JP2006123795A - 車間距離制御装置及び車間距離制御方法並びに運転操作支援装置及び運転操作支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自車が置かれた周囲状況に適した運転目標計画を生成し、違和感のない運転操作を実現する。
【解決手段】現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画手段４ａを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自車が追従すべき目標車両や走行すべき目標車線を選択制御して先行車との車間距離を制御する車間距離制御装置及び車間距離制御方法並びに運転操作を支援する運転操作支援装置及び運転操作支援方法に関する。

先行車に自動で追従する従来の車間距離制御装置には、追従操作だけでなく車線変更時の操作まで支援することを目的としたものも提案されている（たとえば、特許文献１参照。この種の装置を運転操作支援装置とも言う）。

しかしながら、この文献に開示された車間距離制御装置は、自車の走行方向に対する横方向の速度に基づいて予測横位置を算出し、これにより追従目標車両の切り替えを行っているので、運転者が実際に車線変更を始めなければ車線変更に適した車間距離制御が開始されないという問題がある。また、この車間距離制御装置による運転操作支援方法では、車線変更がスムーズにならないことも予想される。

運転者にとってより使いやすい運転操作支援装置とするためには、運転者の操作タイミングによらずに支援効果を発揮できる装置が望ましいが、従来の車間距離制御装置あるいは運転操作支援装置では、装置の支援効果を十分に発揮するために、運転者の操作タイミングに依存する部分が皆無ではなく、ここに改善の余地があった。
特開２０００−１３７９００号公報

本発明は、自車が置かれた周囲状況に適した運転目標計画を生成し、違和感のない運転操作を実現することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、自車の走行速度を検出する自車速度検出手段と、前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出手段と、
前記自車の周囲の車線を検出する車線検出手段と、前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定手段と、現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画手段と、前記周囲車両検出手段で検出された車両の中から車間距離制御の対象となる先行車を選択する制御対象車両決定手段と、前記制御対象車両決定手段で設定された先行車に追従するのに適した自車の加速度又は減速度の目標値を算出する車間距離制御操作量演算手段と、前記自車の加速度又は減速度を前記車間距離制御操作量演算手段で算出された目標値と一致させるように制駆動力および変速比を制御する走行制御手段と、を備え、
前記運転目標計画手段は、前記運転目標計画手段が、前記周囲車両検出手段により検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、前記運転目標計画手段が、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定手段で設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算部と、前記車間距離制御ロジック演算部で算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記運転目標計画手段が前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算部と、前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算部と、前記自車運動予測演算部及び前記他車運動予測演算部による予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算部と、前記車群運動予測演算部で予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算部と、
前記予測運動評価演算部の評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成部と、を有し、前記制御対象車両決定手段は、前記運転目標計画手段で算出された追従目標車両のうち、現在時刻に対応する追従目標車両を制御対象となる先行車に設定することで車間距離制御を実行することを特徴とする車間距離制御装置が提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、自車の走行速度を検出する自車速度検出ステップと、前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出ステップと、前記自車の周囲の車線を検出する車線検出ステップと、前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定ステップと、現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画ステップと、前記周囲車両検出ステップで検出された車両の中から車間距離制御の対象となる先行車を選択する制御対象車両決定ステップと、前記制御対象車両決定ステップで設定された先行車に追従するのに適した自車の加速度又は減速度の目標値を算出する車間距離制御操作量演算ステップと、前記自車の加速度又は減速度を前記車間距離制御操作量演算ステップで算出された目標値と一致させるように制駆動力および変速比を制御する走行制御ステップと、を備え、
前記運転目標計画ステップは、前記周囲車両検出ステップにより検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定ステップで設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算ステップと、前記車間距離制御ロジック演算ステップで算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算ステップと、前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算ステップと、前記自車運動予測演算ステップ及び前記他車運動予測演算ステップによる予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算ステップと、前記車群運動予測演算ステップで予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算ステップと、前記予測運動評価演算ステップの評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成ステップと、を有し、前記制御対象車両決定ステップは、前記運転目標計画ステップで算出された追従目標車両のうち、現在時刻に対応する追従目標車両を制御対象となる先行車に設定することで車間距離制御を実行することを特徴とする車間距離制御方法が提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、自車の走行速度を検出する自車速度検出手段と、前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出手段と、前記自車の周囲の車線を検出する車線検出手段と、前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定手段と、現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画手段と、を備え、
前記運転目標計画手段は、前記運転目標計画手段が、前記周囲車両検出手段により検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、前記運転目標計画手段が、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定手段で設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算部と、前記車間距離制御ロジック演算部で算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記運転目標計画手段が前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算部と、前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算部と、前記自車運動予測演算部及び前記他車運動予測演算部による予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算部と、前記車群運動予測演算部で予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算部と、
前記予測運動評価演算部の評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成部と、を有することを特徴とする運転操作支援装置が提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、自車の走行速度を検出する自車速度検出ステップと、前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出ステップと、前記自車の周囲の車線を検出する車線検出ステップと、前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定ステップと、現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画ステップと、を備え、
前記運転目標計画ステップは、前記周囲車両検出ステップにより検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定ステップで設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算ステップと、前記車間距離制御ロジック演算ステップで算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算ステップと、前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算ステップと、前記自車運動予測演算ステップ及び前記他車運動予測演算ステップによる予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算ステップと、前記車群運動予測演算ステップで予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算ステップと、前記予測運動評価演算ステップの評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成ステップと、を有することを特徴とする運転操作支援方法が提供される。

本発明に係る車間距離制御装置及び車間距離制御方法によれば、運転目標計画手段の出力に基づいて制御対象となる先行車の切り替えを行っているので、自車が置かれた周囲状況に適した先行車の切り替えが行われることになり、車線変更に伴う操作を実際に開始するタイミングを装置側で適正化することができる。それによって、運転者の車線変更時における判断と操作の負荷を軽減することに寄与することができる。

また、本発明に係る車間距離制御装置及び車間距離制御方法によれば、自車の車線変更に伴う追従目標車両の切り替えだけでなく、他車の割り込みに伴って追従目標車両を切り替える場面も想定し、予測によって実際に他車が割り込んでくる前に割り込み車両を追従目標車両へ切り替えるので、他車の割り込みに対して余裕をもって対応することができる。

また、本発明に係る車間距離制御装置及び車間距離制御方法によれば、運転者の車線変更の意思を明確に検出する入力装置である車線変更意思検出手段を設けることによって、装置側の判断だけで車線変更に伴う操作が開始されることを抑制しているので、運転者の意思をより忠実に反映した運転支援を行うことができる。

本発明に係る運転操作支援装置及び運転操作支援方法では、自車および周囲車両の運動予測の結果を予測運動評価演算部で数値的に評価を行っているので、予測運動評価演算部に複数の評価基準を反映した評価式を導入することで、周囲車両の存在による制約と自車の望む走行状態とのトレードオフをとるような運転目標計画を算出することができ、自車が置かれた周囲状況に適した運転目標を生成することができる。

この生成された運転目標は、運転者の運転行動の判断を支援することに活用できる他、車両運動を制御することによって運転者の運転操作を支援する装置を周囲状況に適合するように動作させる場合の参照信号として活用することができる。

また、運転目標計画手段に車間距離ロジック演算部を含ませることで、運転者が好ましいと考える走行方向運動の特性を車間距離ロジック演算部の部分に表現することができるので、運転者にとって違和感の少ない運転目標計画を生成するためのチューニング作業の負荷を軽減することができる。

また、本発明に係る運転操作支援装置及び運転操作支援方法によれば、生成された運転目標計画を現在とるべき具体的な操作に単純化して運転者に提示することで、装置の側で生成した推奨操作を運転者にとって直感的にわかりやすい形で伝達することができる。

また、本発明に係る運転操作支援装置及び運転操作支援方法によれば、車線変更や他車の割り込みといった、通常の追従走行時よりも運転者の注意が必要になる状況の発生を予測に基づいて事前に検知し、検知結果を運転者に提示して、運転者に早い段階で注意を喚起することができるので、余裕のある運転の実行を支援することができる。

また、本発明に係る運転操作支援装置及び運転操作支援方法によれば、予測運動評価演算部における評価基準を、運転者の車線変更意思表示に応じて修正することで、運転目標計画手段において通常よりも車線変更することを重視した運転目標計画が算出されることになり、運転者の意思をより忠実に反映した運転支援を行うことができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
本発明の第１実施形態を図１から図９までの図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る車間距離制御装置の装置構成を示す配置図であり、図１において、レーダー１は車両前面に取り付けられ、自車両前方に位置する複数の車両の位置を測定する。前方カメラ２ａはＣＣＤカメラ等によって構成され、車両前面の適宜位置に取り付けられ、道路上に引かれた白線を検出することで走行車線を認識する。後方カメラ２ｂは車両背面に取り付けられ、自車両後方に位置する複数の車両の位置を検出する。側方カメラ２ｃは左右の車両側面にそれぞれ１個ずつ取り付けられ、前方のレーダー１と後方カメラ２ｂの死角となる車両側方に位置する車両の位置を検出する。

車速センサ３はロータリーエンコーダーをホイールに取り付けることで実現でき、ホイールの回転速度に応じた周期のパルス列を出力し、車速の計測値を得る。

マイクロコンピュータ４はプロセッサ本体とその周辺部品から構成され、レーダー１，前方カメラ２ａ，後方カメラ２ｂ，側方カメラ２ｃ，車速センサ３及び後述する車間距離制御操作スイッチ５からの信号を内蔵メモリに記録されたプログラムに従って処理し、各アクチュエータ（スロットルアクチュエータ８，ブレーキアクチュエータ１１）に対する制御指令値が算出され、アクチュエータ８，１１を制御するコントローラ（スロットルコントローラ７，ブレーキコントローラ１０）へ制御指令値を伝達する。

車間距離制御操作スイッチ５は、たとえばハンドルに取り付けられ、図２に示すように複数の操作スイッチ５ａ，５ｂ，５ｃから構成され、車間距離制御の開始／中断、運転者が希望する走行速度（以下、設定車速という。）の設定を行う。たとえば、スイッチ５ａを押すと、スイッチを押した時点における自車の走行速度が設定車速として設定される(表示「制御開始」)。また、スイッチ５ｂを押すと、車間距離制御を中断する(表示「中断」)。車間距離制御を一度中断した後でスイッチ５ｃを押すと、中断する以前の設定車速が再び設定車速に設定されて車間距離制御が再開される(表示「制御再開」)。また、設定された設定車速は、スイッチ５ａを押すことで低速側に修正され、スイッチ５ｃを押すことで高速側に修正される（スイッチ５ａ，５ｃのもう一つの表示「減速」及び「加速」がその意味である）。

図１に戻り、方向指示器６は二方向に操作可能なレバーであり、レバーの位置によって左方向、右方向の方向指示器を点灯させるとともに、マイクロコンピュータ４に運転者の車線変更の意思と目標車線の方向を表す信号を伝達するインターフェースとしての役割も果たす。

スロットルコントローラ７は、マイクロコンピュータ４から指令されたスロットル開度指令値に基づき、スロットルアクチュエータ８によってスロットル開度を調整してエンジン出力を制御する。

ブレーキコントローラ１０は、マイクロコンピュータ４から指令されたブレーキ圧指令値に基づき、ブレーキアクチュエータ１１によってブレーキ圧を調整して車両に発生する制動力を制御する。

マイクロコンピュータ４は内蔵されているソフトウェア形態により、図３に示す３つの機能ブロック４ａ，４ｂ，４ｃから構成されている。

ここで、図４に示すような道路状況における動作を例に挙げて、各機能ブロック４ａ，４ｂ，４ｃの具体的な処理内容を説明する。

図４は片側二車線道路において、右車線を他車Ａおよび他車Ｂ、左車線を自車Ｍおよび他車Ｃが走行しており、左車線を走行する二台の車両Ｍ，Ｃの速度よりも右車線を走行する二台の車両Ａ，Ｂの速度が速い場面を想定している。このとき、自車Ｍの運転者は、何らかの理由で右車線に車線変更する意思を持っているが、右車線を他車Ａ及び他車Ｂが走行しているため、直ちに車線変更するのを躊躇している状況にあるものとする。

説明の便宜上、道路上に座標系を導入する。道路の進行方向（以下、縦方向という。）に沿ってx軸をとり、自車Ｍ、他車Ａ、他車Ｂ、他車Ｃの座標をそれぞれx₀,x₁,x₂,x₃で表現する。また、各車の縦方向の速度をそれぞれv₀、v₁、v₂、v₃で表現する。なお、座標系の原点は適当な位置に設定されているものとする（以下の説明は原点の位置をどのようにとっても等しく成立する）。また、道路進行方向と垂直方向（以下、横方向という。）に座標軸をとり、車線を区切るレーンマーカー(白線)上が原点、左車線の中央を1、右車線の中央を-1とする正規化された座標軸をy軸にとる。各車のy座標をそれぞれy₀、y₁、y₂、y₃で表す。

本発明に係る周囲車両検出手段を構成するレーダー１およびカメラ２ａ，２ｂ，２ｃによって他車が検出された場合、この検出された車両にはマイクロコンピュータによる処理の過程で固有のＩＤ番号が割り当てられ、以後、レーダー１およびカメラ２ａ，２ｂ，２ｃが見失うまで同一のＩＤ番号によって区別し、管理される。ここでは、自車のＩＤ番号を０とし、他車Ａ、他車Ｂ、他車ＣのＩＤ番号としてそれぞれ１、２、３が割り当てられたものとする。

検出された車両に関しては、自車との縦方向の車間距離が測定される。図４の場合、x₁-x₀、x₂-x₀、x₃-x₀の値が測定されることになる。座標系の原点は任意にとることができるので、自車位置x₀の値を適当に定めることによって、x₀、x₁、x₂、x₃すべての座標値を確定する。

また、周囲車両検出手段では、自車Ｍと他車Ａ，Ｂ，Ｃの横方向の相対位置も測定することができる。すなわち、車線検出手段を構成する前方カメラ２ａによる白線検出結果と照合することで、各車両の車線位置であるy₀、y₁、y₂、y₃の座標値もすべて確定する。

さらに、周囲車両検出手段で測定された縦方向の車間距離の測定値の時間的変化を計算することによって、各車の縦方向の相対速度であるv₁-v₀、v₂-v₀、v₃-v₀を近似的に得ることができる。自車速度であるv₀は自車速度検出手段を構成する車速センサ３で測定することができるので、各車の縦方向の対地速度であるv₀,v₁,v₂,v₃の座標値もすべて確定する。

図３に戻り、以上の自車Ｍおよび周囲車両Ａ，Ｂ，Ｃの測定値は、すべて運転目標計画手段４ａと制御対象車両決定手段４ｂに送られる。

運転目標計画手段４ａの構成を図５に示すが、この運転目標計画手段４ａは演算ブロック４ａ−１〜４ａ−６の機能ブロックから構成され、自車および検出された周囲車両の情報、設定速度の情報および方向指示器の作動状態の情報から、自車が現在置かれた周囲状況に適した運転目標計画を生成する。

具体的には、現在時刻tからT秒先の未来の時刻t+Tまでの時間区間（以下、予測区間という。）における追従目標車両のＩＤ番号i^*(τ)と自車が走行すべき車線位置y^*(τ)を生成する。ここで、τは予測区間内の時刻を表す変数である。

図４に示す場面における運転目標計画手段４ａの出力結果の一例を図６に示す。

図６は、時刻τ₁秒後に追従対象車両を他車Ｃから他車Ａに切り替えて、時刻τ₂秒後に左車線から右車線に車線変更を開始することを意味する運転目標計画が出力されている例を示している。これは、現時刻からτ₁秒間は現在の追従対象車両である他車Ｃに対する追従走行を続行し、他車Ａとの車間距離を広げた後で、追従対象車両を他車Ａに切り替えることで加速を開始し（他車Ｃよりも他車Ａの速度の方が速い）、τ₂秒後に右車線に車線変更を開始することで右車線の流れに乗るという運転行動を計画したことになる。具体的な運転目標計画の算出アルゴリズムについては後述する。

図３に戻り、制御対象車両決定手段４ｂでは、運転目標計画手段４ａからの出力に基づいて、検出された車両の中から車間距離制御の対象となる車両を選択し、選択された先行車のデータを車間距離制御操作量演算手段４ｃに転送する。ここでは単純に現在時刻の追従目標車両i^*(t)で指定されるＩＤ番号（以下、簡単のためIと表記）を持つ車両を車間距離制御の対象車両として選択するものとする。

この車間距離制御操作量演算手段４ｃには、次式のようなベクトルデータx_pが送られる。

ただし、Tはベクトル、行列の転置記号である。例えば、図４の場面において、他車Ｃが先行車として選択された場合には、送られるデータは次式のようになる。

なお、自車前方に車両が検出されなかった場面などで車間距離制御の対象となる先行車が選択されない場合には、そのことを示す信号が適当なフォーマットに従って送られるものとする。

車間距離制御操作量演算手段４ｃには、入力情報として先行車データの他に、自車速度v₀と設定車速v₀ ^*が入力される。自車速度v₀は車速センサ３の測定値が、設定車速v₀ ^*は車間距離制御操作スイッチ５の操作によって設定された値がそれぞれ入力される。

この車間距離制御操作量演算手段４ｃでは、入力された先行車情報、自車速度、設定車速の測定値から、車間距離制御を実行するために走行制御手段を構成するアクチュエータ８，１１に対する操作量指令値を算出して、各アクチュエータ８，１１のコントローラ７，１０に転送するまでの処理を行う。ここで実行される処理は大きく分けて、運転者の走行感覚に適合した追従特性を実現するための目標制御量を算出する処理と、算出された目標制御量を実現するために必要なアクチュエータの操作量を算出する処理の二種類から構成されている。

目標制御量として、ここでは自車の速度を用いるものとすると、目標制御量算出処理は、先行車情報x_p、自車速度v₀、設定車速v₀ ^*を入力情報として、自車の目標速度v_cを出力するコントローラの演算になる。そのような形式の車間距離制御装置に関しては、例えば特開２０００−１３５９３４号公報に開示されている発明のアルゴリズムを利用することができる。

なお、車間距離制御の対象となる先行車が選択されない場合には、自車速度を設定速度に一致させるような車速制御のアルゴリズムが実行され、運転者の走行感覚に適合した速度調整が行われるような目標速度が出力される。

特開２０００−１３５９３４号公報に開示された発明では、目標速度算出アルゴリズムを線形パラメータ変化システム（Linear Parameter Varying System、LPVシステム）として構成しており、以下のような状態方程式の形で表現することができる。

ただし、x_ACCはコントローラの状態量を表し、θはコントローラへの入力をまとめたベクトルであり、この場合、

となる。行列A(θ)、B(θ)、C(θ)はシステムを表現する行列であり、θによってその値が変化する構成となっている。

車間距離制御操作量演算手段４ｃで実行されるもう一つの処理、すなわち算出された目標速度に自車速を一致させるために必要なアクチュエータの操作量を算出する処理に関しては、例えば目標車速v_cに対して自車の速度v₀が次式に従って追従するようなモデルマッチング制御の問題として定式化することができる。

ここで、ω_vは車速制御の応答速度時定数の逆数に相当するパラメータである。モデルマッチング制御系は公知の設計手法を用いて設計することが可能であり、例えば、特開２０００−０２５４８７号公報に開示されている方法などを利用することができる。以上のような設計手法を利用することにより、最終的にスロットルアクチュエータ８の操作量指令値u_TVO ^*、およびブレーキアクチュエータ１１の操作量指令値u_BLP ^*が算出され、各コントローラ７，１０に送られる。

以上説明したマイクロコンピュータ４における処理手順を、図７のフローチャートにまとめる。

まずステップ１では車間距離制御操作スイッチ５の操作が検出され、ステップ２では検出したスイッチ５の操作から設定車速の更新が行われる。ステップ１でスイッチ５の操作が検出されなかった場合は、前回の処理ルーチンにおける設定内容がそのまま引き継がれる。

ステップ３では設定車速が設定されているかどうかが判定される。車間距離制御操作スイッチ５の中断スイッチ５ｂが操作されるなどして設定車速が設定されていない場合には、車間距離制御の実行を中止するため、ステップ１１へ進んでアクチュエータへ８，１１の指令値をクリアして処理を終了する。ステップ３にて設定車速が設定されている場合には、車間距離制御を実行するためにステップ４以下の処理へと進む。

ステップ４では、方向指示器６の作動状態が読み込ま、ステップ５では、レーダー１、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃ、車速センサ３の各センサの検出信号が読み込まれる。

ステップ６では、センサ１，２ａ，２ｂ，２ｃ，３で検出された他車両を前回の処理ルーチンの検出結果と照合し、検出車両のＩＤの更新と、各車両の座標値の計算が行われる。

ステップ７では、運転目標計画手段４ａの処理が実行され、追従目標車両のＩＤと目標車線位置の信号が生成される。

ステップ８では、運転目標計画手段４ａの出力に基づいて制御対象車両決定手段４ｂにて車間距離制御の対象となる車両を選択し、対応する車両のデータを（１）式のフォーマットで生成する。

ステップ９では、車間距離制御操作量演算手段４ｃの処理が実行され、

自車速度v₀、設定車速v₀ ^*から、目標速度v_cの算出を経て、最終的にスロットルとブレーキの操作量の指令値が算出される。

ステップ１０では、算出されたスロットルとブレーキ操作量の指令値をそれぞれスロットルコントローラ７とブレーキコントローラ１０に転送して、処理を終了する。

以上の処理を繰り返すことで車間距離制御を実行するが、従来の車間距離制御装置との違いは、車間距離制御の対象となる先行車を物理的な車両の位置関係だけで選択するのではなく、自車にとって最も望ましい運転操作が実現できると予想される車両を周囲状況に基づいて選択する機能を持っていることである。このような本発明に特徴的な機能を実現する処理を行っているのが運転目標計画手段４ａであり、以下にそのアルゴリズムを説明する。

運転目標計画手段４ａは、図５に示すように大きく分けて車群運動予測演算部４ａ−１、予測運動評価演算部４ａ−５、運転目標生成部４ａ−６の３つの演算ブロックから構成されている。

運転目標生成部４ａ−６は、まず自車に対する現在からT秒先の未来までの適当な運転目標、すなわち追従目標車両のＩＤ番号i(τ)と自車が走行すべき車線位置y(τ)を生成する。実際の計算においては、連続時間関数の形では扱いにくいので、予測区間をＮステップに分割した以下の離散時間系列を生成する。

生成された目標系列I_N、Y_Nは、車群運動予測演算部４ａ−１に送出される。

車群運動予測演算部４ａ−１では、与えられた運転目標系列I_N、Y_Nに従って自車を運転した場合の自車および周囲車両の運動の予測を行う。予測の結果として算出される全車両の状態量の系列を以下のように表記する。

ただし、ベクトルx(τ)は、予測区間内の時刻τにおける自車および他車の縦方向位置、走行方向速度、横方向（走行方向に対して横方向）位置の予測値を並べたベクトルであり、例えば図４の場合には、

のように構成される。

具体的な予測値の計算は、車群運動予測演算部４ａ−１の構成要素である車間距離制御演算ロジック演算部４ａ−２、自車運動予測演算部４ａ−３、他車運動予測演算部４ａ−４の３つの演算ブロックを利用することで実行される。

車間距離制御演算ロジック演算部４ａ−２は、車間距離制御操作量演算手段４ｃにおける目標制御量演算のアルゴリズムと同一のアルゴリズムで構成される。ただし、先行車がI_Nによって指定されていることと、ここで計算される指令値が実際の制御ではなく予測のために用いられる点が異なっている。予測においては時間が離散化されているので、（３）式のアルゴリズムはここでは次式のように計算される。

ただし、

であり、ここでは、(j)は予測区間の離散化ステップのj番目に対応するτ＝ｔ＋（Ｔ／Ｎ）・ｊにおける値であることを示している。なお、符号「＾」は車間距離制御操作量演算手段４ｃにおける量と区別するためにつけている。

自車運動予測演算部４ａ−３は、自車の物理的な運動を予測する演算を行うブロックである。走行方向の運動は、車間距離制御ロジック演算部４ａ−２の結果を受けて、（５）式の車速制御が完全に実現されたことを想定して予測が立てられる。すなわち、

というモデルに従って予測演算が実行される。

一方、横方向の運動は、与えられた目標系列Y_Nに従って、次式のモデルによって予測が立てられる。

他車運動予測演算部４ａ−４は、他車の物理的な運動を予測する演算を行うブロックである。なお、本例では他車の車線変更は考慮しない構成としているので、走行方向の運動だけを予測することになる。予測には人間の走行方向の運転をモデル化した追従モデルを利用することができる。ＩＤ番号kが割り当てられた車両の追従モデルとして、例えば以下のようなモデルを利用することができる。

ただし、x^k _p、v^k _pは他車kと同一車線上を走行している先行車の位置と速度を表しており、v_k ^*は他車kの推定希望走行車速、h_kは他車kの推定希望車間時間、K₁、K₂、K_vは追従特性を決定するパラメータである。車両間の位置関係が決まれば、x^k _p、v^k _pは常に一意に決定することができる。例えば、図４の場面において、他車Ｂの先行車は他車Ａとなるので、x² _p、v² _p=v₁となる。なお、ここでは他車が車線変更しないという条件を置いているので、横方向の運動については

とモデル化される。以上のモデルを利用すると、（１３）〜（１５）式と同様に、他車kの運動を次式のように予測することができる。

以上のようにして、自車に対して運転目標I_N、Y_Nを与えた場合の車群全体の運動予測結果であるX(I_N,Y_N)を構成することができる。X(I_N,Y_N)は、予測運動評価演算部４ａ−５に送出される。

予測運動評価演算部４ａ−５では、あらかじめ設定された運転行動の良否を判定する基準に従って、車群運動予測演算部４ａ−１で予測された運動を数値的に評価する。例えば、次式のような評価関数を構成し、その値を計算することで生成された運転目標系列I_N、Y_Nに対する評価値を定める。

評価式L(x,i,y)には運転者が望ましいと考える走行状態を表現する関数を用いる。ここでは、値が小さいほど高い評価となるように評価式を構成するものとする。例えば、なるべく設定車速に近い速度で走行を続けたいという要請を表現するには、次式のような評価式を構成することでそれを表現することができる。

また、他車kに近づきすぎないように走行したいという要請を表現するには、次のような評価式でそれを表現することができる。

（２４）式は自車と他車kが同一車線上にいる場合には、他車との車間距離を評価し、他車から離れれば離れるほど評価が高くなるような関数となっている。自車と他車が異なる車線上にいる場合には評価値が０になる（評価対象から外れる）。

方向指示器６の操作を検出した場合には、運転者の車線変更の意思を反映して、自車の車線位置を評価する項を加えることが考えられる。例えば、次の評価式を導入することでそのような評価を含ませることができる。

以上の複数の評価項目間で適当なトレードオフをとるために、各評価式に評価重みを加えて足し合わせることで、全体の評価式を構成する。すなわち、次式のように評価式Lを構成する。

ただし、w_v、w_y、w_kはそれぞれ対応する評価基準に対する評価重みを表すパラメータであり、Kは検出車両の台数である（図４の場面ならK=3）。

このように、評価関数を具体的に定義して、適当な運転目標系列I_N、Y_Nを与えると、それに対する評価値J(I_N,Y_N)を計算することができるので、運転目標系列の生成とそれに対する評価値の計算を繰り返すことによって、評価値の良い運転目標系列を見つけることができる。

i(τ)のとり得る値は、検出している他車両のＩＤ番号と、追従対象車両を設定しないことを表す値０（自車速を設定車速に一致させる車速制御を実行することになる）のいずれかであるので、I_Nのとり得るパターンの数は有限である。例えば、図４の場合には、パターン数は4^N通りとなる。また、y(τ)のとり得る値は左車線を表す１と右車線を表す−１の２通りしかないので、Y_Nのとり得るパターン数は2^N通りである。従って、図４の場合には、運転目標系列の数は全部で4^N・2^N=8^N通りしかないので、理論的にはすべてのパターンを調べることによって最適な運転目標系列を見つけることができる。

実際には、8^N通りのパターンの中には、何度も車線変更を繰り返すような明らかに受け入れ難いパターンや、自車の後方車両を追従対象車両に選ぶような無意味なパターンも多数含まれており、探索空間を適当に制限することによって、効率的な解の探索が可能である。例えば、予測区間内で追従目標車両の切り替えと車線変更をそれぞれ１回だけに制限すれば、探索すべきパターンの総数は、図４の場合、(3N+1)・(N+1)=3N²+4N+1通りに減少する。このように探索空間を制限することによって得られる解は最適解であるという保証はないものの、多くの場合、十分に合理性のある運転目標となっていることが期待できる。

以上のように運転目標系列の生成と評価を繰り返し、最も良い評価値が算出された運転目標系列を、運転目標計画手段４ａの演算結果として出力することが、運転目標生成部４ａ−６のアルゴリズムの内容である。

以上説明した運転目標計画手段４ａにおけるアルゴリズムを図８のフローチャートにまとめた。

まずステップ７−１では、自車および周囲車両の検出データx(f)が読み込まれ、このときのx(f)は、後段の運動予測演算の初期値として利用される。

ステップ７−２では、設定車速の値と方向指示器６の作動状態に関する信号がロードされ、ステップ７−３でロードされた情報をもとに評価関数（２６）、（２２）式が構成される。

次のステップ７−４以降のステップにて運転目標生成部４ａ−６の探索演算が開始される。

まず、ステップ７−５で、探索対象となる目標系列I_N、Y_Nを一つ選択する。ステップ７−６では、ステップ７−１で設定された初期値をもとに、ステップ７−５で選択された目標系列に従って、（１０）〜（２１）式を用いて自車と周囲車両の運動予測を実行する。

ステップ７−７では、ステップ７−６で算出された運動予測の結果から、ステップ７−３で構成した評価関数に従って、選択された目標系列の評価値を算出する。

ステップ７−８では、これまで探索対象となった目標系列の中で最も評価の高い（評価値の小さい）最適目標系列の評価値とステップ７−７で算出された評価値とが比較される。ここで、算出された評価値の方が小さい場合にはステップ７−９で最適目標系列を更新するが、そうでない場合には最適目標系列の更新は行わずにステップ７−４に戻る。

なお、最適目標系列が定義されていない（初回の探索演算時）場合には、無条件に最適目標系列として採用される。いずれの場合も更新処理が終了した後は、ステップ７−４へ戻り、未探索の目標系列があれば探索を続行し、すべての目標系列候補の探索が終了した場合には、ステップ７−１０へ進み、最適目標系列を出力して演算が終了する。

以上説明した車間距離制御装置全体の実際の動作がどのようなものになるかについて、図９の場面を例にとって説明する。

図９（ａ）に示す場面は、自車Ｍが、車間距離制御装置の設定車速を１００ｋｍ／ｈにセットして左車線を走行しており、右車線の自車Ｍのすぐ後ろを他車Ａがほぼ同じ速度で並走している状況において、左車線前方に８５ｋｍ／ｈで走行する他車Ｂを新たに検出した状況を示している。この場合、左車線に留まって他車Ｂに追従を開始すると、追従のために減速を強いられ、設定車速を下回る速度で走行することになるが、その一方で他車Ａが存在するために右車線に車線変更することは困難である。従って、運転目標計画手段４ａでは左車線に留まり、他車Ｂに追従を続けるという目標系列が生成され、それに基づいて自車Ｍは他車Ｂに対する車間距離制御を開始し、他車Ｂの走行速度である８５ｋｍ／ｈまで緩やかに減速していく。

同図（ｂ）は、この減速途中で、他車Ａの後方に他車Ｃを新たに検出し、他車Ａに追い抜かれたタイミングで右方向の方向指示器６を操作した場面を示す。

この時、運転目標計画手段４ａでは、しばらく他車Ｂに対する追従走行を続けた後で、追従目標車両を他車Ａに変更して加速を開始し、その後で右車線に車線変更を開始するという目標系列を生成している。この場合、近い未来において追従対象車両の切り替えや車線変更を指示する目標を指示していることになるが、同図（ｂ）の時点における現在の追従対象車両は依然として他車Ｂのままなので、車間距離制御装置としては他車Ｂに対する追従走行を続けることになる。

その後、さらに時間が進んで、同図（ｃ）に示すように他車Ａとの車間距離が開いてきた時点では、運転目標計画手段４ａはただちに追従目標車両を他車Ａに切り替えて、その後で右車線に車線変更する目標系列を生成している。この時は他車Ａを車間距離制御対象の先行車として選択するので、ただちに加速を開始することになる。

特開２０００−１３５９３４号公報などに開示されている車間距離制御装置では、車線変更した後で加速を開始する構成となっているので、同図（ｃ）のように後方から別の車両Ｃが接近しているような場面では、加速せずに車線変更を開始する操作には運転者が違和感を覚える可能性があるが、本例の車間距離制御装置によれば、同図（ｃ）の状況において他車Ａとの車間距離が開いてきたら追従目標車両を他車Ａに切り替えて加速を開始し、その後で右車線に車線変更するので、運転者が違和感を覚えることがなく自然な運転操作を実現できる。

《第２実施形態》
次に本発明の第２実施形態を図１０から図１３の図面を参照しながら説明する。

図１０は本発明の第２実施形態に係る運転操作支援装置を示す配置図である。基本的な装置構成は図１に示す第１実施形態に係る車間距離制御装置と同じであるが、本実施形態の構成では車間距離制御の実行を想定していないので、スロットルやブレーキを自動制御するためのコントローラ７，１０やアクチュエータ８，１１は運転操作支援装置の必須構成要件とはならない。そのため、図１０ではエンジンやブレーキの記載を省略している。

これに代えて第２実施形態に係る運転操作支援装置では、第１実施形態にはなかった表示装置１２とブザー１３が装備されている。また、本実施形態のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃは周囲車両の位置だけでなく、周囲車両の方向指示器の点灯状態も検出できるものとする。

表示装置１２は液晶パネルなどの表示用ディスプレイで構成され、マイクロコンピュータ４から送られてきた支援情報をディスプレイに表示する。

ブザー１３はマイクロコンピュータ４から送られてきた指令に従って、必要に応じて音を発生し、運転者に注意を喚起する。

マイクロコンピュータ４には、図１１に示すように、第１実施形態と同じく運転行動計画手段４ａが実装されている他、生成された最適目標系列を運転者に提示する情報へと変換する提示情報生成部４ｄが実装されている。

このうち、運転目標計画手段４ａの構成は図５に示した第１実施形態の構成と基本的に同じであるが、本実施形態の場合、他車の車線変更も予測する構成となっているので、他車運動予測演算部４ａ−４において他車の横方向運動を予測する処理が加わることになる。具体的には、第１実施形態における（２１）式が以下の式で置き換えられる。

ただし、y_k ^*(j)は他車kの目標車線位置推定値である。目標車線位置推定値は他車kの方向指示器の点灯を検出していない場合には、他車kの車線位置検出値がそのまま設定される。方向指示器の点灯を検出した場合には、方向指示器で示された車線上を走行するすべての車両（自車、他車を問わない）について、以下の条件が成立した場合にはy_k ^*(j)を方向指示器で示された車線に対応する値に設定し、条件が成立しなかった場合には、y_k(j)と同じ値に設定して、現在の走行車線の位置から動かないという予測をたてる。

ただし、R₀、R_d0はそれぞれ車線変更を実行する際の判定閾値となる車間距離および相対速度の値を表す正のパラメータである。なお、添え字lはこの場合、登録された車両ＩＤのうち、方向指示器で示された車線上を走行する車両すべてについて検証するものとする。

その他の演算については、第１実施形態と同じである。

提示情報生成部４ｄでは、運転目標計画手段４ａで生成された目標系列から運転者に提示する情報を提示する。具体的には、まずI_Nをチェックして追従対象車両の切り替えが行われているかどうかを調べる。切り替えが行われている場合には、どの車両を追従対象車両に切り替えているかを調べ、該当車両が自車線への車線変更を予告する方向指示器を点灯させている場合には、自車両の前方に他車が割り込んでくる可能性があることを予測していることになるので、ブザーを鳴らす指令信号をブザー１３に送る。また、I_Nの先頭成分であるi(f)に対応する車両を追従対象車両として車間距離制御を行った場合に生成される自車の目標速度を車間距離制御ロジック演算部４ａ−２の処理を呼び出して算出し、自車の現在の走行速度と比較する。そして、自車の走行速度の方が高ければ減速を推奨する信号をドライバーに表示し、自車の走行速度の方が低ければ加速を推奨する信号を表示する描画信号を表示装置１２に送る。

また、Y_Nをチェックして走行車線の切り替えを含む系列が生成されているかどうかを調べ、走行車線の切り替えを含んでいれば、車線変更先を推奨する信号を表示する描画信号を表示装置１２に送る。

ここで、本例の表示装置１２に描画される画像の一例を図１２に示す。左側に加減速の推奨操作の内容、右側に車線変更の推奨操作の内容が矢印の形で表示される。

以上説明した運転操作支援装置全体の実際の動作がどのようなものになるかについて、図１３の場面を例にとって説明する。

図１３（ａ）は、自車Ｍと他車Ａが左車線を走行し、他車Ｂが右車線を走行している場面であり、自車Ｍは他車Ａとの車間距離を縮めるためにゆっくりと加速している状況を示している。

ここで図１３（ｂ）に示すように、他車Ｂが左方向の方向指示器を操作し、車線変更を予告してきたとする。この時、運転目標計画手段４ａは、他車Ｂの割り込みを検出して追従対象車両を他車Ｂへ切り替える目標系列を生成している。これに伴って、ブザー１３が鳴らされて運転者に注意を喚起するとともに、割り込みに備えるために減速を推奨する信号が表示装置１２に描画される。

図１３（ｃ）に示す場面は、他車Ｂが車線変更を完了して右車線に１台も車両が走行していない状況になっている。この時、運転目標計画手段４ａは、追従対象車両の選択を解除（設定車速への車速制御に移行）した後、右車線に車線変更する目標系列を生成している。これに対応して、運転者には右車線への車線変更を指示する信号が表示装置１２に描画される。

以上のように、本実施形態の運転操作支援装置によれば、運転目標計画手段４ａで生成される目標系列の情報を表示装置１２に表示することで、周囲状況を考慮した適切な運転操作を運転者に推奨して、運転を支援することができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

本発明の第１実施形態に係る車間距離制御装置を示す配置図である。 本発明の第１実施形態に係る車間距離制御操作スイッチの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る車間距離制御装置を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る車間距離制御装置の動作を説明するための走行例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る運転目標計画手段の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る運転目標計画手段の出力の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る運転目標計画手段の演算手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る車間距離制御装置の全体動作を説明するための走行例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る運転操作支援装置を示す配置図である。 本発明の第２実施形態に係る運転操作支援装置を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置に描画される画像の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る運転操作支援装置の全体動作を説明するための走行例を示す図である。

符号の説明

１…レーダー（周囲車両検出手段）
２ａ…前方カメラ（車線検出手段、周囲車両検出手段）
２ｂ…後方カメラ（周囲車両検出手段）
２ｃ…側方カメラ（周囲車両検出手段）
３…車速センサ（自車速度検出手段）
４…マイクロコンピュータ
４ａ…運転目標計画手段
４ａ−１…車群運動予測演算部
４ａ−２…車間距離制御ロジック演算部
４ａ−３…自車運動予測演算部
４ａ−４…他車運動予測演算部
４ａ−５…予測運動評価演算部
４ａ−６…運転目標生成部
４ｂ…制御対象車両決定手段
４ｃ…車間距離制御操作量演算手段
４ｄ…提示情報生成部
５…車間距離制御操作スイッチ(目標速度設定手段)
６…方向指示器（車線変更意思検出手段）
７…スロットルコントローラ(走行制御手段)
８…スロットルアクチュエータ(走行制御手段)
９…エンジン
１０…ブレーキコントローラ(走行制御手段)
１１…ブレーキアクチュエータ(走行制御手段)
１２…表示装置(運転支援情報表示手段)
１３…ブザー(運転者注意喚起手段)

Claims (16)

1. 自車の走行速度を検出する自車速度検出手段と、
   前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出手段と、
   前記自車の周囲の車線を検出する車線検出手段と、
   前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定手段と、
   現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画手段と、
   前記周囲車両検出手段で検出された車両の中から車間距離制御の対象となる先行車を選択する制御対象車両決定手段と、
   前記制御対象車両決定手段で設定された先行車に追従するのに適した自車の加速度又は減速度の目標値を算出する車間距離制御操作量演算手段と、
   前記自車の加速度又は減速度を前記車間距離制御操作量演算手段で算出された目標値と一致させるように制駆動力および変速比を制御する走行制御手段と、を備え、
   前記運転目標計画手段は、
   前記運転目標計画手段が、前記周囲車両検出手段により検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、前記運転目標計画手段が、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定手段で設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算部と、
   前記車間距離制御ロジック演算部で算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記運転目標計画手段が前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算部と、
   前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算部と、
   前記自車運動予測演算部及び前記他車運動予測演算部による予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算部と、
   前記車群運動予測演算部で予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算部と、
   前記予測運動評価演算部の評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成部と、
   を有し、
   前記制御対象車両決定手段は、前記運転目標計画手段で算出された追従目標車両のうち、現在時刻に対応する追従目標車両を制御対象となる先行車に設定することで車間距離制御を実行することを特徴とする車間距離制御装置。
2. 前記他車運動予測演算部は、前記他車の走行方向の運動に加えて当該他車の走行方向に対する横方向の運動を予測し、
   前記運転目標計画手段は、前記自車の前方に割り込んでくる可能性がある他車両を追従目標車両の候補に挙げることを特徴とする請求項１記載の車間距離制御装置。
3. 運転者の車線変更の意思を検出する車線変更意思検出手段を備え、
   前記制御対象車両決定手段は、前記車線変更意思検出手段において運転者の車線変更意思が検出されない場合には、現在の制御対象車両および自車前方に割り込んでくる可能性のある車両以外の車両を制御対象車両として選択しないことを特徴とする請求項１又は２記載の車間距離制御装置。
4. 前記予測運動評価演算部は、前記車線変更意思検出手段において車線変更の意思が検出された場合には、車線変更意思が示された方向に車線変更を実行する操作に対する評価値が良くなるように、評価の基準を修正することを特徴とする請求項３記載の車間距離制御装置。
5. 自車の走行速度を検出する自車速度検出手段と、
   前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出手段と、
   前記自車の周囲の車線を検出する車線検出手段と、
   前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定手段と、
   現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画手段と、を備え、
   前記運転目標計画手段は、
   前記運転目標計画手段が、前記周囲車両検出手段により検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、前記運転目標計画手段が、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定手段で設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算部と、
   前記車間距離制御ロジック演算部で算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記運転目標計画手段が前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算部と、
   前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算部と、
   前記自車運動予測演算部及び前記他車運動予測演算部による予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算部と、
   前記車群運動予測演算部で予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算部と、
   前記予測運動評価演算部の評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成部と、を有することを特徴とする運転操作支援装置。
6. 前記運転目標計画手段で算出された追従目標車両と目標車線位置のうち、現在時刻に対応する目標値に基づいて、運転者に加速または減速、および車線変更の実行を推奨する情報を提示する運転支援情報表示手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の運転操作支援装置。
7. 前記他車運動予測演算部は、前記他車の走行方向の運動に加えて当該他車の走行方向に対する横方向の運動を予測し、
   前記運転目標計画手段は、前記自車の前方に割り込んでくる可能性がある他車両を追従目標車両の候補に挙げることを特徴とする請求項５又は６記載の運転操作支援装置。
8. 前記運転目標計画手段が車線変更又は追従目標車両の切り替えを含む運転目標を算出したとき、運転者に注意を喚起する信号を生成する運転者注意喚起手段を備えたことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の運転操作支援装置。
9. 自車の走行速度を検出する自車速度検出ステップと、
   前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出ステップと、
   前記自車の周囲の車線を検出する車線検出ステップと、
   前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定ステップと、
   現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画ステップと、
   前記周囲車両検出ステップで検出された車両の中から車間距離制御の対象となる先行車を選択する制御対象車両決定ステップと、
   前記制御対象車両決定ステップで設定された先行車に追従するのに適した自車の加速度又は減速度の目標値を算出する車間距離制御操作量演算ステップと、
   前記自車の加速度又は減速度を前記車間距離制御操作量演算ステップで算出された目標値と一致させるように制駆動力および変速比を制御する走行制御ステップと、を備え、
   前記運転目標計画ステップは、
   前記周囲車両検出ステップにより検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定ステップで設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算ステップと、
   前記車間距離制御ロジック演算ステップで算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算ステップと、
   前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算ステップと、
   前記自車運動予測演算ステップ及び前記他車運動予測演算ステップによる予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算ステップと、
   前記車群運動予測演算ステップで予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算ステップと、
   前記予測運動評価演算ステップの評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成ステップと、を有し、
   前記制御対象車両決定ステップは、前記運転目標計画ステップで算出された追従目標車両のうち、現在時刻に対応する追従目標車両を制御対象となる先行車に設定することで車間距離制御を実行することを特徴とする車間距離制御方法。
10. 前記他車運動予測演算ステップは、前記他車の走行方向の運動に加えて当該他車の走行方向に対する横方向の運動を予測し、
    前記運転目標計画ステップは、前記自車の前方に割り込んでくる可能性がある他車両を追従目標車両の候補に挙げることを特徴とする請求項９記載の車間距離制御方法。
11. 運転者の車線変更の意思を検出する車線変更意思検出ステップを備え、
    前記制御対象車両決定ステップは、前記車線変更意思検出ステップにおいて運転者の車線変更意思が検出されない場合には、現在の制御対象車両および自車前方に割り込んでくる可能性のある車両以外の車両を制御対象車両として選択しないことを特徴とする請求項９又は１０記載の車間距離制御方法。
12. 前記予測運動評価演算ステップは、前記車線変更意思検出ステップにおいて車線変更の意思が検出された場合には、車線変更意思が示された方向に車線変更を実行する操作に対する評価値が良くなるように、評価の基準を修正することを特徴とする請求項１１記載の車間距離制御方法。
13. 自車の走行速度を検出する自車速度検出ステップと、
    前記自車の周囲を走行する他車両を検出する周囲車両検出ステップと、
    前記自車の周囲の車線を検出する車線検出ステップと、
    前記自車の乗員が希望する走行速度を設定する目標速度設定ステップと、
    現在から所定時間先までの間の予測区間において前記自車が追従すべき追従目標車両と走行すべき走行目標車線の選択と、追従目標車両及び走行目標車線の切り替えタイミングの算出とを実行する運転目標計画ステップと、を備え、
    前記運転目標計画ステップは、
    前記周囲車両検出ステップにより検出された周囲車両の中から追従目標車両を設定したときは当該追従目標車両に追従するための規範操作量を算出し、追従目標車両を設定しないときは前記目標速度設定ステップで設定された目標速度に自車速度を制御するための規範操作量を算出する車間距離制御ロジック演算ステップと、
    前記車間距離制御ロジック演算ステップで算出された規範操作量に基づいて前記自車の走行方向の運動を予測し、前記走行目標車線を指定したときは前記自車の走行方向に対する横方向の運動を予測する自車運動予測演算ステップと、
    前記他車両の走行方向の運動を予測する他車運動予測演算ステップと、
    前記自車運動予測演算ステップ及び前記他車運動予測演算ステップによる予測結果から前記予測区間における前記自車および前記他車両の運動を予測する車群運動予測演算ステップと、
    前記車群運動予測演算ステップで予測された前記自車および前記他車両の予測結果と、予め設定された自車にとって望ましい走行状態に関する基準との適合度を数値的に評価する予測運動評価演算ステップと、
    前記予測運動評価演算ステップの評価値が所定の基準を満たすような追従目標車両と目標車線位置の予測区間における選択パターンを生成する運転目標生成ステップと、を有することを特徴とする運転操作支援方法。
14. 前記運転目標計画ステップで算出された追従目標車両と目標車線位置のうち、現在時刻に対応する目標値に基づいて、運転者に加速または減速、および車線変更の実行を推奨する情報を提示する運転支援情報表示ステップを備えたことを特徴とする請求項１３記載の運転操作支援方法。
15. 前記他車運動予測演算ステップは、前記他車の走行方向の運動に加えて当該他車の走行方向に対する横方向の運動を予測し、
    前記運転目標計画ステップは、前記自車の前方に割り込んでくる可能性がある他車両を追従目標車両の候補に挙げることを特徴とする請求項１３又は１４記載の運転操作支援方法。
16. 前記運転目標計画ステップが車線変更又は追従目標車両の切り替えを含む運転目標を算出したとき、運転者に注意を喚起する信号を生成する運転者注意喚起ステップを備えたことを特徴とする請求項１３〜１５の何れかに記載の運転操作支援方法。
    

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