JP6801585B2 - Lane change support device - Google Patents

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JP6801585B2 JP2017104430A JP2017104430A JP6801585B2 JP 6801585 B2 JP6801585 B2 JP 6801585B2 JP 2017104430 A JP2017104430 A JP 2017104430A JP 2017104430 A JP2017104430 A JP 2017104430A JP 6801585 B2 JP6801585 B2 JP 6801585B2
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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 lanes.

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。 Conventionally, a lane change support device that supports a steering operation (steering wheel operation) for changing lanes has been known. In such a lane change support device, a target trajectory for changing the course of the own vehicle toward the adjacent lane to which the lane is changed is calculated, and the steering wheels are steered so that the own vehicle travels along the calculated target trajectory. Control the corner. For example, in the device proposed in Patent Document 1, the target passing position of the own 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 own vehicle. , The target trajectory is calculated based on the target passing position information.

特開２００８−１４９８５５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-149855

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 changes due to accelerator operation after the lane change support is started, stable lane change may not be possible because the vehicle condition deviates from the assumption on the target track calculated before the start of the lane change. ..

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, even after the lane change support is started, if the target trajectory is constantly recalculated every moment, the calculation load of the target trajectory becomes high. In addition, the change in the target trajectory may give the driver a sense of discomfort.

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 problems, and an object of the present invention is to provide a lane change support device capable of smoothly changing lanes while suppressing a 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 feature of the lane change support device of the present invention is
A lane recognition means (12) that recognizes a lane and detects the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane, and
With the support control means (10, 20) that controls the steering of the steering wheels so that the own vehicle changes lanes toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane. In the lane change support device equipped with
The support control means
At the start of the lane change support, a target trajectory function (y (t)) representing the relationship between the elapsed time from the start of the lane change support and the target lateral position, which is the target position in the lane width direction of the own vehicle, is obtained. Target orbit function calculation means (S14) to be calculated and
During the implementation of the lane change support, 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. Calculation means (S15) and
During the implementation of the lane change support, the vehicle speed of the own vehicle is sequentially acquired, the target track function calculated at the start of the lane change support, the elapsed time from the start of the lane change support, and the vehicle speed. The target state quantity calculation means (S15, S16) for sequentially calculating the target yaw state quantity, which is the target value for the motion of changing the direction of the own vehicle, based on
It is provided with steering control means (S17, S18) for controlling steering of the steering wheel 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 a lane and detects the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane. A lane is, for example, an area defined by a white line. Therefore, by recognizing the lane, it is possible to determine the target track on which the own vehicle travels. The assist control means controls the steering of the steering wheels so that the own vehicle changes lanes toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane. As a result, the own 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 a target track function calculation means, a target lateral position calculation means, a target state quantity calculation means, and a steering control means as means for changing the lane of the own 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 track function calculation means is a target track function that represents a target lateral position that is a target position in the lane width (road width) direction of the own vehicle according to the elapsed time from the start of the lane change support at the start of the lane change support. Is calculated. This target track function is a function that expresses the relationship between the elapsed time from the start of the lane change support and the target lateral position, which is the target position in the lane width direction of the own 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 track function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change support during the implementation of the lane change support. Therefore, if the steering of the steering wheels is controlled so that the lateral position of the own vehicle becomes the target lateral position, the own vehicle can be changed lanes 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 during the lane change support, the lane change due to the lane change support may become unstable. Therefore, the target state quantity calculation means sequentially acquires the vehicle speed of the own vehicle during the implementation of the lane change support, and the target track function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change support. And, based on the vehicle speed, the target yaw state amount, which is the target value for the motion of changing the direction of the own vehicle, is sequentially calculated. “Sequentially acquiring vehicle speed” means, for example, acquiring vehicle speed information at a predetermined cycle. “Sequentially calculating the target yaw state amount” 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 steering wheels based on the target lateral position and the target yaw state amount. That is, the steering control means controls the steering of the steering wheels so that the lateral position of the own vehicle becomes the target lateral position and the state amount for changing the direction of the own vehicle becomes the target yaw state amount.

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 track function, and the target yaw is based on the target track function calculated at the start of the lane change support, the vehicle speed, and the elapsed time from the start of the lane change support. Since the state quantity is calculated sequentially, it is possible to smoothly change lanes 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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target state quantity calculation means is
Based on the target track function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change, the target lateral movement state amount, which is the target value for the movement in the lane width direction of the own vehicle, is sequentially calculated. Motion state quantity calculation means (S15) and
It is provided with a target yaw state amount calculating means (S16) for sequentially calculating the target yaw state amount based on the vehicle speed and the target lateral motion 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 calculating means includes a target lateral motion state quantity calculating means and a target yaw state quantity calculating means. The target lateral motion state quantity calculation means is a target lateral motion which is a target value related to the motion in the lane width direction of the own vehicle based on the target track function calculated at the start of the lane change support and the elapsed time from the start of the lane change. The state quantity is calculated sequentially. For example, by differentiating the target trajectory function with time, the target lateral velocity (speed in the lane width direction) of the own vehicle at that time can be obtained, and by differentiating the target trajectory function with time, the target lateral velocity can be obtained. The target lateral acceleration (acceleration in the lane width direction) of the own vehicle at that time can be acquired. Therefore, the target value (target lateral motion state amount) related to the motion of the own vehicle in the lane width direction can be sequentially calculated by using the target track 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。 Further, if the vehicle speed of the own vehicle is known, it is possible to calculate the target yaw state amount, which is a target value for the exercise (exercise for changing the direction of the own vehicle) required to obtain the target lateral movement state amount of the own 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 motion state amount. This target yaw state amount may be, for example, a target value of the horizontal angle (yaw angle) of the own vehicle facing the lane, or may be a target value of the yaw rate of the own 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 own vehicle, and it is possible to smoothly change lanes 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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target lateral motion state amount calculating means (S15) is configured to calculate a target lateral velocity (vy *), which is a target value of the speed in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means (S16) determines the horizontal angle of the own vehicle with respect to the lane by the inverse sine of the target lateral speed divided by the vehicle speed as the target yaw state amount. 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 motion state amount calculating means calculates the target lateral velocity, which is the target value of the speed in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount. In this case, the target lateral motion state amount calculating means may calculate at least the target lateral motion state amount, and may further include other target lateral motion state quantities. Then, the target yaw state amount calculation means sets the target yaw state amount as the target value of the horizontal angle of the own vehicle facing the lane by the inverse sine of the value obtained by dividing the target lateral speed by the vehicle speed. Calculate the yaw angle. In this case, the target yaw state quantity calculating means may calculate at least the target yaw angle, and may also include other target yaw state quantities.

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。 In this way, the steering of the steering wheels is controlled based on the target lateral position and the target yaw angle. Therefore, the own vehicle can be smoothly changed lanes according to the target track 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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target lateral motion state amount calculating means (S15) is configured to calculate a target lateral acceleration (ay *), which is a target value of acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means (S16) calculates the target yaw rate, which is the target value of the yaw rate of the own vehicle, by dividing the target lateral acceleration by the vehicle speed as the target yaw state amount (γ * =. It is configured as ay * / 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 motion state amount calculating means calculates the target lateral acceleration, which is the target value of the acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount. In this case, the target lateral motion state amount calculating means may calculate at least the target lateral acceleration, and may also include other target lateral motion state quantities. Then, the target yaw state amount calculation means calculates the target yaw rate, which is the target value of the yaw rate of the own 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 at least calculate the target yaw rate, and may further include other target yaw state quantities.

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。 In this way, the steering of the steering wheels is controlled based on the target lateral position and the target yaw rate. Therefore, the own vehicle can be smoothly changed lanes according to the target track 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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target lateral motion state amount calculating means (S15) is configured to calculate a target lateral acceleration (ay *), which is a target value of acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means (S16) divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state amount, and divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed to obtain the target curvature which is the curvature of the target orbit represented by the target orbit function. Is configured 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 motion state amount calculating means calculates the target lateral acceleration, which is the target value of the acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount. In this case, the target lateral motion state amount calculating means may calculate at least the target lateral acceleration, and may also include other target lateral motion state quantities. Then, the target yaw state quantity calculating means divides the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state quantity to calculate the target curvature, which is the curvature of the target trajectory represented by the target trajectory function. In this case, the target yaw state quantity calculation means may at least calculate the target curvature, and may further include other target yaw state quantities.

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。 In this way, the steering of the steering wheels is controlled based on the target lateral position and the target curvature. Therefore, the own vehicle can be smoothly changed lanes according to the target track 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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target track function calculation means (S14) has a lateral position (y0) representing a position in the lane width direction of the own vehicle and a lateral speed (vy0) representing a speed in the lane width direction of the own vehicle at the start of the lane change support. ), Lateral acceleration (ay0) representing the acceleration in the lane width direction of the own vehicle, the target lateral position (y1) of the own vehicle at the completion of the lane change support, and the target lateral speed (vy1) of the own vehicle. Then, the target lane change function is calculated based on the target lateral acceleration (ay1) of the own 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 own vehicle, the lateral speed of the own vehicle, the lateral acceleration of the own vehicle at the start of the lane change support, and the target laterality of the own vehicle at the completion of the lane change support. Target track based on position, target lateral speed of own vehicle (target value of speed in lane width direction), target lateral acceleration of own vehicle (target value of acceleration in lane width direction), and target lane change time The function is calculated. Therefore, with respect to the lateral movement of the own vehicle, it is possible to obtain a target trajectory function that can smoothly shift from the movement state at the start of the lane change support to the target movement state at the completion of the lane change support. As a result, the own vehicle can be smoothly changed lanes.

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。 A feature of one aspect of the present invention is
The target orbital function (y (t)) is represented by a quintic function with the elapsed time as a variable.
When the lane change support is completed, the target lateral speed of the own vehicle and the target lateral acceleration of the own vehicle are set to zero, and the target lateral position of the own vehicle when the lane change support is completed is the lane width of the adjacent lane. It is set 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 motion state of the own vehicle between the start and the end of the lane change support, and the lane change support. When the above is completed, the own vehicle can be driven in the lane direction at the center position of the lane width of the adjacent lane as it is. Therefore, the own vehicle can change lanes 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 help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached in parentheses to the constituent elements of the invention corresponding to the embodiment. 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。It is a schematic block diagram of the lane change support device 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 which showed the mounting position of a peripheral 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 demonstrating 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 operation of a blinker 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 which shows the steering support control routine which concerns on embodiment. 自車両の軌道を表す図である。It is a figure which shows the track of own vehicle. 目標軌道関数を表す図である。It is a figure which shows the target orbital function. 目標軌道関数を表す図である。It is a figure which shows the 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, the lane change support device according to the 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, may be referred to as "own vehicle" to distinguish it from other vehicles), and 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.

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 connected to each other via a CAN (Controller Area Network) 100 so that information can be transmitted and received. In the present specification, the microcomputer includes a CPU, ROM, RAM, non-volatile memory, interface I / F, and the like. The CPU realizes various functions by executing instructions (programs, routines) stored in 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 includes a plurality of types of vehicle state sensors 80 for detecting the vehicle state and a plurality of types of driving operation state sensors 90 for detecting the driving operation state. The vehicle condition sensor 80 uses, for example, a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, a front-rear G sensor that detects the acceleration in the front-rear direction 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 to detect.

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 the operation amount of the accelerator pedal, a brake operation amount sensor that detects the operation amount of the brake pedal, a brake switch that detects the presence or absence of operation of the brake pedal, and a steering angle. These include a steering angle sensor, a steering torque sensor that detects steering torque, and a shift position sensor that detects the 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。 The information (referred to as sensor information) detected by the vehicle state sensor 80 and the driving operation state sensor 90 is transmitted to the CAN 100. In each ECU, the sensor information transmitted to the CAN 100 can be appropriately used. The sensor information is information on a sensor connected to a specific ECU, and may be transmitted from the specific ECU to the CAN 100. For example, the accelerator operation amount sensor may be connected to the engine ECU 50. In this case, the sensor information representing the 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, the sensor information indicating the steering angle is transmitted from the steering ECU 40 to the CAN 100. The same applies to other sensors. Further, a configuration may be adopted in which sensor information is exchanged by direct communication between specific ECUs without the intervention of 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 central control device that assists the driver in driving, and performs lane change support control, lane keeping support control, and follow-up inter-vehicle distance control. As shown in FIG. 2, the driving support ECU 10 is connected to 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. The peripheral sensors 11FC, 11FR, 11FL, 11RR, and 11RL are radar sensors, and basically have the same configuration as each other except that their detection areas are different from each other. Hereinafter, when it is not necessary to individually distinguish each peripheral sensor 11FC, 11FR, 11FL, 11RR, 11RL, they are referred to as peripheral sensors 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 emits radio waves in the millimeter wave band (hereinafter, referred to as “millimeter wave”) and has a radiation range. Receives millimeter waves (ie, reflected waves) reflected by a three-dimensional object (eg, another vehicle, pedestrian, bicycle, building, etc.) existing within. The signal processing unit is based on 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 (hereinafter referred to as peripheral information) indicating the distance to and from, the relative speed between the own vehicle and the three-dimensional object, the relative position (direction) of the three-dimensional object with respect to the own vehicle, etc. is acquired every predetermined time, and the driving support ECU 10 Supply to. From this peripheral information, it is possible to detect the front-rear direction component and the lateral direction component in the distance between the own vehicle and the three-dimensional object, and the front-rear direction component and the lateral direction component in the relative speed between the own 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, the center front peripheral sensor 11FC is provided in the front center portion of the vehicle body and detects a three-dimensional object existing in the front region of the own vehicle. The right front peripheral sensor 11FR is provided in the right front corner of the vehicle body and mainly detects a three-dimensional object existing in the right front region of the own vehicle, and the left front peripheral sensor 11FL is provided in the left front corner of the vehicle body and is mainly used. Detects a three-dimensional object existing in the left front area of the own vehicle. The right rear peripheral sensor 11RR is provided at the right rear corner of the vehicle body and mainly detects a three-dimensional object existing in the right rear region of the own vehicle, and the left rear peripheral sensor 11RL is provided at the left rear corner of the vehicle body. , Detects three-dimensional objects mainly in the left rear region of the own 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。 The peripheral sensor 11 is a radar sensor in the present embodiment, but other sensors such as a clearance sonar and a rider sensor can be adopted instead.

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 taking a picture of the camera unit and recognizes a white line on a road. The camera sensor 12 (camera unit) captures the scenery in front of the own vehicle. The camera sensor 12 (lane recognition unit) repeatedly supplies the recognized white line information to the operation 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 the lane representing the area defined by the white line, and can detect the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane based on the positional relationship between the white line and the own vehicle. Here, the position of the own vehicle is the position of the center of gravity of the own vehicle. Further, the lateral position of the own vehicle, which will be described later, represents the position of the center of gravity of the own vehicle in the lane width direction, and the lateral speed of the own vehicle represents the speed of the center of gravity of the own vehicle in the lane width direction. The lateral acceleration represents the acceleration of the position of the center of gravity of the own vehicle in the lane width direction. These are obtained by the relative positional relationship between the white line detected by the camera sensor 12 and the own vehicle. In the present embodiment, the position of the own vehicle is set as the center of gravity position, but the position is not necessarily limited to the center of gravity position, and a predetermined specific position (for example, the center position in a 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 the lane center line CL, which is the center position in the width direction of the left and right white lines WL in the lane in which the own vehicle is traveling. This lane center line CL is used as a target traveling line in lane keeping support control described later. Further, the camera sensor 12 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。 Further, the camera sensor 12 calculates the position and orientation of the own vehicle in the lane defined by the left and right white lines WL. For example, as shown in FIG. 3, the camera sensor 12 has a distance Dy (m) in the lane width direction between the center of gravity point P of the own vehicle C and the lane center line CL, that is, the own vehicle C is the lane center line CL. The distance Dy deviated from the lane width direction is calculated. This distance Dy is called a lateral deviation Dy. Further, in the camera sensor 12, the angle formed by the direction of the lane center line CL and the direction of the own vehicle C, that is, the direction of the own vehicle C with respect to the direction of the lane center line CL is horizontal. Calculate the offset angle θy (rad). This angle θy is called a yaw angle θy. When the lane is curved, the lane center line CL is also curved, so the yaw angle θy is an angle deviated from the curved lane center line CL in the direction in which the own vehicle C is facing. Represents. Hereinafter, information (Cu, Dy, θy) representing the curvature Cu, the lateral deviation Dy, and the yaw angle θy will be referred to as lane-related vehicle information. The lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) specifies the left-right 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。 Further, the camera sensor 12 includes not only the lane of the own vehicle but also adjacent lanes, the type of detected white line (solid line, broken line), the distance between the adjacent left and right white lines (lane width), the shape of the white line, and the like. Information on the white line is also supplied to the operation support ECU 10 at a predetermined calculation cycle. If the white line is a solid line, vehicles are prohibited from changing lanes across the white line. On the other hand, if the white line is a broken line (white line formed intermittently at regular intervals), the vehicle is allowed to change lanes across the white line. Such lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) and information on the white line 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 the image data output by the camera sensor 12. You may try to acquire lane information.

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 detect a three-dimensional object existing in front of the own vehicle based on the image data, the peripheral information in front may be acquired by calculation in addition to the lane information. In this case, for example, the peripheral information acquired by the central front peripheral sensor 11FC, the right front peripheral sensor 11FR, and the left front peripheral sensor 11FL is combined with the peripheral information acquired by the camera sensor 12 to obtain the detection accuracy. It is preferable to provide a synthesis processing unit (not shown) that generates high front peripheral information, and supply the peripheral information generated by this synthesis processing unit to the driving support ECU 10 as peripheral information in front of the own 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 sounds by inputting a buzzer sound signal from the driving support ECU 10. The driving support ECU 10 sounds the buzzer 13 when notifying the driver of the driving support status and when calling attention to the driver.

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 sounded by the notification ECU. It may be configured as follows. In this case, the driving support ECU 10 transmits a buzzer sounding 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。 Further, instead of or in addition to the buzzer 13, a vibrator for transmitting a vibration for calling attention to the driver may be provided. For example, a vibrator is provided on the steering wheel and vibrates the steering wheel to alert the driver.

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 informs 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. Based on the detected driving operation state and the like, lane change support control, lane keeping support control, and follow-up vehicle-to-vehicle distance control are performed.

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 setting whether or not to implement each of the lane change support control, the lane keeping support control, and the following inter-vehicle distance control. The operation support ECU 10 inputs the setting signal of the setting operation device 14 to determine whether or not each control is executed. In this case, if the implementation 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 implemented. If the implementation of lane keeping support control is not selected, the lane change support control is automatically set so as not to be implemented.

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。 In addition, the setting operation device 14 also has a function of inputting a parameter or the like representing a driver's preference 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 for the electric power steering device. Hereinafter, the electric power steering ECU 20 will be 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 handle, a steering gear mechanism, and the like" of a vehicle (not shown). The EPS / ECU 20 detects the steering torque input to the steering handle (not shown) by the driver by the steering torque sensor provided on the steering shaft, and controls the energization of the motor driver 21 based on the steering torque. It drives the steering motor 22. Steering torque is applied to the steering mechanism by driving the assist motor 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。 Further, when the EPS / ECU 20 receives 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 steering torque. This steering torque is different from the steering assist torque given to lighten the steering operation (steering operation) of the driver described above, and the steering mechanism is given by a steering command from the driving support ECU 10 without requiring the steering operation of the driver. Represents the torque applied to.

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 a display 31 and left and right turn signal 32s (meaning turn signal lamps, sometimes called turn lamps). The display 31 is, for example, a multi-information display provided in front of the driver's seat, and displays various information in addition to displaying measured values of meters such as vehicle speed. For example, when the meter ECU 30 receives a display command according 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. As the display 31, a head-up display (not shown) may be used instead of or in addition to the multi-information display. When adopting a head-up display, it is preferable to provide a dedicated ECU for controlling 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。 Further, the meter ECU 30 is provided with a blinker drive circuit (not shown), and when a blinker blinking command is received via the CAN 100, the blinker 32 in the direction (right, left) specified by the blinker blinking command is blinked. Let me. Further, while the blinker 32 is blinking, the meter ECU 30 transmits blinker blinking information indicating that the blinker 32 is in the blinking state to the CAN 100. Therefore, in other ECUs, the blinking state of the blinker 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 turn signal lever 41. The blinker lever 41 is an operator for operating (blinking) the blinker 32, and is provided on the steering column. The blinker lever 41 is provided so as to be swingable with two steps of operation strokes around the support shaft 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 blinker lever 41 of the present embodiment is also used as an actuator for which the driver requests lane change support control. As shown in FIG. 4, the blinker lever 41 has a first stroke which is a position rotated by a first angle θW1 from the neutral position PN in each of the clockwise operation direction and the counterclockwise operation direction about the support shaft O. It is configured to be selectively operable at the position P1L (P1R) and the second stroke position P2L (P2R) which is a position rotated by a second angle θW2 (> θW1) from the neutral position PN. At the first stroke position P1L (P1R), the blinker lever 41 returns to the neutral position PN when the driver's lever operating force is released, and at the second stroke position P2L (P2R), even if the lever operating force is released, The lock mechanism holds the state. Further, when the turn signal lever 41 is held at the second stroke position P2L (P2R) and the steering handle is rotated in the reverse direction to return to the neutral position, or when the driver moves the turn signal lever 41 toward the neutral position. When the return operation is performed, the lock by the lock mechanism is released and the position is 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 blinker lever 41 is turned on only when the first switch 411L (411R) is tilted to the first stroke position P1L (P1R) and when it is tilted to the second stroke position P2L (P2R). It is equipped with 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 operating state of the blinker lever 41 based on the states of the first switch 411L (411R) and the second switch 412L (412R), and the blinker lever 41 moves to the first stroke position P1L (P1R). In each of the state of being tilted to the second stroke position P2L (P2R) and the state of being tilted to the second stroke position P2L (P2R), a blinker blinking command including information indicating the operation direction (left and right) is transmitted to the meter ECU 30. ..

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。 Further, the steering ECU 40 has detected that the blinker lever 41 is continuously held at the first stroke position P1L (P1R) for a preset time (lane change request confirmation time: for example, 1 second) or longer. In this case, a lane change support request signal including information indicating the operation direction (left and right) is output to the driving support ECU 10. Therefore, if the driver wants to receive lane change support during driving, the driver may tilt the blinker lever 41 to the first stroke position P1L (P1R) in the lane change direction and hold the blinker lever 41 for a set time or longer. 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 blinker lever 41 is also used as an operating device for the driver to request lane change support, but instead, a dedicated lane change support request operating 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 type / multi-cylinder engine, and includes a throttle valve for adjusting the intake air amount. The engine actuator 51 includes at least a throttle valve actuator that changes the opening degree of the throttle valve. The engine ECU 50 can change the torque generated by the internal combustion engine 52 by driving the engine actuator 51. The torque generated by the internal combustion engine 52 is transmitted to drive wheels (not shown) via a transmission (not shown). Therefore, the engine ECU 50 can control the driving force of the own vehicle and change the acceleration state (acceleration) by controlling the engine actuator 51.

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 oil by the pedaling force of a brake pedal and a friction brake mechanism 62 provided on the left, 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 in response to an 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 cause friction. Generates braking force. Therefore, the brake ECU 60 can control the braking force of the own 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 that receives GPS signals for detecting the current position of the own vehicle, a map database 72 that stores map information, and a touch panel (touch panel type display) 73. The navigation ECU 70 identifies the current position of the own vehicle based on the GPS signal, performs various arithmetic processes based on the position of the own 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 radius of curvature or curvature of the road, the width of the lane of the road, the number of lanes, the position of the center line of each lane, and the like). In addition, the road information includes road type information and the like that can distinguish whether or not the road is a motorway.

＜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, the control process performed by the driving support ECU 10 will be described. The driving support ECU 10 executes lane change support control when a lane change support request is received in a situation where both lane keeping support control and follow-up inter-vehicle distance control are performed. Therefore, first, the lane keeping support control and the following inter-vehicle 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)>
The lane keeping support control applies steering torque to the steering mechanism to support the driver's steering operation so that the position of the own vehicle is maintained near the target driving line in the "lane in which the own vehicle is traveling". It is a control to do. In the present embodiment, the target traveling line is the lane center line CL, but a line offset in the lane width direction by a predetermined distance from the lane center line CL can also be adopted.

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。 Hereinafter, lane keeping support control will be referred to as LTA (lane tracing assist). Although LTA is called by various names, it is well known by itself (for example, JP-A-2008-195402, JP-A-2009-190464, JP-A-2010-6279, and Patent No. 434,210, 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）
The operation support ECU 10 executes the LTA when the LTA is requested by the operation of the setting operation device 14. 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-mentioned lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy). And 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 steering angle component that acts like a feedforward, 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 as a feedback so as to reduce the yaw angle θy (to reduce the deviation of the direction of the own vehicle with respect to 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 set to zero. The third term on the right side is a steering angle component that acts as a feedback so as to reduce the lateral deviation Dy, which is the deviation (positional deviation) of the position of the own vehicle in the lane width direction with respect to the lane center line CL. That is, it is a steering angle component 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 as a feedback so as to reduce the integral value ΣDy of the lateral deviation Dy. That is, it is a steering angle component calculated by feedback control with the target value of the integrated value ΣDy as 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 to the left, when the own vehicle is laterally displaced to the right with respect to the lane center line CL, and when the own vehicle is right with respect to the lane center line CL. When facing in the direction, the target steering angle θlta * in the left direction is set. Further, when the lane center line CL is curved to the right, when the own vehicle is laterally displaced to the left with respect to the lane center line CL, and when the own vehicle is left with respect to the lane center line CL. When facing in the direction, the target steering angle θlta * in the right direction is set. Therefore, when calculating the above equation (1), the calculation may be performed using a code corresponding to the left-right 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 support ECU 10 outputs a command signal representing the target steering angle θlta * to the EPS / ECU 20, but calculates the target torque at which the target steering angle θlta * is obtained, which is the calculation result. A command signal representing the target torque may be output to the EPS / ECU 20.
The above is the outline 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。 <Following inter-vehicle distance control (ACC)>
When there is a preceding vehicle traveling in front of the own vehicle, the following inter-vehicle distance control maintains the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle at a predetermined distance based on the surrounding information. This is a control in which the vehicle is made to follow the preceding vehicle, and when the preceding vehicle does not exist, the own vehicle is driven at a constant speed at the set vehicle speed. Hereinafter, following vehicle-to-vehicle distance control is referred to as ACC (adaptive cruise control). The ACC itself is well known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-148293, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-315491, Japanese Patent No. 4172434, Japanese Patent No. 4929777, 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。 The operation support ECU 10 executes the ACC when the ACC is requested by the operation of the setting operator 14. When the ACC is requested, the driving support ECU 10 selects the tracking target vehicle based on the peripheral information supplied from the peripheral sensor 11. For example, the driving support ECU 10 determines whether or not another vehicle exists in a predetermined tracking 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。 When another vehicle exists in the tracking target vehicle area for a predetermined time or longer, the driving support ECU 10 selects the other vehicle as the tracking target vehicle and sets the target acceleration so that the own vehicle follows the tracking target vehicle. Set. Further, the driving support ECU 10 determines the set vehicle speed and the detected vehicle speed (vehicle speed detected by the vehicle speed sensor) so that the vehicle speed of the own vehicle matches the set vehicle speed when there is no other vehicle in the tracking target vehicle area. 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 uses the engine ECU 50 to control the engine actuator 51 so that the acceleration of the own vehicle matches the target acceleration, and also controls the brake actuator 61 using the brake ECU 60 as needed.
When the accelerator is operated by the driver during ACC, the accelerator operation is prioritized and the acceleration of the own vehicle is set.
The above is the outline of 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)>
The lane change support control monitors the surroundings of the own vehicle and determines that it is possible to change lanes safely. Then, while monitoring the surroundings of the own vehicle, the lane adjacent to the lane in which the own vehicle is currently traveling It is a control that supports the driver's steering operation (lane change operation) by applying steering torque to the steering mechanism so as to move to. Therefore, according to the lane change support control, it is possible to change the lane in which the own vehicle travels without requiring the driver's steering operation (steering wheel operation). Hereinafter, lane change support control will be 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。 Like the LTA, the LCA is a control of the lateral position of the own vehicle with respect to the lane, and is implemented in place of the LTA when a lane change support request is received during the implementation of the LTA and the ACC. Hereinafter, LTA and LCA are collectively referred to as steering support control, and the state of steering support control is referred to as steering support 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 support control routine executed by the driving support ECU 10. The steering support control routine is executed when the conditions for permitting execution of LTA are satisfied. The LTA execution permission conditions are that the implementation of LTA is selected by the setting actuator 14, that ACC is executed, that the 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 driving support ECU 10 starts the steering support control routine, the driving support ECU 10 sets the steering support control state to the LTA / ON state in step S11. The LTA / ON state represents a control state in which LTA is executed.

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, the driving support ECU 10 determines in step S12 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 of the following conditions are satisfied.
1. 1. The lane change support request operation is detected.
2. 2. Implementation of LCA is selected by the setting actuator 14.
3. 3. The white line in the turn signal operation direction (the white line that is the boundary between the original lane and the target lane) is a broken line.
4. The result of determining whether or not LCA can be carried out for peripheral monitoring is possible (the peripheral sensor 11 has not detected any obstacles (other vehicles, etc.) that hinder the lane change, and it is determined that the lane can be changed safely. ).
5. The road is a motorway (the road type information acquired from the navigation ECU 70 represents a motorway).
6. The vehicle speed of your vehicle is within the LCA permitted vehicle speed range permitted by LCA.
For example, the condition 4 is satisfied when the inter-vehicle distance between the own vehicle and another vehicle traveling in the target lane is appropriately secured in consideration of the relative speed.
The LCA start condition is not limited to these conditions and can be 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 operation support ECU 10 returns the process to step S11 to continue the execution of the 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 while the LTA is being implemented (S12: Yes), the operation support ECU 10 implements the LCA instead of the LTA. At the start of the LCA, the operation support ECU 10 transmits an LCA start guidance display command to the meter ECU 30. As a result, the LCA start guidance is displayed on the display 31.

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 performs the initialization processing of the target trajectory calculation parameters 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。 The driving support ECU 10 calculates a target trajectory function that determines a target trajectory of the own vehicle when the LCA is performed. The target track is the width of the lane (called the target lane) in the direction of requesting lane change support adjacent to the original lane from the lane in which the vehicle is currently traveling (called the original lane) over the target lane change time. It is a trajectory that moves to the direction center position (referred to as the 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。 As will be described later, the target track function is a function that calculates the target lateral position of the own vehicle corresponding to the elapsed time with the elapsed time from the start time of the LCA as a variable with reference to the lane center line CL of the original lane. .. Here, the lateral position of the own vehicle represents the position of the center of gravity of the own vehicle in the lane width direction (sometimes referred to as the lateral direction) with respect 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 the required lateral distance) for laterally moving the own vehicle from the initial position which is the start position of the LCA to the final target lateral position. When the lane width is generally 3.5 m, the target lane change time is set to, for example, 8.0 seconds. This example is a case where the own vehicle at the start of LCA is located in the lane center line CL of the original lane. If the lane 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 x 4.0 / 3.5). Will 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。 Further, the target lane change time is such that when the lateral position of the own vehicle at the start of LCA is deviated to the lane change side from the lane center line CL of the original lane, the deviation amount (lateral deviation Dy) is larger. Set to decrease. On the contrary, when the lateral position of the own vehicle at the start of LCA is deviated from the lane center line CL of the original lane to the opposite lane change side, the target lane change time is the deviation amount (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 only an example, and an arbitrarily set value 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 orbital function y (t) shown in the following equation (2). This target orbital 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)
This target trajectory function y (t) is set to a function that smoothly moves the own 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 own vehicle at the start of LCA (initial lateral state amount) and the target state of the own vehicle at the completion of LCA (final). It is determined by the target lateral state quantity).

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 track function y (t) is based on the lane center line CL of the lane (original lane) in which the own vehicle C is currently traveling, and is at the start time of LCA (target track). This is a function for calculating the target lateral position y (t) of the own vehicle C corresponding to the elapsed time t (sometimes referred to as the current time t) from the calculation time point). In FIG. 7, the lane is formed in a straight line, but as shown in FIG. 8, when the lane is formed in a curved line, the target track function y (t) is the lane center line formed in the curved line. This is a function for calculating the target lateral position of the own vehicle with respect to the lane center line CL with reference to CL.

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。 The parameters that determine the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , c 3 , c 4 , and c 5 of the target trajectory function y (t) are the target trajectory calculation parameters. The target trajectory calculation parameters are the following seven (P1 to P7).
P1. The lateral position of the own vehicle with respect to the lane center line of the original lane when the LCA is started (called the initial lateral position).
P2. The lateral speed of the vehicle at the start of LCA (called the initial lateral speed).
P3. Lateral acceleration of the own vehicle when starting LCA (called initial lateral acceleration).
P4. The target lateral position of the own vehicle with respect to the lane center line of the original lane when the LCA is completed (called the final target lateral position).
P5. The lateral target speed of the vehicle when completing the LCA (called the final target lateral speed).
P6. Lateral target acceleration of the own vehicle when completing LCA (called final target lateral acceleration).
P7. Target lane change time, which is the target time for conducting 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. The initial lateral speed is a value 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 (v · sin (θy). )) Is set. The initial lateral acceleration may be set to the derivative value of the above initial lateral velocity, but is preferably a value obtained by multiplying the yaw rate γ (rad / s) detected by the yaw rate sensor at the start of LCA by the vehicle speed v. It is preferable to set it to (v · γ). This is because when the yaw rate sensor is used, the change in the behavior of the own vehicle can be detected more quickly than when the camera sensor 12 is used. The initial lateral position, initial lateral velocity, and initial lateral acceleration are collectively referred to as an initial lateral state quantity.

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, the lane width of the target lane is considered to be the same as the lane width of the original lane detected by the camera sensor 12. Therefore, the final target horizontal position is set to the same value as the lane width of the original lane (final target horizontal position = lane width of the original lane). Further, the values of the final target lateral velocity and the final target lateral acceleration are both set to zero. The final target lateral position, the final target lateral velocity, and the final target lateral acceleration are collectively referred to as the final target lateral state quantity.

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 (the lane width of the original lane may be used) and the lateral deviation amount of the own vehicle at the start of LCA.
For example, the target lane change time len is calculated by the following equation (3).
tlen = Dini ・ A ・ ・ ・ (3)
Here, Dini is a required distance for laterally moving the own vehicle from the LCA start position (initial lateral position) to the LCA completion position (final target lateral position). Therefore, if the own vehicle is located in 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 when the own 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 the target time spent to move the own 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 own vehicle in the lateral direction is 3.5 m, the target lane change time len 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 operator 14 may be used so that the constant A can be selected in a plurality of ways according to the driver's preference. Further, 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。 The initialization process of the target trajectory calculation parameters in step S13 includes these seven parameters (initial lateral position, initial lateral speed, initial lateral acceleration, final target lateral position, final target lateral speed, 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。 The operation support ECU 10 executes the initialization process of the target trajectory calculation parameter in step S13, and subsequently executes the derivation process of the target trajectory function in step S14. Specifically, the driving support ECU 10 has a coefficient c 0 of the target trajectory function y (t) represented by the equation (2) based on the initial lateral state amount, the final target lateral state amount, and the target lane change time. The target orbital 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 track function y (t) expressed by the above equation (2), the lateral velocity y'(t) of the own vehicle can be expressed by the following equation (4), and the lateral acceleration y''(of the own 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 speed is by0, the initial lateral acceleration is ay0, the final target lateral position is y1, the final target lateral speed is by1, the final target lateral speed is ay1, and the lane width of the original lane is W. Then, the following relational expression can be obtained based on the above target trajectory calculation parameters.
y (0) = c 0 = y0 ... (6)
y'(0) = c 1 = by0 ... (7)
y'' (0) = 2c 2 = ay0 ... (8)
y (tlen) = c 0 + c 1・ tlen + c 2・ tlen 2 + c 3・ tlen 3
＋ C 4・ tlen 4 ＋ c 5・ tlen 5 ＝ y1 ＝ W ・ ・ ・ (9)
y'(tlen) = c 1 + 2c 2・ tlen + 3c 3・ tlen 2
+ 4c 4 · tlen 3 + 5c 5 · tlen 4 = by1 = 0 ・ ・ ・ (10)
y'' (tlen) = 2c 2 + 6c 3・ tlen + 12c 4・ tlen 2
+ 20c 5 · trend 3 = ay1 = 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 orbital function y (t) can be calculated from these six equations (6) to (11). Then, the target orbital 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 maintains the target trajectory function y (t) until the LCA is terminated. Further, at the same time as the calculation of the target trajectory function y (t), the driving support ECU 10 activates the timekeeping timer (initial value: zero) to start counting up the elapsed time t from the start of the 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 the target lateral state amount of the own vehicle at the present time. The target lateral state amount is the target lateral position which is the target value of the lateral position in the lane width direction of the own vehicle, the target lateral speed which is the target value of the speed (lateral speed) in the lane width direction of the own vehicle, and the own vehicle. It represents the target lateral acceleration, which is the target value of the acceleration (lateral acceleration) in the lane width direction. Lateral velocity and lateral acceleration may be collectively referred to as a lateral motion state amount, and target lateral velocity and target lateral acceleration may be collectively referred to as a 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 orbital function y (t) is determined in step S14, and is equivalent to the elapsed time from the start of the LCA, as can be seen from the processing described later. When the operation support ECU 10 calculates the target trajectory function y (t) in step S14, the operation support ECU 10 resets the timekeeping timer and starts counting up the elapsed time t (= current time t) from the start of the LCA. The target lateral position is calculated by substituting the current time t into the target orbital function y (t), and the target lateral velocity is calculated by substituting the current time t into the function y'(t) obtained by first-derivating the target orbital function y (t). Is calculated by substituting, and the target lateral acceleration is calculated by substituting the current time t into the function y'' (t) obtained by second-order differentiation of the target orbital function y (t). The driving support ECU 10 reads the elapsed time t measured by the timer, and calculates the target lateral state quantity 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 expressed as y *, the target lateral velocity at the current time is expressed as vy *, and the target lateral acceleration at the current time is expressed 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 speed 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 amount calculating 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 related to the motion of changing the direction of the own vehicle. The target yaw state quantity represents the target yaw angle θy * of the own vehicle, the target yaw rate γ * of the own vehicle, and the target curvature Cu * at the present time. The target curvature Cu * is the curvature of the target track that changes the lane of the own vehicle, that is, the curvature of the curve component related to the lane change that does not include 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 current vehicle speed v (current vehicle speed detected by the vehicle speed sensor), and at the same time, the vehicle speed v, the target lateral speed v * calculated in step S15, and the target lateral acceleration ay. Based on *, the following equations (12), (13), and (14) are used to calculate the current target yaw angle θy *, target yaw rate γ *, and target curvature Cu *.

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 the value obtained by dividing the target lateral speed vy * by the vehicle speed v into the inverse sine function. 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 quantity calculating 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, the driving support ECU 10 calculates the target control amount of the LCA in step S17. In the present embodiment, the target steering angle θlca * is calculated as the target control amount. The target steering angle θlca * is calculated by the following equation (15) 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. ) Is calculated.

θlca * = Klca1 ・ (Cu * + Cu) + Klca2 ・ (θy * −θy) + Klca3 ・ (y * −y)
＋ Klca4 ・ (γ * -γ) ＋ Klca5 ・ Σ (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 present time (at the time of calculation) detected by the camera sensor 12. y corresponds to the horizontal position at the present time (at the time of calculation) detected by the camera sensor 12, that is, Dy. θy is the yaw angle at the present time (at the time of calculation) detected by the camera sensor 12. Further, γ represents the current yaw rate of the own vehicle detected by the yaw rate sensor. The control gain Klca1 may be variably set according to the vehicle speed. As γ, a differential value of the yaw angle θy can also be used.

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 that acts like a feed forward, which is determined according to the added value of the target curvature Cu * and the curvature Cu (curvature of the lane). Klca1 and Cu * are feedforward control amounts for changing lanes, and Klca1 and Cu * are feedforward control amounts for driving the own vehicle along a curve of the lane. The second term on the right side is a steering angle component that acts as a feedback 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 as a feedback 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 as a feedback 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 as a feedback so as to reduce the integral 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 to fifth 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 rudder angle θlca * is not limited to the one calculated by the above five rudder angle components, and may be calculated by using only any of the above five rudder angle components, or other rudder angle components. May be calculated by adding. For example, for the feedback control amount related to the yaw motion, either the deviation of the yaw angle or the deviation of the yaw rate may be used. Further, the feedback control amount using the integrated value Σ (y * −y) of the deviation between the target horizontal position y * and the actual horizontal 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。 When the operation support ECU 10 calculates the target control amount in step S17, the operation support ECU 10 transmits a steering command representing the target control amount to the EPS / ECU 20 in the subsequent step S18. In the present embodiment, the driving support ECU 10 calculates the target steering angle θlca * as the target control amount, calculates the target torque at which the target steering angle θlca * is obtained, and issues a steering command representing this target torque by EPS. It may be transmitted to the ECU 20.

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 the EPS / ECU 20 receives a 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, the driving support ECU 10 determines in step S19 whether or not the LCA completion condition is satisfied. In the present embodiment, the LCA completion condition is satisfied when the lateral position y of the own vehicle reaches the final target lateral position y *. If the LCA completion condition is not satisfied, the operation support ECU 10 proceeds 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 or not the LCA stop condition is satisfied. This LCA stop condition is a condition for stopping the LCA during the execution of the LCA, and is satisfied, for example, when a specific operation by the driver is detected or when it is determined that it is difficult to continuously maintain the LCA. To 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 the input of steering torque equal to or higher than the threshold value is detected by the driver's operation, when the driver's braking operation is detected, or when the blinker operation in the direction opposite to the lane change direction is detected, the setting operator 14 is used. The LCA stop condition is satisfied when it is detected that the LCA setting is turned off (not implemented). Further, the LCA stop condition is satisfied when the LCA implementation feasibility determination result in the peripheral monitoring becomes impossible, or 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。 When the LCA stop condition is not satisfied (S20: No), the operation support ECU 10 returns the process to step S15, and repeats the processes of steps S15 to S20 described above in a predetermined calculation cycle. As a result, the target lateral state amount (y *, by *, ay *) according to the elapsed time t is calculated, and the calculated target lateral state amount (y *, vy *, ay *) and the vehicle speed v are obtained. The target yaw state quantity (θy *, γ *, Cu *) is calculated based on the calculated target yaw state quantity (θy *, γ *, Cu *), and the target control quantity (θlca *) is calculated based on the calculated target yaw state quantity (θy *, γ *, Cu *). Will 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. In this way, the own 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。 The lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) related to the lane in which the own vehicle is traveling is supplied to the driving support ECU 10 from the camera sensor 12. Therefore, when the traveling position of the own 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 (Cu, Dy, θy) related to the original lane. It switches from Cu, Dy, θy) to lane-related vehicle information (Cu, Dy, θy) related to the target lane. Therefore, the target orbital function y (t) calculated at the beginning of the LCA cannot be used as it is. When the lane in which the own 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 by the camera sensor 12 has been switched, the driving support ECU 10 offsets the target track function y (t) by the lane width W of the original lane. As a result, the target track function y (t) calculated with the lane center line CL of the original lane as the origin can be converted into the target track 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 the driving support ECU 10 determines in step S19 that the LCA completion condition is satisfied, the driving support ECU 10 sets the steering support control state to the LTA / ON state in step S21. That is, the LCA is terminated and the LTA is restarted. As a result, the steering control is performed so that the own 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, if 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 and LCA. Is stopped, and the measured value t of the timekeeping timer is cleared to zero. Further, at this time, the driving support ECU 10 transmits a display command of a steering support control end message notifying the driver that the steering support control has been completed to the meter ECU 30. Upon receiving the display command, the meter ECU 30 displays a steering support control end message on the display 31.

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, the driving support ECU 10 determines in step S23 whether or not the LTA can be restarted, and if it determines that the LTA can be restarted, proceeds to the process in step S21 to perform the steering support control state. Is set to the LTA / ON state. Therefore, the LCA is completed and the LTA is restarted.

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 LTA cannot be restarted, the driving support ECU 10 advances the process to step S24 and sets the steering support control state to the LTA / OFF state. Therefore, steering support 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, if the LCA stop condition is satisfied by detecting a specific operation by the driver in step S20, it is presumed that the driver does not want steering assistance. In this case, it is determined that the LTA cannot be restarted. On the other hand, when the LCA is stopped because it is difficult to carry out the LCA on the driving support ECU 10 side and there is no problem in restarting the LTA (for example, when it is determined that the white line in the blinker operation direction is not a broken line). ) Allows the resumption of 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 steering support control state is set in step S21 or step S24, the driving support ECU 10 temporarily ends the steering support control routine. When the steering support control state is set to the LTA / OFF state in step S24, the driving support ECU 10 waits for the LTA execution permission condition to be satisfied, and then restarts the steering support control routine. On the other hand, when the steering support control state is set to the LTA / ON state in step S21, the driving support 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 operation support ECU 10 starts transmitting a blinking command of the blinker 32 in the blinker operation direction to the meter ECU 30 during the period during which the LCA is being performed (steps S13 to S20). Before the start of LCA, the blinker 32 blinks according to the blinking command transmitted from the steering ECU 40 in response to the operation of the blinker lever 41 to the first stroke position P1L (P1R), but the blinker 32 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 operation support ECU 10. In this case, the blinking end timing of the blinker 32 may be the same as the completion timing of the LCA, or may be earlier than that. For example, the blinking of the blinker 32 may be stopped when the own vehicle reaches the lateral position in front of the final target position by a preset permission distance for turning off (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 the LCA is carried out, the initial lateral position, the initial lateral speed, the initial lateral acceleration, the final target lateral position, the final target lateral speed, the final target lateral acceleration, and The target track function y (t) is calculated based on the target lane change time. Then, during the implementation of the LCA, the target lateral position y *, the target lateral velocity vy *, and the target lateral acceleration ay * are sequentially calculated according to the elapsed time t from the start of the LCA. Further, the current vehicle speed v is sequentially acquired, and based on the vehicle speed v, the target lateral speed vy *, and the target lateral acceleration ay *, the target yaw angle θy *, which is a target value for the motion of changing the direction of the own vehicle, The target yaw rate γ * and the target curvature Cu * are sequentially calculated. Then, the steering of the steering 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, the own vehicle can be smoothly changed lanes according to the target track 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。 Further, since the calculation of the target trajectory function is performed only once at the start of 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 acquired, and the target yaw state amount according to the current vehicle speed is calculated. Therefore, even if the vehicle speed changes during LCA due to the accelerator operation, the driver's accelerator operation It is possible to make smooth lane changes that reflect the above. In particular, it is possible to smoothly change lanes in cooperation with acceleration / 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 with the elapsed time from the start of LCA as a variable based on the initial lateral state amount of the own 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 own vehicle can be smoothly shifted from the initial lateral state amount to the final target lateral state amount. Therefore, it is possible to change lanes very smoothly.

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。 In addition, the target lateral speed (final target lateral speed) and the target lateral acceleration (final target lateral acceleration) of the own vehicle at the completion of the LCA are set to zero, and the target lateral position of the own vehicle at the completion of the LCA (final target lateral acceleration). Since the final target lateral position) is set at the center position of the lane width of the target lane, the own vehicle can be driven along the lane center line CL of the target lane as it is when the LCA is completed. As a result, steering support control can be smoothly transferred 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。 Although the lane change support device according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing 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, it is a premise for carrying out LCA that the steering support control state is the LTA / ON state (the state in which LTA is being carried out), but such a premise is not necessarily the case. do not need. Also. There may be no premise that ACC is being implemented. Further, in the present embodiment, the LCA is carried out on the condition that the road on which the own vehicle travels is a motorway, but it is not always necessary to provide 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。 Further, in the present embodiment, the camera sensor 12 is configured to recognize the lane, but for example, the navigation ECU 70 may detect the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane.

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。 10 ... Driving support ECU, 11 ... Peripheral sensor, 12 ... Camera sensor, 20 ... EPS / ECU, 21 ... Motor driver, 22 ... Steering motor, 40 ... Steering ECU, 41 ... Turn signal lever, 80 ... Vehicle status 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処理を実行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、前記目標軌道関数演算処理を実行することなく、前記車線変更支援の開始時に前記目標軌道関数演算処理により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、前記目標軌道関数演算処理を実行することなく、前記車線変更支援の開始時に前記目標軌道関数演算処理により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。 A lane recognition means that recognizes a lane and detects the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane.
Lane change provided with a support control means that controls the steering of the steering wheels so that the own vehicle changes lanes toward the adjacent lane based on the relative positional relationship of the own vehicle with respect to the lane. In the support device
The support control means
At the start of the lane change support, a target track function calculation process for calculating a target track function representing a target lateral position which is a target position in the lane width direction of the own vehicle according to the elapsed time from the start of the lane change support is performed. The target orbit function calculation means to be executed and
During the implementation of the lane change support, the target track function calculated by the target track function calculation process at the start of the lane change support and the start of the lane change support without executing the target track function calculation process. A target horizontal position calculation means for sequentially calculating the target horizontal position based on the elapsed time from
During the implementation of the lane change support, the vehicle speed of the own vehicle is sequentially acquired, and the target calculated by the target track function calculation process at the start of the lane change support without executing the target track function calculation process. Based on the track function, the elapsed time from the start of the lane change support, and the vehicle speed, a target state quantity calculation means for sequentially calculating a target yaw state quantity, which is a target value for a motion of changing the direction of the own vehicle,
A lane change support device including a steering control means for controlling steering of steering wheels based on the target lateral position and the target yaw state amount. 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前記目標軌道関数演算処理により演算された前記目標軌道関数と、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 calculation means is
And the target trajectory function computed by the target orbital calculation process at the start of the lane change assist, based on the elapsed time from the lane change start, target lateral is a target value relating to exercise of the lane width direction of the vehicle A target lateral motion state quantity calculation means for sequentially calculating the motion state quantity,
A lane change support device including a target yaw state amount calculating means for sequentially calculating the target yaw state amount based on the vehicle speed and the target lateral motion 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 motion state amount calculating means is configured to calculate the target lateral velocity, which is a target value of the speed in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means uses the inverse sine of the target lateral speed divided by the vehicle speed as the target yaw state amount at the target value of the horizontal angle of the own vehicle with respect to the lane. A 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 motion state amount calculating means is configured to calculate the target lateral acceleration, which is a target value of the acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means is configured to calculate a target yaw rate, which is a target value of the yaw rate of the own 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。 In the lane change support device according to any one of claims 2 to 4.
The target lateral motion state amount calculating means is configured to calculate the target lateral acceleration, which is a target value of the acceleration in the lane width direction of the own vehicle, as the target lateral motion state amount.
The target yaw state amount calculating means calculates the target curvature, which is the curvature of the target orbit represented by the target orbit function, by dividing the target lateral acceleration by the square value of the vehicle speed as the target yaw state amount. A lane change support device that is configured to. 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、前記目標軌道関数演算処理を実行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 any one of claims 1 to 5.
The target track function calculation means has a lateral position representing a position in the lane width direction of the own vehicle, a lateral speed representing a speed in the lane width direction of the own vehicle, and a lane width of the own vehicle at the start of the lane change support. After starting the lane change support, the lateral acceleration indicating the acceleration in the direction, the target lateral position of the own vehicle, the target lateral speed of the own vehicle, and the target lateral acceleration of the own vehicle when the lane change support is completed. A lane change support device configured to execute the target track function calculation process based on a target lane change time, which 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 orbital function is represented by a quintic function with the elapsed time as a variable.
When the lane change support is completed, the target lateral speed of the own vehicle and the target lateral acceleration of the own vehicle are set to zero, and the target lateral position of the own vehicle when the lane change support is completed is the lane width of the adjacent lane. Lane change support device set in the center position.
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