up inter-vehicle distance control. As shown in FIG. 2, the center front peripheral sensor 11FC, the right front peripheral sensor 11FR, the left front peripheral sensor 11FL, the right rear peripheral sensor 11RR, and the left rear peripheral sensor 11RL are connected to the driving support ECU 10. The peripheral sensors 11FC, 11FR, 11FL, 11RR, and 11RL are radar sensors, and basically have the same configuration as each other except that the detection regions thereof are different from each other. Hereinafter, when it is not necessary to distinguish each of the peripheral sensors 11FC, 11FR, 11FL, 11RR, and 11RL individually, they are referred to as a peripheral sensor 11.

周辺センサ11は、レーダ送受信部と信号処理部(図示略)とを備えており、レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を放射し、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、建造物など)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、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相対位置(方向)等を表す情報(以下、周辺情報と呼ぶ)を所定時間の経過毎に取得して運転支援ECU10に供給する。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と横方向成分、および、自車両と立体物との相対速度における前後方向成分と横方向成分とを検出することができる。   The peripheral sensor 11 includes a radar transmission / reception unit and a signal processing unit (not shown), and the radar transmission / reception unit radiates a millimeter wave band radio wave (hereinafter referred to as “millimeter wave”) to emit radiation. It receives millimeter waves (i.e., reflected waves) reflected by three-dimensional objects (e.g., other vehicles, pedestrians, bicycles, buildings, etc.) present inside. The signal processing unit uses the phase difference between the transmitted millimeter wave and the received reflected wave, the attenuation level of the reflected wave, the time from the transmission of the millimeter wave to the reception of the reflected wave, and the like. Information indicating the distance between the vehicle and the relative speed between the vehicle and the three-dimensional object, the relative position (direction) of the three-dimensional object with respect to the vehicle, etc. (hereinafter referred to as peripheral information) Supply to With this surrounding information, it is possible to detect a longitudinal component and a lateral component in the distance between the host vehicle and the three-dimensional object, and a longitudinal component and a lateral component in the relative speed between the host vehicle and the three-dimensional object.

図2に示すように、中央前方周辺センサ11FC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11FR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し、左前方周辺センサ11FL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11RR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し、左後方周辺センサ11RL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。   As shown in FIG. 2, a center front periphery sensor 11FC is provided at the front center of the vehicle body and detects a three-dimensional object present in the front region of the host vehicle. The right front peripheral sensor 11FR is provided at the right front corner of the vehicle body and mainly detects a three-dimensional object present in the right front region of the vehicle, and the left front peripheral sensor 11FL is provided at the left front corner of the vehicle Detects a three-dimensional object present in the left front area of the vehicle. The right rear peripheral sensor 11RR is provided in the right rear corner portion of the vehicle body and mainly detects a three-dimensional object present in the right rear region of the vehicle, and the left rear peripheral sensor 11RL is provided in the left rear corner portion of the vehicle body Mainly detects a three-dimensional object present in the left rear area of the host vehicle.

周辺センサ11は、本実施形態においては、レーダセンサであるが、それに代えて、例えば、クリアランスソナー、ライダーセンサなど、他のセンサを採用することもできる。   In the present embodiment, the peripheral sensor 11 is a radar sensor, but instead, other sensors such as, for example, a clearance sonar or a rider sensor may be employed.

また、運転支援ECU10には、カメラセンサ12が接続されている。カメラセンサ12は、カメラ部、および、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12(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12(レーン認識部)は、認識した白線に関する情報を所定の演算周期にて繰り返し運転支援ECU10に供給する。   Further, a camera sensor 12 is connected to the driving support ECU 10. The camera sensor 12 includes a camera unit, and a lane recognition unit that analyzes image data obtained by photographing by the camera unit and recognizes a white line of a road. The camera sensor 12 (camera unit) captures a landscape in front of the host vehicle. The camera sensor 12 (lane recognition unit) repeatedly supplies the information related to the recognized white line to the driving support ECU 10 at a predetermined calculation cycle.

カメラセンサ12は、白線で区画される領域を表す車線を認識するとともに、白線と自車両との位置関係に基づいて、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出できるようになっている。ここで、自車両の位置とは、自車両の重心位置である。また、後述する自車両の横位置とは、自車両の重心位置の車線幅方向における位置を表し、自車両の横速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における速度を表し、自車両の横加速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における加速度を表す。これらは、カメラセンサ12によって検出される白線と自車両との相対位置関係によって求められる。尚、本実施形態においては、自車両の位置を重心位置としているが、必ずしも重心位置に限るものではなく、予め設定された特定の位置(例えば、平面視における中心位置など)を採用することができる。   The camera sensor 12 recognizes a lane representing an area divided by a white line, and can detect the relative positional relationship of the host vehicle with the lane based on the positional relationship between the white line and the host vehicle. Here, the position of the host vehicle is the center of gravity of the host vehicle. Further, the lateral position of the host vehicle described later represents the position of the center of gravity of the host vehicle in the lane width direction, and the lateral speed of the host vehicle represents the velocity of the center of gravity of the host vehicle in the lane width direction. The lateral acceleration represents the acceleration in the lane width direction of the gravity center position of the host vehicle. These are determined by the relative positional relationship between the white line detected by the camera sensor 12 and the vehicle. In the present embodiment, the position of the host vehicle is the barycentric position, but the position is not necessarily limited to the barycentric position, and a predetermined specific position (for example, the center position in plan view) may be adopted. it can.

カメラセンサ12は、図3に示すように、自車両の走行している車線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を設定する。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。また、カメラセンサ12は、車線中心ラインCLのカーブの曲率Cuを演算する。   As shown in FIG. 3, the camera sensor 12 sets a lane center line CL which is a center position in the width direction of the left and right white lines WL in the lane in which the host vehicle is traveling. The lane center line CL is used as a target travel line in the lane keeping assist control described later. The camera sensor 12 also calculates the curvature Cu of the curve of the lane center line CL.

また、カメラセンサ12は、左右の白線WLで区画される車線における自車両の位置および向きを演算する。例えば、カメラセンサ12は、図3に示すように、自車両Cの重心点Pと車線中心ラインCLとのあいだの車線幅方向の距離Dy(m)、つまり、自車両Cが車線中心ラインCLに対して車線幅方向にずれている距離Dyを演算する。この距離Dyを横偏差Dyと呼ぶ。また、カメラセンサ12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、つまり、車線中心ラインCLの方向に対して自車両Cの向いている方向が水平方向にずれている角度θy(rad)を演算する。この角度θyをヨー角θyと呼ぶ。車線がカーブしている場合には、車線中心ラインCLもカーブしているため、ヨー角θyは、このカーブした車線中心ラインCLを基準として、自車両Cの向いている方向のずれている角度を表す。以下、曲率Cu、横偏差Dy、および、ヨー角θyを表す情報(Cu、Dy、θy)を車線関連車両情報と呼ぶ。尚、車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)は、車線中心ラインCLに対する左右方向を、符号(正負)によって特定する。   The camera sensor 12 also calculates the position and the orientation of the vehicle in the lane divided by the left and right white lines WL. For example, as shown in FIG. 3, the camera sensor 12 is a distance Dy (m) in the lane width direction between the center of gravity P of the host vehicle C and the lane center line CL, that is, the host vehicle C has a lane center line CL. The distance Dy shifted in the lane width direction is calculated. This distance Dy is called a lateral deviation Dy. Further, the camera sensor 12 determines that the angle between the direction of the lane center line CL and the direction in which the host vehicle C is facing, that is, the direction in which the host vehicle C is directed to the direction of the lane center line CL is horizontal. The shifted angle θy (rad) is calculated. This angle θy is called a yaw angle θy. When the lane is curved, since the lane center line CL is also curved, the yaw angle θy is an angle at which the direction in which the host vehicle C is facing is deviated based on the curved lane center line CL. Represents Hereinafter, information (Cu, Dy, θy) representing the curvature Cu, the lateral deviation Dy, and the yaw angle θy is referred to as lane-related vehicle information. The lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) specifies the lateral direction with respect to the lane center line CL by a sign (positive or negative).

また、カメラセンサ12は、自車両の車線に限らず隣接する車線も含めて、検出した白線の種類(実線、破線)、隣り合う左右の白線間の距離(車線幅)、白線の形状など、白線に関する情報についても、所定の演算周期にて運転支援ECU10に供給する。白線が実線の場合は、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)の場合は、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。こうした車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)、および、白線に関する情報を総称して車線情報と呼ぶ。   In addition, the camera sensor 12 includes not only the lane of the host vehicle but also the adjacent lanes, the detected type of white line (solid line, broken line), the distance between adjacent left and right white lines (lane width), the shape of white lines, etc. Information on the white line is also supplied to the driving support ECU 10 at a predetermined calculation cycle. When the white line is a solid line, it is prohibited for the vehicle to change lanes across the white line. On the other hand, when the white line is a broken line (white lines formed intermittently at a constant interval), the vehicle is permitted to change lanes across the white line. Such lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) and information on white lines are collectively referred to as lane information.

尚、本実施形態においては、カメラセンサ12が車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)を演算するが、それに代えて、運転支援ECU10が、カメラセンサ12の出力する画像データを解析して、車線情報を取得するようにしてもよい。   In the present embodiment, the camera sensor 12 calculates lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy), but instead, the driving support ECU 10 analyzes image data output from the camera sensor 12, Lane information may be acquired.

また、カメラセンサ12は、画像データに基づいて自車両の前方に存在する立体物を検出することもできるため、車線情報に加えて、前方の周辺情報を演算により取得するようにしてもよい。この場合、例えば、中央前方周辺センサ11FC、右前方周辺センサ11FR、および、左前方周辺センサ11FLによって取得された周辺情報と、カメラセンサ12によって取得された周辺情報とを合成して、検出精度の高い前方の周辺情報を生成する合成処理部(図示略)を設け、この合成処理部で生成された周辺情報を、自車両の前方の周辺情報として運転支援ECU10に供給するようにするとよい。   Further, since the camera sensor 12 can also detect a three-dimensional object present in front of the host vehicle based on image data, in addition to lane information, it is also possible to obtain front peripheral information by calculation. In this case, for example, peripheral information acquired by the center front peripheral sensor 11FC, the right front peripheral sensor 11FR, and the left front peripheral sensor 11FL is synthesized with the peripheral information acquired by the camera sensor 12 to obtain detection accuracy It is preferable to provide a synthesis processing unit (not shown) that generates high front periphery information, and to supply the periphery information generated by the synthesis processing unit to the driving support ECU 10 as the front periphery information of the host vehicle.

運転支援ECU10には、ブザー13が接続されている。ブザー13は、運転支援ECU10からのブザー鳴動信号を入力して鳴動する。運転支援ECU10は、ドライバーに対して運転支援状況を知らせる場合、および、ドライバーに対して注意を促す場合等においてブザー13を鳴動させる。   A buzzer 13 is connected to the driving support ECU 10. The buzzer 13 inputs a buzzer ringing signal from the driving support ECU 10 and rings. The driving support ECU 10 causes the buzzer 13 to sound when notifying the driver of the driving support status, and when calling the driver's attention.

尚、ブザー13は、本実施形態においては、運転支援ECU10に接続されているが、他のECU、例えば、報知専用に設けられた報知ECU(図示略)に接続され、報知ECUによって鳴動されるように構成されていてもよい。この場合、運転支援ECU10は、報知ECUに対して、ブザー鳴動指令を送信する。   In the present embodiment, the buzzer 13 is connected to the driving support ECU 10, but is connected to another ECU, for example, a notification ECU (not shown) provided exclusively for notification, and is ringed by the notification ECU It may be configured as follows. In this case, the driving support ECU 10 transmits a buzzer ringing command to the notification ECU.

また、ブザー13に代えて、あるいは、加えて、ドライバーに注意喚起用の振動を伝えるバイブレータを設けてもよい。例えば、バイブレータは、操舵ハンドルに設けられ、操舵ハンドルを振動させることにより、ドライバーに注意を促す。   Also, instead of or in addition to the buzzer 13, a vibrator may be provided to transmit a vibration for alerting the driver. For example, a vibrator is provided on the steering wheel to alert the driver by vibrating the steering wheel.

運転支援ECU10は、周辺センサ11から供給された周辺情報、カメラセンサ12の白線認識に基づいて得られた車線情報、車両状態センサ80にて検出された車両状態、および、運転操作状態センサ90にて検出された運転操作状態等に基づいて、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御を実施する。   The driving support ECU 10 includes the peripheral information supplied from the peripheral sensor 11, the lane information obtained based on the white line recognition of the camera sensor 12, the vehicle state detected by the vehicle state sensor 80, and the driving operation state sensor 90. Lane change support control, lane maintenance support control, and follow-up inter-vehicle distance control are carried out based on the detected driving operation state and the like.

運転支援ECU10には、ドライバーによって操作される設定操作器14が接続されている。設定操作器14は、車線変更支援制御、車線維持支援制御、および、追従車間距離制御のそれぞれについて実施するか否かについての設定等を行うための操作器である。運転支援ECU10は、設定操作器14の設定信号を入力して、各制御の実施の有無を決定する。この場合、追従車間距離制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御および車線維持支援制御についても実施されないように自動設定される。また、車線維持支援制御の実施が選択されていない場合は、車線変更支援制御についても実施されないように自動設定される。   A setting operator 14 operated by a driver is connected to the driving support ECU 10. The setting operation device 14 is an operation device for performing settings such as whether to implement lane change support control, lane maintenance support control, and follow-up inter-vehicle distance control. The driving support ECU 10 inputs the setting signal of the setting operation device 14 and determines the presence or absence of the execution of each control. In this case, when the execution of the following inter-vehicle distance control is not selected, the lane change support control and the lane keeping support control are automatically set so as not to be performed. In addition, when the execution of the lane keeping support control is not selected, the lane change support control is automatically set so as not to be performed.

また、設定操作器14は、上記制御を実施するにあたって、ドライバーの好みを表すパラメータ等を入力する機能も備えている。   Further, the setting operation device 14 also has a function of inputting a parameter or the like representing the preference of the driver when performing the above control.

電動パワーステアリングECU20は、電動パワーステアリング装置の制御装置である。以下、電動パワーステアリングECU20をEPS・ECU(Electric Power Steering ECU)20と呼ぶ。EPS・ECU20は、モータドライバ21に接続されている。モータドライバ21は、転舵用モータ22に接続されている。転舵用モータ22は、図示しない車両の「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。EPS・ECU20は、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサによって、ドライバーが操舵ハンドル(図示略)に入力した操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づいて、モータドライバ21の通電を制御して、転舵用モータ22を駆動する。このアシストモータの駆動によってステアリング機構に操舵トルクが付与されて、ドライバーの操舵操作をアシストする。   The electric power steering ECU 20 is a control device of the electric power steering apparatus. Hereinafter, the electric power steering ECU 20 is referred to as an EPS-ECU (Electric Power Steering ECU) 20. The EPS ECU 20 is connected to the motor driver 21. The motor driver 21 is connected to the steering motor 22. The steering motor 22 is incorporated in a steering mechanism including a steering wheel, a steering shaft connected to the steering wheel, a steering gear mechanism and the like (not shown). The EPS ECU 20 detects a steering torque input to a steering wheel (not shown) by a steering torque sensor provided on a steering shaft, and controls energization of the motor driver 21 based on the steering torque. The steering motor 22 is driven. The driving of the assist motor applies a steering torque to the steering mechanism to assist the driver's steering operation.

また、EPS・ECU20は、CAN100を介して運転支援ECU10から操舵指令を受信した場合には、操舵指令で特定される制御量で転舵用モータ22を駆動して操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、上述したドライバーの操舵操作(ハンドル操作)を軽くするために付与される操舵アシストトルクとは異なり、ドライバーの操舵操作を必要とせずに、運転支援ECU10からの操舵指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。   In addition, when receiving a steering command from the driving support ECU 10 via the CAN 100, the EPS ECU 20 drives the steering motor 22 with a control amount specified by the steering command to generate a steering torque. This steering torque differs from the steering assist torque given to lighten the driver's steering operation (steering wheel operation) described above, and does not require the driver's steering operation. Represents the torque applied to the

メータECU30は、表示器31、および、左右のウインカー32(ウインカーランプを意味する。ターンランプと呼ばれることもある)に接続されている。表示器31は、例えば、運転席の正面に設けられたマルチインフォーメーションディスプレイであって、車速等のメータ類の計測値の表示に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータECU30は、運転支援ECU10から運転支援状態に応じた表示指令を受信すると、その表示指令で指定された画面を表示器31に表示させる。尚、表示器31としては、マルチインフォーメーションディスプレイに代えて、あるいは、加えて、ヘッドアップディスプレイ(図示略)を採用することもできる。ヘッドアップディスプレイを採用する場合には、ヘッドアップディスプレイの表示を制御する専用のECUを設けるとよい。   The meter ECU 30 is connected to the display 31 and the left and right turn signals 32 (meaning turn signal lamps, which may be called turn lamps). The display 31 is, for example, a multi-information display provided in front of the driver's seat, and displays various types of information in addition to the display of measurement values of meters such as vehicle speed. For example, when the meter ECU 30 receives a display command corresponding to the driving support state from the driving support ECU 10, the meter ECU 30 causes the display 31 to display the screen specified by the display command. A head-up display (not shown) may be employed as the display 31 instead of or in addition to the multi-information display. When a head-up display is adopted, it is preferable to provide a dedicated ECU that controls the display of the head-up display.

また、メータECU30は、ウインカー駆動回路(図示略)を備えており、CAN100を介してウインカー点滅指令を受信した場合には、ウインカー点滅指令で指定された方向(右、左)のウインカー32を点滅させる。また、メータECU30は、ウインカー32を点滅させている間、ウインカー32が点滅状態であることを表すウインカー点滅情報をCAN100に送信する。従って、他のECUにおいては、ウインカー32の点滅状態を把握することができる。   In addition, the meter ECU 30 is equipped with a winker drive circuit (not shown), and when the blinker blink command is received via the CAN 100, the blinker 32 blinks in the direction (right, left) specified by the blinker blink command. Let In addition, while the blinker 32 is blinking, the meter ECU 30 transmits blinker blink information indicating that the blinker 32 is blinking to the CAN 100. Therefore, in the other ECUs, the blinking state of the winker 32 can be grasped.

ステアリングECU40は、ウインカーレバー41に接続されている。ウインカーレバー41は、ウインカー32を作動(点滅)させるための操作器であり、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41は、右回り操作方向、および、左回り操作方向のそれぞれについて、支軸周りに2段の操作ストロークにて揺動可能に設けられる。   The steering ECU 40 is connected to the winker lever 41. The winker lever 41 is an operating device for operating (flashing) the winker 32, and is provided on the steering column. The winker lever 41 is provided so as to be pivotable with a two-step operation stroke around a pivot in each of the clockwise operation direction and the counterclockwise operation direction.

本実施形態のウインカーレバー41は、ドライバーが車線変更支援制御を要求する操作器としても兼用されている。ウインカーレバー41は、図4に示すように、支軸Oを中心として右回り操作方向、および、左回り操作方向のそれぞれについて、中立位置PNから第1角度θW1回動した位置である第1ストローク位置P1L(P1R)と、中立位置PNから第2角度θW2(>θW1)回動した位置である第2ストローク位置P2L(P2R)とに選択的に操作可能に構成される。ウインカーレバー41は、第1ストローク位置P1L(P1R)では、ドライバーのレバー操作力が解除されると中立位置PNに戻り、第2ストローク位置P2L(P2R)では、レバー操作力が解除されても、ロック機構によりその状態が保持される。また、ウインカーレバー41は、第2ストローク位置P2L(P2R)に保持されている状態で、操舵ハンドルが逆回転して中立位置に戻された場合、あるいは、ドライバーがウインカーレバー41を中立位置方向に戻し操作した場合に、ロック機構によるロックが解除されて中立位置PNに戻される   The winker lever 41 of the present embodiment is also used as an operating device for the driver to request lane change support control. As shown in FIG. 4, the winker lever 41 has a first stroke which is a position rotated clockwise from the neutral position PN by a first angle θ W1 with respect to the pivot O about the clockwise operation direction and the counterclockwise operation direction. A position P1L (P1R) and a second stroke position P2L (P2R) which is a position rotated from the neutral position PN by the second angle θW2 (> θW1) are selectively operable. In the first stroke position P1L (P1R), the winker lever 41 returns to the neutral position PN when the driver's lever operation force is released, and in the second stroke position P2L (P2R), even if the lever operation force is released, The lock mechanism holds the state. Also, when the winker lever 41 is held at the second stroke position P2L (P2R), the steering wheel is reversely rotated and returned to the neutral position, or the driver turns the winker lever 41 toward the neutral position. When the return operation is performed, the lock by the lock mechanism is released and returned to the neutral position PN.

ウインカーレバー41は、第1ストローク位置P1L(P1R)に倒されている場合にのみオンする第1スイッチ411L(411R)と、第2ストローク位置P2L(P2R)に倒されている場合にのみオンする第2スイッチ412L(412R)とを備えている。   The winker lever 41 is turned on only when the first switch 411L (411R) is turned on only when the first stroke position P1L (P1R) is turned and when it is turned the second stroke position P2L (P2R). And a second switch 412L (412R).

ステアリングECU40は、第1スイッチ411L(411R)、および、第2スイッチ412L(412R)の状態に基づいて、ウインカーレバー41の操作状態を検出し、ウインカーレバー41が、第1ストローク位置P1L(P1R)に倒されている状態、および、第2ストローク位置P2L(P2R)に倒されている状態のそれぞれにおいて、その操作方向(左右)を表す情報を含めたウインカー点滅指令をメータECU30に対して送信する。   The steering ECU 40 detects the operation state of the winker lever 41 based on the states of the first switch 411L (411R) and the second switch 412L (412R), and the winker lever 41 operates in the first stroke position P1L (P1R). Transmits the blinker blink command including information representing the operation direction (right and left) to the meter ECU 30 in each of the state of being tilted and the state of being tilted to the second stroke position P2L (P2R) .

また、ステアリングECU40は、ウインカーレバー41が、第1ストローク位置P1L(P1R)に、予め設定された設定時間(車線変更要求確定時間:例えば、1秒)以上継続して保持されたことを検出した場合、運転支援ECU10に対して、その操作方向(左右)を表す情報を含めた車線変更支援要求信号を出力する。従って、ドライバーは、運転中に、車線変更支援を受けたい場合には、ウインカーレバー41を、車線変更方向の第1ストローク位置P1L(P1R)に倒して、設定時間以上保持すればよい。こうした操作を車線変更支援要求操作と呼ぶ。   In addition, the steering ECU 40 detects that the winker lever 41 has been held continuously at the first stroke position P1L (P1R) for a preset time (lane change request determination time: one second, for example) or more. In this case, a lane change support request signal including information representing the operation direction (left and right) is output to the driving support ECU 10. Therefore, when the driver wishes to receive lane change assistance during driving, the driver may tilt the winker lever 41 to the first stroke position P1L (P1R) in the lane change direction and hold the same for a set time or more. Such an operation is called a lane change support request operation.

尚、本実施形態においては、ドライバーが車線変更支援を要求する操作器としてウインカーレバー41を兼用しているが、それに代えて、専用の車線変更支援要求操作器を操舵ハンドル等に設けてもよい。   In the present embodiment, the driver also uses the turn signal lever 41 as an operation device for requesting lane change support, but instead, a dedicated lane change support request operation device may be provided on the steering wheel or the like. .

エンジンECU50は、エンジンアクチュエータ51に接続されている。エンジンアクチュエータ51は内燃機関52の運転状態を変更するためのアクチュエータである。本実施形態において、内燃機関52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51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ECU50は、エンジンアクチュエータ51を駆動することによって、内燃機関52が発生するトルクを変更することができる。内燃機関52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ようになっている。従って、エンジンECU50は、エンジンアクチュエータ51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。   The engine ECU 50 is connected to the engine actuator 51. The engine actuator 51 is an actuator for changing the operating state of the internal combustion engine 52. In the present embodiment, the internal combustion engine 52 is a gasoline fuel injection / spark ignition multi-cylinder engine, and includes a throttle valve for adjusting the amount of intake air. The engine actuator 51 includes at least a throttle valve actuator that changes the opening degree of the throttle valve. Engine ECU 50 can change the torque generated by internal combustion engine 52 by driving engine actuator 51. The torque generated by the internal combustion engine 52 is transmitted to driving wheels (not shown) via a transmission (not shown). Therefore, by controlling the engine actuator 51, the engine ECU 50 can control the driving force of the host vehicle and change the acceleration state (acceleration).

ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ61に接続されている。ブレーキアクチュエータ61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62との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構62は、車輪に固定されるブレーキディスク62aと、車体に固定されるブレーキキャリパ62bとを備える。ブレーキアクチュエータ61は、ブレーキECU60からの指示に応じてブレーキキャリパ62b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62aに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ61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。   The brake ECU 60 is connected to the brake actuator 61. The brake actuator 61 is provided in a hydraulic circuit between a master cylinder (not shown) that pressurizes hydraulic fluid by the depression force of the brake pedal and the friction brake mechanism 62 provided on the left and right front and rear wheels. The friction brake mechanism 62 includes a brake disc 62a fixed to the wheel and a brake caliper 62b fixed to the vehicle body. The brake actuator 61 adjusts the hydraulic pressure supplied to the wheel cylinder built in the brake caliper 62b according to the instruction from the brake ECU 60, and operates the wheel cylinder by the hydraulic pressure to press the brake pad against the brake disc 62a to perform friction. Generate a braking force. Therefore, the brake ECU 60 can control the braking force of the host vehicle by controlling the brake actuator 61.

ナビゲーションECU70は、自車両の現在位置を検出するためのGPS信号を受信するGPS受信機71、地図情報等を記憶した地図データベース72、および、タッチパネル(タッチパネル式ディスプレイ)73を備えている。ナビゲーションECU70は、GPS信号に基づいて現時点の自車両の位置を特定するとともに、自車両の位置及び地図データベース72に記憶されている地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル73を用いて経路案内を行う。   The navigation ECU 70 includes a GPS receiver 71 for receiving a GPS signal for detecting the current position of the vehicle, a map database 72 storing map information and the like, and a touch panel (touch panel display) 73. The navigation ECU 70 identifies the current position of the host vehicle based on the GPS signal, and performs various arithmetic processing based on the position of the host vehicle and the map information stored in the map database 72, and uses the touch panel 73. To provide route guidance.

地図データベース72に記憶されている地図情報には、道路情報が含まれている。道路情報には、その道路の位置および形状を示すパラメータ(例えば、道路の曲率半径又は曲率、道路の車線幅、車線数、各車線の中央ラインの位置など)が含まれている。また、道路情報には、自動車専用道路であるか否かを区別することができる道路種別情報等も含まれている。   The map information stored in the map database 72 includes road information. The road information includes parameters indicating the position and shape of the road (for example, the curvature radius or curvature of the road, the lane width of the road, the number of lanes, the position of the center line of each lane, etc.). The road information also includes road type information and the like that can distinguish whether the road is an automobile road or not.

<運転支援ECU10の行う制御処理>
次に、運転支援ECU10の行う制御処理について説明する。運転支援ECU10は、車線維持支援制御および追従車間距離制御の両方が実施されている状況において、車線変更支援要求が受け付けられた場合に、車線変更支援制御を実施する。そこで、先ず、車線維持支援制御および追従車間距離制御から説明する。
<Control processing performed by the driving support ECU 10>
Next, control processing performed by the driving support ECU 10 will be described. The driving support ECU 10 performs the lane change support control when the lane change support request is received in a situation where both the lane keeping support control and the following inter-vehicle distance control are performed. Therefore, first, lane keeping support control and following distance control will be described.

<車線維持支援制御(LTA)>
車線維持支援制御は、自車両の位置が「その自車両が走行している車線」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ドライバーの操舵操作を支援する制御である。本実施形態においては、目標走行ラインは、車線中心ラインCLであるが、車線中心ラインCLから所定距離だけ車線幅方向にオフセットさせたラインを採用することもできる。
<Lane Maintenance Support Control (LTA)>
Lane maintenance support control applies steering torque to the steering mechanism to support the driver's steering operation so that the position of the host vehicle is maintained near the target travel line in the “lane in which the host vehicle is traveling”. Control. In the present embodiment, although the target travel line is the lane center line CL, a line offset in the lane width direction by a predetermined distance from the lane center line CL may be employed.

以下、車線維持支援制御をLTA(レーントレーシングアシスト)と呼ぶ。LTAは、いろいろな名前で呼ばれているが、それ自体は周知である(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。   The lane keeping assist control is hereinafter referred to as LTA (lane tracing assist). Although LTA is called by various names, it is known per se (for example, JP 2008-195402 A, JP 2009-190464 A, JP 2010-6279 A, and Patent No. 4349210, etc.). Therefore, it will be briefly described below.

運転支援ECU10は、設定操作器14の操作によってLTAが要求されている場合、LTAを実行する。運転支援ECU10は、LTAが要求されている場合に、上述した車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)に基づいて、下記の(1)式により、目標舵角θlta*を所定の演算周期にて演算する。

θlta*=Klta1・Cu+Klta2・θy+Klta3・Dy+Klta4・ΣDy
…(1)
When the LTA is requested by the operation of the setting operation device 14, the driving support ECU 10 executes the LTA. When LTA is required, the driving support ECU 10 sets the target steering angle θlta * to a predetermined calculation cycle according to the following equation (1) based on the above-described lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy). Calculate.

θlta * = Klta1 · Cu + Klta2 · θy + Klta3 · Dy + Klta4 · ΣDy
... (1)

ここで、Klta1,Klta2,Klta3,Klta4は制御ゲインである。右辺第1項は、道路の曲率Cuに応じて決定されるフィードフォワード的に働く舵角成分である。右辺第2項は、ヨー角θyを小さくするように(車線中心ラインCLに対する自車両の方向の偏差を小さくするように)フィードバック的に働く舵角成分である。つまり、ヨー角θyの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第3項は、車線中心ラインCLに対する自車両の車線幅方向位置のずれ(位置偏差)である横偏差Dyを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、横偏差Dyの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。右辺第4項は、横偏差Dyの積分値ΣDyを小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。つまり、積分値ΣDyの目標値をゼロとしたフィードバック制御によって演算される舵角成分である。   Here, Klta1, Klta2, Klta3, and Klta4 are control gains. The first term on the right side is a rudder angle component acting in a feedforward manner, which is determined according to the curvature Cu of the road. The second term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the yaw angle θy (so as to reduce the deviation of the direction of the host vehicle from the lane center line CL). That is, it is a steering angle component calculated by feedback control with the target value of the yaw angle θy being zero. The third term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the lateral deviation Dy, which is a deviation (positional deviation) of the position of the host vehicle in the lane width direction with respect to the lane center line CL. That is, the steering angle component is calculated by feedback control with the target value of the lateral deviation Dy set to zero. The fourth term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the integrated value DDy of the lateral deviation Dy. That is, it is a steering angle component calculated by feedback control in which the target value of the integral value DDy is zero.

例えば、車線中心ラインCLが左方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインCLに対して右方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインCLに対して右方向に向いている場合には、左方向の目標舵角θlta*が設定される。また、車線中心ラインCLが右方向にカーブしている場合、自車両が車線中心ラインCLに対して左方向に横ずれが発生している場合、および、自車両が車線中心ラインCLに対して左方向に向いている場合には、右方向の目標舵角θlta*が設定される。従って、上記式(1)を演算する場合、左右方向に応じた符号を使って演算すればよい。   For example, when the lane center line CL is curved in the left direction, when the host vehicle is shifted laterally to the right with respect to the lane center line CL, and when the host vehicle is right with respect to the lane center line CL If the vehicle is facing in the direction, the target steering angle θlta * in the left direction is set. Also, when the lane center line CL is curved to the right, when the host vehicle is shifted laterally to the left with respect to the lane center line CL, and the host vehicle is left with respect to the lane center line CL. If the vehicle is facing in the direction, the target steering angle θlta * in the right direction is set. Therefore, when computing the above-mentioned formula (1), it may compute using the numerals according to the horizontal direction.

運転支援ECU10は、演算結果である目標舵角θlta*を表す指令信号をEPS・ECU20に出力する。EPS・ECU20は、舵角が目標舵角θlta*に追従するように転舵用モータ22を駆動制御する。尚、本実施形態においては、運転支援ECU10は、目標舵角θlta*を表す指令信号をEPS・ECU20に出力するが、目標舵角θlta*が得られる目標トルクを演算して、演算結果である目標トルクを表す指令信号をEPS・ECU20に出力してもよい。
以上が、LTAの概要である。
The driving support ECU 10 outputs a command signal representing the target steering angle θlta *, which is the calculation result, to the EPS ECU 20. The EPS ECU 20 drives and controls the steering motor 22 so that the steering angle follows the target steering angle θlta *. In the present embodiment, the driving assistance ECU 10 outputs a command signal representing the target steering angle θlta * to the EPS · ECU 20, but the target torque for obtaining the target steering angle θlta * is calculated and the calculation result is A command signal representing the target torque may be output to the EPS ECU 20.
The above is an overview of LTA.

<追従車間距離制御(ACC)>
追従車間距離制御は、周辺情報に基づいて、自車両の前方を走行している先行車が存在する場合には、その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、先行車が存在しない場合には、自車両を設定車速にて定速走行させる制御である。以下、追従車間距離制御をACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)と呼ぶ。ACC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。
<Follow-up distance control (ACC)>
The following inter-vehicle distance control maintains the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle at a predetermined distance when there is a preceding vehicle traveling ahead of the own vehicle based on the surrounding information. It is control to make the vehicle follow the preceding vehicle and to run the vehicle at constant speed at the set vehicle speed when there is no preceding vehicle. Hereinafter, the following distance control between vehicles is called ACC (adaptive cruise control). ACC itself is known (see, for example, JP-A-2014-148293, JP-A-2006-315491, JP-A-4172434, and JP-A-4929777). Therefore, it will be briefly described below.

運転支援ECU10は、設定操作器14の操作によってACCが要求されている場合、ACCを実行する。運転支援ECU10は、ACCが要求されている場合、周辺センサ11から供給される周辺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、予め定められた追従対象車両エリア内に他車両が存在するか否かを判定する。   When the ACC is requested by the operation of the setting operation device 14, the driving support ECU 10 executes the ACC. When ACC is required, the driving support ECU 10 selects a follow-up target vehicle based on the surrounding information supplied from the surrounding sensor 11. For example, the driving support ECU 10 determines whether another vehicle is present in a predetermined follow-up target vehicle area.

運転支援ECU10は、他車両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には、その他車両を追従対象車両として選択し、自車両が追従対象車両を追従するように目標加速度を設定する。また、運転支援ECU10は、追従対象車両エリア内に他車両が存在しない場合には、自車両の車速が設定車速に一致するように、設定車速と検出車速(車速センサによって検出される車速)とに基づいて目標加速度を設定する。   If the other vehicle is present in the follow target vehicle area for a predetermined time or more, the driving support ECU 10 selects the other vehicle as the follow target vehicle, and the target acceleration is set so that the own vehicle follows the follow target vehicle. Set Further, when there is no other vehicle in the follow-up target vehicle area, the driving support ECU 10 sets the set vehicle speed and the detected vehicle speed (the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor) so that the vehicle speed of the host vehicle matches the set vehicle speed. Set the target acceleration based on.

運転支援ECU10は、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、エンジンECU50を用いてエンジンアクチュエータ51を制御するとともに、必要に応じてブレーキECU60を用いてブレーキアクチュエータ61を制御する。
尚、ACC中にドライバーによるアクセル操作が行われた場合、アクセル操作が優先されて自車両の加速度が設定される。
以上が、ACCの概要である。
The driving support ECU 10 controls the engine actuator 51 using the engine ECU 50 so that the acceleration of the host vehicle matches the target acceleration, and controls the brake actuator 61 using the brake ECU 60 as necessary.
If the driver performs an accelerator operation during ACC, the accelerator operation is prioritized and the acceleration of the vehicle is set.
The above is the outline of the ACC.

<車線変更支援制御(LCA)>
車線変更支援制御は、自車両の周囲を監視して安全に車線変更が可能であると判定された後に、自車両の周囲を監視しつつ、自車両が現在走行している車線から隣接する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して、ドライバーの操舵操作(車線変更操作)を支援する制御である。従って、車線変更支援制御によれば、ドライバーの操舵操作(ハンドル操作)を必要とせずに、自車両の走行する車線を変更することができる。以下、車線変更支援制御をLCA(レーン・チェンジ・アシスト)と呼ぶ。
<Lane change support control (LCA)>
Lane change support control monitors the surroundings of the host vehicle and determines that it is possible to change lanes safely, and then monitors the surroundings of the host vehicle while a lane adjacent to the lane in which the host vehicle is currently traveling The steering torque is applied to the steering mechanism so as to move the vehicle to the above to control the driver's steering operation (lane change operation). Therefore, according to the lane change support control, it is possible to change the lane in which the vehicle travels without requiring the driver's steering operation (steering wheel operation). Hereinafter, lane change support control is referred to as LCA (lane change assist).

LCAは、LTAと同様に自車両の車線に対する横位置の制御であり、LTAおよびACCの実施中に車線変更支援要求が受け付けられた場合に、LTAに代わって実施される。以下、LTAとLCAとをあわせて操舵支援制御と総称し、操舵支援制御の状態を操舵支援制御状態と呼ぶ。   LCA, like LTA, is control of the lateral position of the vehicle with respect to the lane, and is performed on behalf of LTA when a lane change support request is received during execution of LTA and ACC. Hereinafter, LTA and LCA will be collectively referred to as steering assist control, and the state of steering assist control will be referred to as steering assist control state.

図5は、運転支援ECU10の実施する操舵支援制御ルーチンを表す。操舵支援制御ルーチンは、LTAを実施許可条件が成立している場合に実施される。LTA実施許可条件は、設定操作器14によってLTAの実施が選択されていること、ACCが実施されていること、カメラセンサ12によって白線を認識できていること、などである。   FIG. 5 shows a steering assistance control routine implemented by the driving assistance ECU 10. The steering assist control routine is performed when the condition for allowing execution of LTA is satisfied. The LTA implementation permission conditions are that implementation of LTA is selected by the setting operation device 14, that ACC is implemented, that a white line can be recognized by the camera sensor 12, and the like.

運転支援ECU10は、操舵支援制御ルーチンを開始すると、ステップS11において、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定する。LTA・ON状態とは、LTAが実施される制御状態を表す。   When the steering assist control routine is started, the drive assist ECU 10 sets the steering assist control state to the LTA ON state in step S11. The LTA ON state indicates a control state in which the LTA is implemented.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS12において、LCA開始条件が成立したか否かについて判定する。   Subsequently, in step S12, the driving support ECU 10 determines whether or not the LCA start condition is satisfied.

LCA開始条件は、例えば、以下の条件が全て成立した場合に成立する。
1.車線変更支援要求操作が検出されること。
2.設定操作器14によってLCAの実施が選択されていること。
3.ウインカー操作方向の白線(元車線と目標車線との境界となる白線)が破線であること。
4.周辺監視のLCA実施可否判定結果が可であること(周辺センサ11によって、車線変更に障害となる障害物(他車両等)が検出されていなく、安全に車線変更ができると判定されていること)。
5.道路が自動車専用道路であること(ナビゲーションECU70から取得した道路種別情報が自動車専用道路を表していること)。
6.自車両の車速がLCAの許可されるLCA許可車速範囲に入っていること。
例えば、条件4は、自車両と目標車線を走行する他車両との相対速度を考慮した両者の車間距離が適正に確保されている場合に成立する。
尚、LCA開始条件は、こうした条件に限るものでは無く、任意に設定することができる。
The LCA start condition is satisfied, for example, when all the following conditions are satisfied.
1. Lane change support request operation should be detected.
2. Implementation of LCA is selected by the setting operator 14.
3. The white line in the winker operation direction (white line that forms the boundary between the original lane and the target lane) must be a broken line.
4. It is determined that the result of the LCA implementation determination of perimeter monitoring is acceptable (the perimeter sensor 11 has not detected an obstacle (such as another vehicle) that is an obstacle to a lane change, and it is determined that the lane can be changed safely. ).
5. The road is an automobile road (the road type information acquired from the navigation ECU 70 represents the automobile road).
6. The vehicle speed of the host vehicle is within the LCA permission vehicle speed range where LCA is permitted.
For example, the condition 4 is satisfied when the inter-vehicle distance between the host vehicle and the other vehicle traveling in the target lane is properly secured in consideration of the relative speed between the host vehicle and the other vehicle.
In addition, LCA start conditions are not restricted to such conditions, It can set arbitrarily.

運転支援ECU10は、LCA開始条件が成立しない場合には、その処理をステップS11に戻してLTAの実施を継続させる。   If the LCA start condition is not satisfied, the driving support ECU 10 returns the process to step S11 to continue the implementation of LTA.

LTAが実施されている最中に、LCA開始条件が成立すると(S12:Yes)、運転支援ECU10は、LTAに代えてLCAを実施する。運転支援ECU10は、LCAの開始時において、メータECU30に対して、LCAの開始案内表示指令を送信する。これにより表示器31にLCAの開始案内が表示される。   If the LCA start condition is satisfied during the execution of the LTA (S12: Yes), the driving support ECU 10 performs the LCA instead of the LTA. The driving support ECU 10 transmits an LCA start guidance display command to the meter ECU 30 at the start of the LCA. As a result, the display 31 displays the LCA start guidance.

運転支援ECU10は、LCAの開始にあたって、まず、ステップS13において目標軌道演算パラメータの初期化処理を実施する。ここで、LCAの目標軌道について説明する。   At the start of the LCA, the driving support ECU 10 first executes initialization processing of a target trajectory calculation parameter in step S13. Here, the target trajectory of the LCA will be described.

運転支援ECU10は、LCAを実施する場合に、自車両の目標軌道を決める目標軌道関数を演算する。目標軌道は、目標車線変更時間をかけて、自車両を、現在走行している車線(元車線と呼ぶ)から、元車線に隣接する車線変更支援要求方向の車線(目標車線と呼ぶ)の幅方向中心位置(最終目標横位置と呼ぶ)にまで移動させる軌道であり、例えば、図6に示すような形状となる。   When performing the LCA, the driving support ECU 10 calculates a target trajectory function that determines a target trajectory of the host vehicle. The target track takes the target lane change time, and the width of the lane (called target lane) in the lane change support request direction adjacent to the original lane from the lane currently being traveled (called the original lane). It is a track which is moved to the direction center position (referred to as a final target lateral position), and has a shape as shown in FIG. 6, for example.

目標軌道関数は、後述するように、元車線の車線中心ラインCLを基準として、LCAの開始時点からの経過時間を変数として、経過時間に対応する自車両の目標横位置を算出する関数である。ここで、自車両の横位置とは、車線中心ラインCLを基準とした、車線幅方向(横方向と呼ぶこともある)における自車両の重心位置を表す。   The target trajectory function is a function that calculates the target lateral position of the vehicle corresponding to the elapsed time with the elapsed time from the LCA start time as a variable, based on the lane center line CL of the original lane, as described later. . Here, the lateral position of the host vehicle indicates the position of the center of gravity of the host vehicle in the lane width direction (sometimes referred to as the lateral direction) with reference to the lane center line CL.

目標車線変更時間は、自車両をLCAの開始位置である初期位置から最終目標横位置にまで横方向に移動させる距離(以下、必要横距離と呼ぶ)に比例して可変設定される。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、例えば、8.0秒に設定される。この例は、LCAの開始時における自車両が元車線の車線中心ラインCLに位置している場合である。車線幅が、例えば、4.0mであれば、目標車線変更時間は、車線幅に応じた値、この例では、9.1秒(=8.0×4.0/3.5)に設定される。   The target lane change time is variably set in proportion to the distance (hereinafter, referred to as required lateral distance) for moving the vehicle laterally from the initial position, which is the start position of LCA, to the final target lateral position. If the vehicle width is 3.5 m, the target lane change time is set to, for example, 8.0 seconds. In this example, the host vehicle at the start of LCA is located at the lane center line CL of the original lane. If the vehicle width is, for example, 4.0 m, the target lane change time is set to a value according to the lane width, in this example, 9.1 seconds (= 8.0 × 4.0 / 3.5) Be done.

また、目標車線変更時間は、LCA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よりも車線変更側にずれている場合には、そのずれ量(横偏差Dy)が多いほど減少するように設定される。逆に、LCA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よりも反車線変更側にずれている場合には、目標車線変更時間は、そのずれ量(横偏差Dy)が多いほど増加するように設定される。例えば、ずれ量が0.5mであれば、目標車線変更時間の増減調整量は1.14秒(=8.0×0.5/3.5)とすればよい。尚、ここで示した目標車線変更時間を設定するための値は、あくまでも一例であって、任意に設定された値を採用することができる。   Also, when the lateral position of the vehicle at the start of LCA deviates from the lane center line CL of the original lane to the lane change side, the target lane change time increases as the amount of deviation (lateral deviation Dy) increases. Set to decrease. Conversely, when the lateral position of the host vehicle at the start of LCA deviates to the opposite lane change side with respect to the lane center line CL of the original lane, the target lane change time is the amount of deviation (lateral deviation Dy) It is set to increase as the number increases. For example, if the deviation amount is 0.5 m, the increase / decrease adjustment amount of the target lane change time may be 1.14 seconds (= 8.0 × 0.5 / 3.5). The value for setting the target lane change time shown here is merely an example, and a value set arbitrarily can be adopted.

本実施形態においては、目標横位置yは、次式(2)に示す目標軌道関数y(t)によって演算される。この目標軌道関数y(t)は、経過時間tを変数とした5次関数である。

y(t)=c0+c1・t+c2・t2+c3・t3+c4・t4+c5・t5
・・・(2)
この目標軌道関数y(t)は、自車両を最終目標位置にまで滑らかに移動させるような、関数に設定される。
In the present embodiment, the target lateral position y is calculated by the target trajectory function y (t) shown in the following equation (2). The target trajectory function y (t) is a quintic function with the elapsed time t as a variable.

y (t) = c 0 + c 1 · t + c 2 · t 2 + c 3 · t 3 + c 4 · t 4 + c 5 · t 5
... (2)
The target trajectory function y (t) is set to a function that smoothly moves the vehicle to the final target position.

ここで、係数c0,c1,c2,c3,c4,c5は、LCA開始時の自車両の状態(初期横状態量)と、LCA完了時における自車両の目標状態(最終目標横状態量)とによって決定される。 Here, the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 and c 5 are the state of the vehicle at the start of LCA (initial lateral state amount) and the target state of the vehicle at the completion of LCA (final Target lateral state amount).

例えば、目標軌道関数y(t)は、図7に示すように、現時点における自車両Cの走行している車線(元車線)の車線中心ラインCLを基準として、LCAの開始時点(目標軌道の演算時点)からの経過時間t(現在時刻tと呼ぶこともある)に対応する自車両Cの目標横位置y(t)を算出する関数である。図7では、車線が直線に形成されているが、図8に示すように、車線が曲線に形成されている場合には、目標軌道関数y(t)は、曲線に形成された車線中心ラインCLを基準として、車線中心ラインCLに対する自車両の目標横位置を算出する関数である。   For example, as shown in FIG. 7, the target trajectory function y (t) is based on the lane center line CL of the lane (the original lane) in which the vehicle C is traveling at the current time. It is a function for calculating the target lateral position y (t) of the vehicle C corresponding to the elapsed time t (sometimes called the current time t) from the calculation time). In FIG. 7, the lane is formed in a straight line, but as shown in FIG. 8, when the lane is formed in a curve, the target trajectory function y (t) is a lane center line formed in a curve It is a function for calculating the target lateral position of the vehicle relative to the lane center line CL with CL as a reference.

この目標軌道関数y(t)の係数c0,c1,c2,c3,c4,c5を決定するパラメータが、目標軌道演算パラメータである。目標軌道演算パラメータは、以下の7つ(P1〜P7)である。
P1.LCAを開始するときの元車線の車線中心ラインに対する自車両の横位置(初期横位置と呼ぶ)。
P2.LCAを開始するときの自車両の横方向の速度(初期横速度と呼ぶ)。
P3.LCAを開始するときの自車両の横方向の加速度(初期横加速度と呼ぶ)。
P4.LCAを完了するときの元車線の車線中心ラインに対する自車両の目標横位置(最終目標横位置と呼ぶ)。
P5.LCAを完了するときの自車両の横方向の目標速度(最終目標横速度と呼ぶ)。
P6.LCAを完了するときの自車両の横方向の目標加速度(最終目標横加速度と呼ぶ)。
P7.LCAを実施する目標時間である目標車線変更時間。
横方向とは、車線の幅方向を表す。
Parameters for determining the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 and c 5 of the target trajectory function y (t) are target trajectory calculation parameters. The target trajectory calculation parameters are the following seven (P1 to P7).
P1. Lateral position of the vehicle relative to the lane center line of the former lane when starting LCA (referred to as initial lateral position).
P2. Lateral velocity of the vehicle when starting LCA (referred to as initial lateral velocity).
P3. Lateral acceleration of the vehicle when starting LCA (referred to as initial lateral acceleration).
P4. Target lateral position of the vehicle relative to the lane center line of the former lane when completing LCA (referred to as final target lateral position).
P5. Lateral target speed of the vehicle when completing LCA (referred to as final target lateral speed).
P6. Lateral target acceleration of the vehicle when completing LCA (referred to as final target lateral acceleration).
P7. Target lane change time, which is the target time for performing LCA.
The lateral direction represents the width direction of the lane.

初期横位置は、LCA開始時におけるカメラセンサ12によって検出された横偏差Dyに等しい値に設定される。また、初期横速度は、LCA開始時における車速センサによって検出される車速vに、カメラセンサ12によって検出されたヨー角θyの正弦値(sin(θy))を乗算した値(v・sin(θy))に設定される。また、初期横加速度は、上記の初期横速度の微分値に設定してもよいが、好ましくは、LCA開始時におけるヨーレートセンサによって検出されるヨーレートγ(rad/s)に車速vを乗算した値(v・γ)に設定するとよい。ヨーレートセンサを用いた場合には、カメラセンサ12を用いる場合に比べて、自車両の挙動の変化を素早く検出できるからである。この初期横位置、初期横速度、および、初期横加速度をまとめて初期横状態量と総称する。   The initial lateral position is set to a value equal to the lateral deviation Dy detected by the camera sensor 12 at the start of LCA. Further, the initial lateral velocity is a value (v · sin (θy) obtained by multiplying the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor at the start of LCA by the sine value (sin (θy)) of the yaw angle θy detected by the camera sensor 12 Set to)). The initial lateral acceleration may be set to the above-mentioned derivative value of the initial lateral velocity, but preferably, a value obtained by multiplying the yaw rate γ (rad / s) detected by the yaw rate sensor at the time of LCA start by the vehicle speed v. It is good to set to (v · γ). When the yaw rate sensor is used, a change in the behavior of the host vehicle can be detected more quickly than when the camera sensor 12 is used. The initial lateral position, the initial lateral velocity, and the initial lateral acceleration are collectively referred to as an initial lateral state amount.

また、本実施形態においては、目標車線の車線幅を、カメラセンサ12によって検出されている元車線の車線幅と同様であるとみなす。従って、最終目標横位置は、元車線の車線幅と同じ値に設定される(最終目標横位置=元車線の車線幅)。また、最終目標横速度および最終目標横加速度は、ともに、その値がゼロに設定される。この最終目標横位置、最終目標横速度、および、最終目標横加速度をまとめて最終目標横状態量と総称する。   Further, in the present embodiment, it is assumed that the lane width of the target lane is the same as the lane width of the original lane detected by the camera sensor 12. Therefore, the final target lateral position is set to the same value as the lane width of the original lane (final target lateral position = lane width of the original lane). In addition, the final target lateral velocity and the final target lateral acceleration both have their values set to zero. The final target lateral position, the final target lateral velocity, and the final target lateral acceleration are collectively referred to as a final target lateral state amount.

目標車線変更時間は、上述したように、車線幅(元車線の車線幅でよい)、および、LCA開始時における自車両の横方向ずれ量によって算出される。
例えば、目標車線変更時間tlenは、次式(3)によって演算される。
tlen=Dini・A・・・(3)
ここでDiniは、自車両をLCA開始位置(初期横位置)からLCA完了位置(最終目標横位置)にまで横方向に移動させる必要距離である。従って、LCA開始時に自車両が元車線の車線中心ラインCLに位置していれば、Diniは、車線幅と等しい値に設定され、自車両が元車線の車線中心ラインCLからずれている場合には、そのずれ量が車線幅に加減調整された値となる。Aは、自車両を単位距離だけ横方向に移動させるのに費やす目標時間を表す定数であって、例えば、(8sec/3.5m=2.29sec/m)に設定されている。この例では、例えば、自車両を横方向に移動させる必要距離Diniが3.5mの場合、目標車線変更時間tlenは、8秒に設定される。
As described above, the target lane change time is calculated by the lane width (which may be the lane width of the original lane) and the lateral deviation of the host vehicle at the start of LCA.
For example, the target lane change time tlen is calculated by the following equation (3).
tlen = Dini A (3)
Here, Dini is a necessary distance for moving the host vehicle laterally from the LCA start position (initial lateral position) to the LCA completion position (final target lateral position). Therefore, if the host vehicle is located at the lane center line CL of the original lane at the start of LCA, Dini is set to a value equal to the lane width, and the host vehicle deviates from the lane center line CL of the original lane. Is a value obtained by adjusting the amount of deviation to the lane width. A is a constant representing a target time spent moving the vehicle laterally by a unit distance, and is set to, for example, (8 sec / 3.5 m = 2.29 sec / m). In this example, for example, when the required distance Dini for moving the vehicle laterally is 3.5 m, the target lane change time tlen is set to 8 seconds.

尚、この定数Aは、上記の値に限るものでは無く、任意に設定することができるものである。また、例えば、設定操作器14を使って、ドライバーの好みによって定数Aを複数通りに選択できるようにしてもよい。また、目標車線変更時間は、固定値であってもよい。   The constant A is not limited to the above value, and can be set arbitrarily. Further, for example, the setting operation unit 14 may be used to select the constant A in a plurality of ways according to the preference of the driver. Also, the target lane change time may be a fixed value.

ステップS13における目標軌道演算パラメータの初期化処理とは、この7つのパラメータ(初期横位置、初期横速度、初期横加速度、最終目標横位置、最終目標横速度、最終目標横加速度、目標車線変更時間)を上述のように設定する処理である。   With the initialization process of the target trajectory calculation parameters in step S13, these seven parameters (initial lateral position, initial lateral velocity, initial lateral acceleration, final target lateral position, final target lateral velocity, final target lateral acceleration, target lane change time ) Is set as described above.

運転支援ECU10は、ステップS13において目標軌道演算パラメータの初期化処理を実施すると、続いて、ステップS14において、目標軌道関数の導出処理を実施する。具体的には、運転支援ECU10は、初期横状態量と最終目標横状態量と目標車線変更時間とに基づいて、式(2)で表される目標軌道関数y(t)の係数c0,c1,c2,c3,c4,c5を算出して、目標軌道関数y(t)を確定させる。 When the driving support ECU 10 executes the initialization processing of the target trajectory calculation parameter in step S13, the driving support ECU 10 subsequently executes the processing for deriving the target trajectory function in step S14. Specifically, the driving support ECU 10 calculates the coefficient c 0 of the target trajectory function y (t) represented by the equation (2) based on the initial lateral condition amount, the final target lateral condition amount, and the target lane change time. The target trajectory function y (t) is determined by calculating c 1 , c 2 , c 3 , c 4 and c 5 .

上記式(2)で表される目標軌道関数y(t)から、自車両の横速度y’(t)は次式(4)にて表すことができ、自車両の横加速度y’’(t)は次式(5)にて表すことができる。
y’(t)=c1+2c2・t+3c3・t2+4c4・t3+5c5・t4
・・・(4)
y’’(t)=2c2+6c3・t+12c4・t2+20c5・t3
・・・(5)
From the target trajectory function y (t) represented by the above equation (2), the lateral velocity y ′ (t) of the vehicle can be represented by the following equation (4), and the lateral acceleration y ′ ′ of the vehicle t) can be expressed by the following equation (5).
y ′ (t) = c 1 + 2c 2 · t + 3c 3 · t 2 + 4c 4 · t 3 + 5c 5 · t 4
... (4)
y '' (t) = 2c 2 + 6c 3 · t + 12c 4 · t 2 + 20c 5 · t 3
... (5)

ここで、初期横位置をy0、初期横速度をvy0、初期横加速度をay0とし、最終目標横位置をy1、最終目標横速度をvy1、最終目標横速度をay1、元車線の車線幅をWとすると、上記の目標軌道演算パラメータに基づいて、以下の関係式が得られる。
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)
Here, the initial lateral position is y0, the initial lateral velocity is vy0, the initial lateral acceleration is ay0, the final target lateral position is y1, the final target lateral velocity is vy1, the final target lateral velocity is ay1, the lane width of the former lane is W Then, the following relational expression is obtained based on the above target trajectory calculation parameters.
y (0) = c 0 = y 0 (6)
y '(0) = c 1 = vy 0 (7)
y ′ ′ (0) = 2c 2 = ay 0 (8)
y (tlen) = c 0 + c 1 · tlen + c 2 · tlen 2 + c 3 · tlen 3
+ C 4 · tlen 4 + c 5 · tlen 5 = y 1 = W (9)
y '(tlen) = c 1 + 2c 2 · tlen + 3c 3 · tlen 2
+ 4c 4 · tlen 3 + 5c 5 · tlen 4 = vy 1 = 0 (10)
y '' (tlen) = 2c 2 + 6c 3 · tlen + 12c 4 · tlen 2
+ 20 c 5 · tlen 3 = ay 1 = 0 (11)

従って、この6つの式(6)〜(11)から、目標軌道関数y(t)の係数c0,c1,c2,c3,c4,c5の値を算出することができる。そして、算出された係数c0,c1,c2,c3,c4,c5の値を式(2)に代入することで、目標軌道関数y(t)が算出される。運転支援ECU10は、LCAを終了させるまで、この目標軌道関数y(t)を記憶維持する。また、運転支援ECU10は、この目標軌道関数y(t)の算出と同時に、計時タイマ(初期値:ゼロ)を起動してLCA開始からの経過時間tのカウントアップを開始する。 Therefore, the values of the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 and c 5 of the target trajectory function y (t) can be calculated from the six equations (6) to (11). Then, the target trajectory function y (t) is calculated by substituting the calculated values of the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 and c 5 into the equation (2). The driving support ECU 10 stores and holds the target trajectory function y (t) until the LCA is ended. Further, simultaneously with the calculation of the target trajectory function y (t), the driving support ECU 10 starts a clocking timer (initial value: zero) and starts counting up the elapsed time t from the start of LCA.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS15において、現時点における自車両の目標横状態量を演算する。目標横状態量は、自車両の車線幅方向の横位置の目標値である目標横位置と、自車両の車線幅方向の速度(横速度)の目標値である目標横速度と、自車両の車線幅方向の加速度(横加速度)の目標値である目標横加速度とを表す。横速度および横加速度をまとめて横運動状態量と総称し、目標横速度および目標横加速度をまとめて目標横運動状態量と総称することもある。   Subsequently, in step S15, the driving support ECU 10 calculates a target lateral state amount of the host vehicle at the present time. The target lateral state quantities are a target lateral position which is a target value of the lateral position of the host vehicle in the lane width direction, a target lateral speed which is a target value of the velocity in the lane width direction of the host vehicle (lateral velocity), and It represents target lateral acceleration which is a target value of acceleration in the vehicle width direction (lateral acceleration). Lateral velocity and lateral acceleration may be collectively referred to as lateral motion state amount, and target lateral velocity and target lateral acceleration may be collectively referred to as target lateral motion state amount.

この場合、運転支援ECU10は、ステップS14にて確定させた目標軌道関数y(t)と、現在時刻tとに基づいて、現時点における目標横位置、目標横速度、および、目標横加速度を演算する。現在時刻tは、ステップS14において目標軌道関数y(t)を確定させた後の経過時間であり、後述する処理から分かるように、LCAの開始からの経過時間と同等である。運転支援ECU10は、ステップS14において、目標軌道関数y(t)を算出すると、計時タイマをリセットしてLCA開始からの経過時間t(=現在時刻t)のカウントアップを開始する。目標横位置は、目標軌道関数y(t)に現在時刻tを代入して算出され、目標横速度は、目標軌道関数y(t)を一階微分した関数y’(t)に現在時刻tを代入して算出され、目標横加速度は、目標軌道関数y(t)を二階微分した関数y’’(t)に現在時刻tを代入して算出される。運転支援ECU10は、タイマによって計測された経過時間tを読み込み、この計測時間tと上記関数とに基づいて、目標横状態量を演算する。   In this case, the driving support ECU 10 calculates the target lateral position, the target lateral velocity, and the target lateral acceleration at the present time based on the target trajectory function y (t) determined in step S14 and the current time t. . The current time t is the elapsed time after the target trajectory function y (t) is determined in step S14, and is equal to the elapsed time from the start of LCA, as can be understood from the processing described later. After calculating the target trajectory function y (t) in step S14, the driving support ECU 10 resets the clock timer and starts counting up the elapsed time t (= current time t) from the start of LCA. The target lateral position is calculated by substituting the current time t for the target trajectory function y (t), and the target lateral velocity is the current time t for the function y '(t) obtained by first differentiating the target trajectory function y (t) The target lateral acceleration is calculated by substituting the current time t into a function y ′ ′ (t) obtained by differentiating the target trajectory function y (t). The driving support ECU 10 reads the elapsed time t measured by the timer, and calculates the target lateral state amount based on the measured time t and the above function.

以下、現在時刻における目標横位置をy*、現在時刻における目標横速度をvy*、現在時刻における目標横加速度をav*として表す。尚、ステップS15において目標横位置y*を演算する運転支援ECU10の機能部が、本発明における目標横位置演算手段に相当し、ステップS15において目標横速度vy*および目標横加速度av*を演算する運転支援ECU10の機能部が、本発明における目標横運動状態量演算手段に相当する。   Hereinafter, the target lateral position at the current time is represented as y *, the target lateral velocity at the current time as vy *, and the target lateral acceleration at the current time as av *. The functional unit of the driving support ECU 10 that calculates the target lateral position y * in step S15 corresponds to the target lateral position calculating means in the present invention, and calculates the target lateral velocity vy * and the target lateral acceleration av * in step S15. The functional unit of the driving support ECU 10 corresponds to the target lateral motion state quantity computing means in the present invention.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS16において、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を演算する。目標ヨー状態量は、現時点における、自車両の目標ヨー角θy*、自車両の目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Cu*を表す。目標曲率Cu*は、自車両を車線変更させる目標軌道の曲率、つまり、車線のカーブ曲率を含めない車線変更に係るカーブ成分の曲率である。   Subsequently, in step S16, the driving support ECU 10 calculates a target yaw state amount, which is a target value for a motion to change the direction of the host vehicle. The target yaw state quantity represents a target yaw angle θy * of the host vehicle, a target yaw rate γ * of the host vehicle, and a target curvature Cu * at the current point in time. The target curvature Cu * is the curvature of the target trajectory for changing the host vehicle lane, that is, the curvature of the curve component related to the lane change not including the curve curvature of the lane.

運転支援ECU10は、ステップS16において、現時点における車速v(車速センサにて検出されている現在車速)を読み込むとともに、この車速vと、ステップS15にて算出した目標横速度vy*、目標横加速度ay*とに基づいて、以下の式(12),(13),(14)を使って、現時点における目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Cu*を演算する。   In step S16, the driving support ECU 10 reads the vehicle speed v at the present time (the current vehicle speed detected by the vehicle speed sensor), and the vehicle speed v, the target lateral speed vy * calculated in step S15, and the target lateral acceleration ay The target yaw angle θy *, the target yaw rate γ *, and the target curvature Cu * at the present time are calculated using the following equations (12), (13), and (14) based on * and:

θy*=sin-1(vy*/v) ・・・(12)
γ*=ay*/v ・・・(13)
Cu*=ay*/v2 ・・・(14)
目標ヨー角θy*は、目標横速度vy*を車速vで除算した値を逆正弦関数に代入して算出される。また、目標ヨーレートγ*は、目標横加速度ay*を車速vで除算して算出される。また、目標曲率Cu*は、目標横加速度ay*を車速vの二乗値で除算して算出される。この目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Cu*を演算する運転支援ECU10の機能部が、本発明の目標ヨー状態量演算手段に相当する。
θy * = sin −1 (vy * / v) (12)
γ * = ay * / v (13)
Cu * = ay * / v 2 (14)
The target yaw angle θy * is calculated by substituting a value obtained by dividing the target lateral velocity vy * by the vehicle speed v into an inverse sine function. Further, the target yaw rate γ * is calculated by dividing the target lateral acceleration ay * by the vehicle speed v. Further, the target curvature Cu * is calculated by dividing the target lateral acceleration ay * by the square value of the vehicle speed v. The functional unit of the driving support ECU 10 that calculates the target yaw angle θy *, the target yaw rate γ *, and the target curvature Cu * corresponds to the target yaw state amount calculation means of the present invention.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS17において、LCAの目標制御量を演算する。本実施形態においては、目標制御量として目標舵角θlca*を演算する。目標舵角θlca*は、ステップS15において演算した目標横位置y*、ステップS16において演算した目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、目標曲率Cu*、および、曲率Cuに基づいて次式(15)にて算出される。

θlca*=Klca1・(Cu*+Cu)+Klca2・(θy*−θy)+Klca3・(y*−y)
+Klca4・(γ*−γ)+Klca5・Σ(y*−y) …(15)
Subsequently, in step S17, the driving assistance ECU 10 calculates a target control amount of LCA. In the present embodiment, the target steering angle θlca * is calculated as the target control amount. The target steering angle θlca * is calculated based on the target lateral position y * calculated in step S15, the target yaw angle θy * calculated in step S16, the target yaw rate γ *, the target curvature Cu *, and the curvature Cu. Calculated by).

θlca * = Klca1 · (Cu * + Cu) + Klca2 · (θy * −θy) + Klca3 · (y * −y)
+ Klca 4 · (γ *-γ) + Klca 5 · ((y *-y) (15)

ここで、Klca1,Klca2,Klca3,Klca4,Klca5は制御ゲインである。Cuは、カメラセンサ12によって検出されている現時点(演算時)における曲率である。yは、カメラセンサ12によって検出されている現時点(演算時)における横位置、つまり、Dyに相当する。θyは、カメラセンサ12によって検出されている現時点(演算時)におけるヨー角である。また、γは、ヨーレートセンサによって検出される現時点における自車両のヨーレートを表す。制御ゲインKlca1は、車速に応じて可変設定されてもよい。尚、γは、ヨー角θyの微分値を用いることもできる。   Here, Klca1, Klca2, Klca3, Klca4, and Klca5 are control gains. Cu is the curvature at the current time (at the time of calculation) being detected by the camera sensor 12. y corresponds to the lateral position at the current time (when calculating) detected by the camera sensor 12, that is, Dy. θy is a yaw angle at the current time (at the time of calculation) detected by the camera sensor 12. Further, γ represents the yaw rate of the vehicle at the present time detected by the yaw rate sensor. The control gain Klca1 may be variably set according to the vehicle speed. In addition, the derivative value of yaw angle (theta) y can also be used for (gamma).

右辺第1項は、目標曲率Cu*と曲率Cu(車線のカーブ曲率)との加算値に応じて決定されるフィードフォワード的に働く舵角成分である。Klca1・Cu*は、車線変更を行うためのフィードフォワード制御量であり、Klca1・Cuは、自車両を車線のカーブに沿って走行させるためのフィードフォワード制御量である。右辺第2項は、目標ヨー角θy*と実ヨー角θyとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第3項は、目標横位置y*と実横位置yとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第4項は、目標ヨーレートγ*と実ヨーレートγとの偏差を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。右辺第5項は、目標横位置y*と実横位置yとの偏差の積分値Σ(y*−y)を小さくするようにフィードバック的に働く舵角成分である。従って、右辺第1項がフィードフォワード制御量を表し、右辺第2項〜5項がフィードバック制御量を表す。   The first term on the right side is a rudder angle component acting in a feedforward manner determined according to the addition value of the target curvature Cu * and the curvature Cu (curve curvature of the lane). Klca1 · Cu * is a feedforward control amount for changing the lane, and Klca1 · Cu is a feedforward control amount for causing the host vehicle to travel along the curve of the lane. The second term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the deviation between the target yaw angle θy * and the actual yaw angle θy. The third term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the deviation between the target lateral position y * and the actual lateral position y. The fourth term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the deviation between the target yaw rate γ * and the actual yaw rate γ. The fifth term on the right side is a steering angle component that acts in a feedback manner so as to reduce the integrated value Σ (y * −y) of the deviation between the target lateral position y * and the actual lateral position y. Therefore, the first term on the right side represents the feedforward control amount, and the second term to 5 terms on the right side represent the feedback control amount.

目標舵角θlca*は、上記の5つの舵角成分にて演算されるものに限るわけでなく、そのうちの任意の舵角成分のみを使用して演算されてもよいし、他の舵角成分を追加するなどして演算されるようにしてもよい。例えば、ヨー運動に関するフィードバック制御量については、ヨー角の偏差あるいはヨーレートの偏差の何れか一方を用いるようにしてもよい。また、目標横位置y*と実横位置yとの偏差の積分値Σ(y*−y)を用いたフィードバック制御量については、省略することもできる。   The target steering angle θ lca * is not limited to one calculated with the above five steering angle components, and may be calculated using only any steering angle component among them, or other steering angle components. It may be calculated by adding or the like. For example, as the feedback control amount related to the yaw movement, either the deviation of the yaw angle or the deviation of the yaw rate may be used. Further, the feedback control amount using the integral value ((y * −y) of the deviation between the target lateral position y * and the actual lateral position y can be omitted.

運転支援ECU10は、ステップS17において、目標制御量を演算すると、続くステップS18において、目標制御量を表す操舵指令をEPS・ECU20に送信する。本実施形態においては、運転支援ECU10は、目標制御量として目標舵角θlca*を演算するが、目標舵角θlca*が得られる目標トルクを演算して、この目標トルクを表す操舵指令をEPS・ECU20に送信してもよい。   After calculating the target control amount in step S17, the driving support ECU 10 transmits a steering command representing the target control amount to the EPS ECU 20 in step S18. In the present embodiment, the driving assistance ECU 10 calculates a target steering angle θlca * as a target control amount, but calculates a target torque for obtaining the target steering angle θlca *, and outputs a steering command representing the target torque to the EPS You may transmit to ECU20.

EPS・ECU20は、CAN100を介して運転支援ECU10から操舵指令を受信すると、舵角が目標舵角θlca*に追従するように転舵用モータ22を駆動制御する。   When receiving the steering command from the driving support ECU 10 via the CAN 100, the EPS ECU 20 drives and controls the steering motor 22 so that the steering angle follows the target steering angle θlca *.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS19において、LCA完了条件が成立したか否かについて判定する。本実施形態においては、LCA完了条件は、自車両の横位置yが最終目標横位置y*に到達したときに成立する。運転支援ECU10は、LCA完了条件が成立していない場合は、その処理をステップS20に進める。   Subsequently, in step S19, the driving support ECU 10 determines whether the LCA completion condition is satisfied. In the present embodiment, the LCA completion condition is satisfied when the lateral position y of the host vehicle reaches the final target lateral position y *. If the LCA completion condition is not satisfied, the driving support ECU 10 advances the process to step S20.

運転支援ECU10は、ステップS20において、LCA停止条件が成立したか否かについて判定する。このLCA停止条件は、LCAの実施中においてLCAを停止させる条件であって、例えば、ドライバーによる特定の操作が検出された場合、あるいは、LCAの継続維持が困難となると判定された場合などに成立する。   In step S20, the driving support ECU 10 determines whether the LCA stop condition is satisfied. The LCA stop condition is a condition for stopping the LCA during execution of LCA, and is satisfied, for example, when a specific operation by a driver is detected, or when it is determined that it is difficult to maintain the LCA. Do.

例えば、ドライバーの操作により閾値以上の操舵トルクの入力が検出された場合、ドライバーによるブレーキ操作が検出された場合、車線変更方向とは逆方向のウインカー操作が検出された場合、設定操作器14によってLCAの設定がオフ(実施しない)になったことが検出された場合などにおいて、LCA停止条件が成立する。また、周辺監視におけるLCA実施可否判定結果が不可となった場合、ウインカー操作方向の白線が破線でないと判定された場合などに、LCA停止条件が成立する。   For example, when an input of a steering torque equal to or greater than a threshold value is detected by a driver operation, a brake operation by the driver is detected, or a winker operation in a direction opposite to the lane change direction is detected The LCA stop condition is satisfied, for example, when it is detected that the setting of the LCA is turned off (not performed). In addition, when the LCA execution availability determination result in perimeter monitoring becomes impossible, the LCA stop condition is satisfied, for example, when it is determined that the white line in the blinker operation direction is not a broken line.

運転支援ECU10は、LCA停止条件が成立していない場合(S20:No)、その処理をステップS15に戻して、上述したステップS15〜ステップS20の処理を所定の演算周期で繰り返し実施する。これにより、経過時間tに応じた目標横状態量(y*、vy*、ay*)が演算され、その演算された目標横状態量(y*、vy*、ay*)と車速vとに基づいて目標ヨー状態量(θy*、γ*、Cu*)が演算され、その演算された目標ヨー状態量(θy*、γ*、Cu*)に基づいて目標制御量(θlca*)が演算される。   If the LCA stop condition is not satisfied (S20: No), the driving support ECU 10 returns the process to step S15, and repeatedly performs the process of step S15 to step S20 described above at a predetermined calculation cycle. Thereby, the target lateral state quantities (y *, vy *, ay *) according to the elapsed time t are calculated, and the calculated target lateral state quantities (y *, vy *, ay *) and the vehicle speed v are calculated. The target yaw state amount (θy *, γ *, Cu *) is calculated based on the calculated target yaw state amount (θy *, γ *, Cu *), and the target control amount (θlca *) is calculated Be done.

そして、目標制御量(θlca*)が演算される都度、目標制御量(θlca*)を表す操舵指令がEPS・ECU20に送信される。こうして、自車両は、目標軌道に沿って走行する。   Then, each time the target control amount (θlca *) is calculated, a steering command representing the target control amount (θlca *) is transmitted to the EPS ECU 20. Thus, the vehicle travels along the target track.

尚、運転支援ECU10には、自車両が走行している車線にかかる車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)がカメラセンサ12から供給される。従って、自車両の走行位置が元車線から目標車線に切り替わると、カメラセンサ12から運転支援ECU10に供給される車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)は、元車線にかかる車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)から目標車線にかかる車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)に切り替わる。このため、LCAの開始当初に演算した目標軌道関数y(t)をそのまま使用することができない。自車両の位置する車線が切り替わった場合には、横偏差Dyの符号が反転する。そこで、運転支援ECU10は、カメラセンサ12が出力する横偏差Dyの符号(正負)が切り替わったことを検出すると、目標軌道関数y(t)を元車線の車線幅Wだけオフセットさせる。これにより、元車線の車線中心ラインCLを原点として演算された目標軌道関数y(t)を、目標車線の車線中心ラインCLを原点とした目標軌道関数y(t)に変換することができる。   Lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) relating to the lane in which the host vehicle is traveling is supplied from the camera sensor 12 to the driving support ECU 10. Therefore, when the traveling position of the host vehicle is switched from the original lane to the target lane, the lane related vehicle information (Cu, Dy, θy) supplied from the camera sensor 12 to the driving support ECU 10 is the lane related vehicle information It switches from lane related vehicle information (Cu, Dy, θy) concerning the target lane from Cu, Dy, θy). Therefore, the target trajectory function y (t) calculated at the beginning of LCA can not be used as it is. When the lane in which the host vehicle is located is switched, the sign of the lateral deviation Dy is reversed. Therefore, when the driving support ECU 10 detects that the sign (positive or negative) of the lateral deviation Dy output from the camera sensor 12 is switched, the driving support ECU 10 offsets the target trajectory function y (t) by the lane width W of the original lane. Thus, the target trajectory function y (t) calculated with the lane center line CL of the original lane as the origin can be converted into the target trajectory function y (t) with the lane center line CL of the target lane as the origin.

運転支援ECU10は、ステップS19において、LCA完了条件が成立したと判定した場合、ステップS21において、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定する。つまり、LCAを終了して、LTAを再開する。これにより、自車両は、目標車線における車線中心ラインCLに沿って走行するように操舵制御が行われる。   When it is determined in step S19 that the LCA completion condition is satisfied, the driving assistance ECU 10 sets the steering assistance control state to the LTA.ON state in step S21. That is, the LCA is terminated and the LTA is resumed. Thus, steering control is performed such that the host vehicle travels along the lane center line CL in the target lane.

一方、LCA完了条件が成立する前に(S19:No)、LCA停止条件が成立した場合(S20:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS22において、目標軌道関数y(t)をリセットしてLCAを停止するとともに、計時タイマの計測値tをゼロクリアする。また、このとき、運転支援ECU10は、ドライバーに対して操舵支援制御が終了したことを伝える操舵支援制御終了メッセージの表示指令をメータECU30に送信する。メータECU30は、表示指令を受信すると、表示器31に操舵支援制御終了メッセージを表示する。   On the other hand, when the LCA stop condition is satisfied before the LCA completion condition is satisfied (S19: No) (S20: Yes), the driving support ECU 10 resets the target trajectory function y (t) in step S22 to perform LCA. And clear the measurement value t of the clock timer to zero. Further, at this time, the driving assistance ECU 10 transmits, to the meter ECU 30, a display instruction of a steering assistance control end message that informs the driver that steering assistance control has ended. When the meter ECU 30 receives the display command, the display unit 31 displays a steering assist control end message.

続いて、運転支援ECU10は、ステップS23において、LTAの再開可能か否かについて判定し、LTAの再開が可能であると判定した場合には、その処理をステップS21に進めて、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定する。従って、LCAが終了してLTAが再開される。   Subsequently, in step S23, the driving support ECU 10 determines whether or not restart of the LTA is possible. If it is determined that restart of the LTA is possible, the process proceeds to step S21, and the steering support control state Is set to the LTA ON state. Thus, LCA ends and LTA resumes.

一方、LTAの再開が不可能であると判定した場合には、運転支援ECU10は、その処理をステップS24に進めて、操舵支援制御状態をLTA・OFF状態に設定する。従って、操舵支援制御(LCAおよびLTA)が停止される。   On the other hand, when it is determined that the restart of the LTA is impossible, the driving support ECU 10 advances the process to step S24 to set the steering support control state to the LTA OFF state. Accordingly, steering assist control (LCA and LTA) is stopped.

例えば、ステップS20において、ドライバーによる特定の操作が検出されたことによって、LCA停止条件が成立した場合には、ドライバーは、操舵支援を望んでいないと推定される。この場合には、LTAの再開が不可能であると判定される。一方、運転支援ECU10側でLCAの実施が困難としてLCAが停止された場合であって、LTAを再開させることに支障はない場合(例えば、ウインカー操作方向の白線が破線でないと判定された場合など)には、LTAの再開が許可される。   For example, in step S20, when the LCA stop condition is satisfied due to detection of a specific operation by the driver, it is estimated that the driver does not want steering assistance. In this case, it is determined that restart of the LTA is impossible. On the other hand, when LCA is stopped on the driving support ECU 10 side as it is difficult to carry out LCA, there is no problem in restarting LTA (for example, it is judged that the white line in the direction of blinker operation is not a broken line) ) Are allowed to resume the LTA.

運転支援ECU10は、ステップS21あるいはステップS24において、操舵支援制御状態を設定すると、操舵支援制御ルーチンを一旦終了する。運転支援ECU10は、ステップS24において、操舵支援制御状態をLTA・OFF状態に設定した場合には、LTA実施許可条件が成立するのを待って、操舵支援制御ルーチンを再開する。一方、ステップS21において、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定した場合には、運転支援ECU10は、その処理をステップS11に進める。   When the driving assistance ECU 10 sets the steering assistance control state in step S21 or step S24, the steering assistance control routine is temporarily ended. When the steering assistance control state is set to the LTA.OFF state in step S24, the driving assistance ECU 10 resumes the steering assistance control routine after waiting for the LTA implementation permission condition to be satisfied. On the other hand, when the steering assist control state is set to the LTA ON state in step S21, the drive assist ECU 10 advances the process to step S11.

尚、運転支援ECU10は、LCAを実施している期間(ステップS13〜ステップS20)において、メータECU30に対して、ウインカー操作方向のウインカー32の点滅指令の送信を開始する。ウインカー32は、LCAが開始される前から、ウインカーレバー41の第1ストローク位置P1L(P1R)への操作に伴ってステアリングECU40から送信される点滅指令によって点滅するが、ステアリングECU40から送信される点滅指令が停止されても、運転支援ECU10からの点滅指令によって、そのまま点滅を継続する。この場合、ウインカー32の点滅終了タイミングは、LCAの完了タイミングと同じでもよいし、それよりも前であってもよい。例えば、自車両が、最終目標位置よりも予め設定された消灯許可距離(例えば、50cm)だけ手前の横位置に到達した時に、ウインカー32の点滅を終了させてもよい。   The driving support ECU 10 starts to transmit a blink command of the blinker 32 in the blinker operation direction to the meter ECU 30 in a period (steps S13 to S20) in which the LCA is performed. The blinker 32 blinks according to a blink command transmitted from the steering ECU 40 along with the operation of the blinker lever 41 to the first stroke position P1L (P1R) before LCA is started, but blinks transmitted from the steering ECU 40 Even if the command is stopped, the blinking is continued as it is by the blinking command from the driving support ECU 10. In this case, the blink end timing of the winker 32 may be the same as or before the completion timing of the LCA. For example, the blinking of the winker 32 may be ended when the host vehicle reaches a lateral position ahead of the final target position by a predetermined turn-off permission distance (for example, 50 cm).

以上説明した本実施形態の車線変更支援装置によれば、LCAを実施するに際して、初期横位置、初期横速度、初期横加速度、最終目標横位置、最終目標横速度、最終目標横加速度、および、目標車線変更時間に基づいて、目標軌道関数y(t)が演算される。そして、LCAの実施中においては、LCA開始からの経過時間tに応じた目標横位置y*、目標横速度vy*、および、目標横加速度ay*が逐次演算される。更に、現時点の車速vが逐次取得され、その車速vと、目標横速度vy*および目標横加速度ay*とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Cu*が逐次演算される。そして、目標横位置y*、目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、および、目標曲率Cu*に基づいて、操舵輪の操舵が制御される。従って、自車両を目標軌道関数に従ってスムーズに車線変更させることができる。   According to the lane change support device of the present embodiment described above, when performing LCA, the initial lateral position, the initial lateral velocity, the initial lateral acceleration, the final target lateral position, the final target lateral velocity, the final target lateral acceleration, A target trajectory function y (t) is calculated based on the target lane change time. Then, during execution of LCA, a target lateral position y *, a target lateral velocity vy *, and a target lateral acceleration ay * according to the elapsed time t from the LCA start are sequentially calculated. Furthermore, a target yaw angle θy *, which is a target value for a motion to change the direction of the host vehicle, is obtained sequentially based on the vehicle speed v and the target lateral velocity vy * and the target lateral acceleration ay *. The target yaw rate γ * and the target curvature Cu * are sequentially calculated. Then, steering of the steered wheels is controlled based on the target lateral position y *, the target yaw angle θy *, the target yaw rate γ *, and the target curvature Cu *. Therefore, it is possible to smoothly change the lane according to the target trajectory function.

また、目標軌道関数の演算は、LCA開始時の1回だけであるため、運転支援ECU10のマイクロコンピュータの演算負荷を軽減することができる。また、目標軌道関数の演算後は、逐次、車速が取得され、現時点の車速に応じた目標ヨー状態量が演算されるため、アクセル操作によってLCA中に車速が変化しても、ドライバーのアクセル操作を反映したスムーズな車線変更を行うことができる。特に、ACCによる加減速制御とも連携してスムーズな車線変更を行うことができる。   In addition, since the calculation of the target trajectory function is performed only once at the start of the LCA, the calculation load of the microcomputer of the driving support ECU 10 can be reduced. In addition, after the calculation of the target trajectory function, the vehicle speed is sequentially obtained, and the target yaw state amount according to the current vehicle speed is calculated. Therefore, even if the vehicle speed changes during LCA by the accelerator operation, the driver's accelerator operation You can make a smooth lane change that reflects the In particular, smooth lane change can be performed in cooperation with acceleration and deceleration control by ACC.

また、本実施形態によれば、自車両の初期横状態量と最終目標横状態量と目標車線変更時間とに基づいて、LCA開始からの経過時間を変数とした5次関数で表される目標軌道関数が設定されるため、自車両の横方向の運動状態を、初期横状態量から最終目標横状態量に滑らかに移行させることができる。従って、非常にスムーズな車線変更が可能となる。   Further, according to the present embodiment, a target represented by a quintic function whose elapsed time from the LCA start is variable, based on the initial lateral state amount of the vehicle, the final target lateral state amount, and the target lane change time. Since the trajectory function is set, the lateral motion state of the host vehicle can be smoothly shifted from the initial lateral state amount to the final target lateral state amount. Therefore, a very smooth lane change can be made.

また、LCAの完了時における、自車両の目標横速度(最終目標横速度)および目標横加速度(最終目標横加速度)はゼロに設定され、かつ、LCAの完了時における自車両の目標横位置(最終目標横位置)が目標車線の車線幅中央位置に設定されるため、LCAの完了時には、そのまま、自車両を目標車線の車線中心ラインCLに沿って走行させることができる。これにより、操舵支援制御をLCAからLTAにスムーズに移行させることができる。   Further, the target lateral velocity (final target lateral velocity) and the target lateral acceleration (final target lateral acceleration) of the vehicle at the completion of LCA are set to zero, and the target lateral position of the vehicle at the completion of LCA ( Since the final target lateral position is set at the center position of the lane width of the target lane, the host vehicle can travel along the lane center line CL of the target lane as it is when LCA is completed. Thus, steering assist control can be smoothly shifted from LCA to LTA.

以上、本実施形態に係る車線変更支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the lane change support device concerning this embodiment was explained, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various change is possible unless it deviates from the object of the present invention.

例えば、本実施形態においては、操舵支援制御状態がLTA・ON状態(LTAが実施されている状態)であることがLCAを実施するための前提となっているが、必ずしも、そのような前提は必要としない。また。ACCが実施されている状態であるという前提もなくてもよい。また、本実施形態においては、LCAは、自車両が走行する道路が自動車専用道路であることを条件として実施されるが、必ずしも、そうした条件を設ける必要はない。   For example, in the present embodiment, the fact that the steering assist control state is the LTA ON state (the state in which LTA is being performed) is a premise for performing the LCA, but such a premise is not always do not need. Also. It may not be assumed that the ACC is being implemented. Further, in the present embodiment, the LCA is implemented on the condition that the road on which the host vehicle travels is a motorway, but it is not necessary to set such a condition.

また、本実施形態においては、カメラセンサ12により車線を認識するように構成されているが、例えば、ナビゲーションECU70によって、車線に対する自車両の相対位置関係を検出してもよい。   Moreover, in this embodiment, although it is comprised so that a lane may be recognized by the camera sensor 12, you may detect the relative positional relationship of the own vehicle with respect to a lane, for example by navigation ECU70.

10…運転支援ECU、11…周辺センサ、12…カメラセンサ、20…EPS・ECU、21…モータドライバ、22…転舵用モータ、40…ステアリングECU、41…ウインカーレバー、80…車両状態センサ、90…運転操作状態センサ、CL…車線中心ライン、WL…白線、Cu…曲率、Dy…横偏差、θy…ヨー角、y(t)…目標軌道関数。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Driver assistance ECU 11 Peripheral sensor 12 Camera sensor 20 EPS ECU 21 Motor driver 22 Steering motor 40 Steering ECU 41 Winker lever 80 Vehicle state sensor 90 ... driving operation state sensor, CL ... lane center line, WL ... white line, Cu ... curvature, Dy ... lateral deviation, θy ... yaw angle, y (t) ... target trajectory function.

Claims (7)

車線を認識し、前記車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出する車線認識手段と、
前記車線に対する自車両の相対的な位置関係に基づいて、自車両が隣接車線に向けて車線変更するように操舵輪の操舵を制御して車線変更支援を行う支援制御手段と
を備えた車線変更支援装置において、
前記支援制御手段は、
前記車線変更支援の開始時に、前記車線変更支援の開始からの経過時間に応じた自車両の車線幅方向の目標位置である目標横位置を表した目標軌道関数を演算する目標軌道関数演算手段と、
前記車線変更支援の実施中に、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間とに基づいて前記目標横位置を逐次演算する目標横位置演算手段と、
前記車線変更支援の実施中に、自車両の車速を逐次取得するとともに、前記車線変更支援の開始時に演算された前記目標軌道関数と、前記車線変更支援の開始からの経過時間と、前記車速とに基づいて、自車両の向きを変える運動に関する目標値である目標ヨー状態量を逐次演算する目標状態量演算手段と、
前記目標横位置と前記目標ヨー状態量とに基づいて、操舵輪の操舵を制御する操舵制御手段と
を備えた車線変更支援装置。
Lane recognition means for recognizing a lane and detecting a relative positional relationship of the host vehicle with the lane;
Lane change control comprising: steering of steered wheels is controlled so that the vehicle changes lane toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the vehicle relative to the lane In the support device,
The support control means
Target trajectory function computing means for computing a target trajectory function representing a target lateral position, which is a target position in the lane width direction of the host vehicle according to an elapsed time from the start of the lane change support, at the start of the lane change support ,
A target lateral position in which the target lateral position is sequentially calculated based on the target trajectory function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change support during the execution of the lane change support Operation means,
During execution of the lane change support, the vehicle speed of the host vehicle is sequentially acquired, the target trajectory function calculated at the start of the lane change support, an elapsed time from the start of the lane change support, and the vehicle speed Target state quantity computing means for sequentially computing a target yaw state quantity, which is a target value related to a motion to change the direction of the host vehicle, based on
And a steering control means for controlling the steering of the steered wheels based on the target lateral position and the target yaw state quantity.
請求項1記載の車線変更支援装置において、
前記目標状態量演算手段は、
前記車線変更支援の開始時に演算された目標軌道関数と車線変更開始からの経過時間とに基づいて、自車両の車線幅方向の運動に関する目標値である目標横運動状態量を逐次演算する目標横運動状態量演算手段と、
前記車速と前記目標横運動状態量とに基づいて、前記目標ヨー状態量を逐次演算する目標ヨー状態量演算手段と
を備えた車線変更支援装置。
In the lane change support device according to claim 1,
The target state quantity computing means
Target lateral motion that sequentially computes a target lateral movement state quantity, which is a target value related to the movement of the host vehicle in the lane width direction, based on the target trajectory function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the lane change start. Motion state quantity computing means,
A lane change support device comprising: target yaw state amount computing means for sequentially computing the target yaw state amount based on the vehicle speed and the target lateral movement state amount.
請求項2記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の速度の目標値である目標横速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横速度を前記車速で除算した値の逆正弦によって、車線に対して自車両の向いている水平方向の角度の目標値である目標ヨー角を算出するように構成されている車線変更支援装置。
In the lane change support device according to claim 2,
The target lateral movement state quantity calculation means is configured to calculate a target lateral speed which is a target value of the speed of the host vehicle in the lane width direction as the target lateral movement state quantity.
The target yaw state amount computing means uses the target value of the horizontal angle at which the host vehicle is facing the lane by the inverse sine of the target lateral speed divided by the vehicle speed as the target yaw state amount. Lane change support device configured to calculate a certain target yaw angle.
請求項2または3記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速で除算することによって、自車両のヨーレートの目標値である目標ヨーレートを算出するように構成されている車線変更支援装置。
In the lane change support device according to claim 2 or 3,
The target lateral movement state quantity calculation means is configured to calculate, as the target lateral movement state quantity, a target lateral acceleration that is a target value of acceleration in the lane width direction of the host vehicle.
The lane that is configured to calculate a target yaw rate, which is a target value of a yaw rate of the host vehicle, by dividing the target lateral acceleration by the vehicle speed as the target yaw state amount. Change support device.
請求項2ないし請求項4の何れか一項記載の車線変更支援装置において、
前記目標横運動状態量演算手段は、前記目標横運動状態量として、自車両の車線幅方向の加速度の目標値である目標横加速度を演算するように構成され、
前記目標ヨー状態量演算手段は、前記目標ヨー状態量として、前記目標横加速度を前記車速の二乗値で除算して、前記目標軌道関数で表される目標軌道の曲率である目標曲率を算出するように構成されている車線変更支援装置。
The lane change support device according to any one of claims 2 to 4.
The target lateral movement state quantity calculation means is configured to calculate, as the target lateral movement state quantity, a target lateral acceleration that is a target value of acceleration in the lane width direction of the host vehicle.
The target yaw state quantity computing means divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state quantity to calculate a target curvature which is a curvature of the target track represented by the target track function. Lane change support device that is configured as follows.
請求項1ないし請求項5の何れか一項記載の車線変更支援装置において、
前記目標軌道関数演算手段は、前記車線変更支援の開始時における、自車両の車線幅方向の位置を表す横位置、自車両の車線幅方向の速度を表す横速度、および、自車両の車線幅方向の加速度を表す横加速度と、前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横位置、自車両の目標横速度、および、自車両の目標横加速度と、車線変更支援を開始してから完了するまでの目標時間である目標車線変更時間とに基づいて、前記目標軌道関数を演算するように構成されている車線変更支援装置。
The lane change support device according to any one of claims 1 to 5.
The target trajectory function calculation means is configured to calculate the lateral position indicating the position of the host vehicle in the lane width direction, the lateral velocity indicating the speed of the host vehicle in the lane width direction, and the lane width of the host vehicle at the start of the lane change support. Lateral acceleration representing the directional acceleration, and the target lateral position of the subject vehicle, the target lateral speed of the subject vehicle, and the target lateral acceleration of the subject vehicle at the time of completion of the lane change support A lane change support device configured to calculate the target trajectory function based on a target lane change time that is a target time until completion.
請求項6記載の車線変更支援装置において、
前記目標軌道関数は、前記経過時間を変数とした5次関数で表され、
前記車線変更支援の完了時における、自車両の目標横速度および自車両の目標横加速度はゼロに設定され、前記車線変更支援の完了時における自車両の目標横位置は、前記隣接車線の車線幅中央位置に設定されている車線変更支援装置。
In the lane change support device according to claim 6,
The target trajectory function is represented by a quintic function with the elapsed time as a variable,
The target lateral velocity of the host vehicle and the target lateral acceleration of the host vehicle are set to zero when the lane change support is completed, and the target lateral position of the host vehicle when the lane change support is completed is the lane width of the adjacent lane. Lane change support device set at the center position.
JP2017104430A 2017-04-12 2017-05-26 Lane change support device Active JP6801585B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018108572.9A DE102018108572B4 (en) 2017-04-12 2018-04-11 LANE CHANGE ASSISTANT DEVICE FOR A VEHICLE
US15/950,386 US11008039B2 (en) 2017-04-12 2018-04-11 Lane change assist apparatus for vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017078663 2017-04-12
JP2017078663 2017-04-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018177178A true JP2018177178A (en) 2018-11-15
JP6801585B2 JP6801585B2 (en) 2020-12-16

Family

ID=64280908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017104430A Active JP6801585B2 (en) 2017-04-12 2017-05-26 Lane change support device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6801585B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111483462A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 本田技研工业株式会社 Vehicle control device, vehicle, and vehicle control method
JP2020164061A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社アドヴィックス Vehicle control device
CN112585050A (en) * 2019-01-31 2021-03-30 日本精工株式会社 Actuator control device for vehicle steering
JP7154340B1 (en) 2021-04-16 2022-10-17 三菱電機株式会社 Route generation device and driving support control device
JP7463997B2 (en) 2021-03-29 2024-04-09 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control computer program

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07179140A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Nissan Motor Co Ltd Automatic maneuver device for vehicle
JP2008149855A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Toyota Motor Corp Device for creating track of change in desired course of vehicle
JP2010006279A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Toyota Central R&D Labs Inc Lane keeping support device
US20100082195A1 (en) * 2008-06-20 2010-04-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Method to adaptively control vehicle operation using an autonomic vehicle control system
JP2015058890A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社デンソー Traveling trajectory generation device and traveling trajectory generation program
US20150353085A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 GM Global Technology Operations LLC Lane change path planning algorithm for autonomous driving vehicle
JP2016029559A (en) * 2014-07-22 2016-03-03 株式会社豊田中央研究所 Moving body control device
DE102015209974A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cross-longitudinal combined trajectory planning for a vehicle

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07179140A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Nissan Motor Co Ltd Automatic maneuver device for vehicle
JP2008149855A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Toyota Motor Corp Device for creating track of change in desired course of vehicle
US20100082195A1 (en) * 2008-06-20 2010-04-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Method to adaptively control vehicle operation using an autonomic vehicle control system
JP2010006279A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Toyota Central R&D Labs Inc Lane keeping support device
JP2015058890A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社デンソー Traveling trajectory generation device and traveling trajectory generation program
US20150353085A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 GM Global Technology Operations LLC Lane change path planning algorithm for autonomous driving vehicle
JP2016029559A (en) * 2014-07-22 2016-03-03 株式会社豊田中央研究所 Moving body control device
DE102015209974A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cross-longitudinal combined trajectory planning for a vehicle

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111483462A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 本田技研工业株式会社 Vehicle control device, vehicle, and vehicle control method
JP2020117165A (en) * 2019-01-28 2020-08-06 本田技研工業株式会社 Vehicle control device, vehicle and vehicle control method
JP7083762B2 (en) 2019-01-28 2022-06-13 本田技研工業株式会社 Vehicle control device, vehicle and vehicle control method
CN112585050A (en) * 2019-01-31 2021-03-30 日本精工株式会社 Actuator control device for vehicle steering
CN112585050B (en) * 2019-01-31 2024-02-27 日本精工株式会社 Actuator control device for vehicle steering
JP2020164061A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社アドヴィックス Vehicle control device
JP7188236B2 (en) 2019-03-29 2022-12-13 株式会社アドヴィックス vehicle controller
JP7463997B2 (en) 2021-03-29 2024-04-09 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control computer program
JP7154340B1 (en) 2021-04-16 2022-10-17 三菱電機株式会社 Route generation device and driving support control device
JP2022164165A (en) * 2021-04-16 2022-10-27 三菱電機株式会社 Route generation device and travel support control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6801585B2 (en) 2020-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6627822B2 (en) Lane change support device
JP6642522B2 (en) Lane change support device
JP6627821B2 (en) Lane change support device
JP6589941B2 (en) Steering support device
JP6801591B2 (en) Steering support device
JP6547970B2 (en) Vehicle lane change support device
JP6760204B2 (en) Steering support device
JP6763344B2 (en) Lane change support device
US11008039B2 (en) Lane change assist apparatus for vehicle
JP6791021B2 (en) Steering support device
JP6635023B2 (en) Vehicle lane change support device
JP6801585B2 (en) Lane change support device
JP2018103766A (en) Lane change support device for vehicle
JP2018203119A (en) Steering assist device
JP2018103768A (en) Lane change support device
JP6819876B2 (en) Steering support device
JP6885244B2 (en) Driving support device
JP2018203120A (en) Steering assistance device
JP2021170380A (en) Lane change assist device
JP6763343B2 (en) Lane change support device
JP2018203099A (en) Steering assist device
JP6819460B2 (en) Steering support device
JP2022164236A (en) Traffic lane keeping assistance control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201008

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201027

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201109

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6801585

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151