CN102416953A - 振动施加结构检测装置以及车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够高精确度地检测车辆与振动施加结构接触的振动施加结构检测装置以及车辆控制装置等。控制器具备：车道偏离判断部，其判断是否存在本车辆从行驶道路偏离的可能性即车道偏离倾向；振动检测单元，其检测从路面输入到本车辆的振动；齿纹标志带检测部，其在检测出的振动中的、振幅大于等于预先决定的规定的振幅阈值的振动的频率在规定的频率范围的情况下，判断为本车辆的车轮与在本车辆行驶的行驶道路外且沿该行驶道路的延伸方向设置并对车辆施加振动的振动施加结构接触；以及频率阈值设定部，其设定振幅阈值，其中，在由车道偏离判断部判断为存在车道偏离倾向的情况下，频率阈值设定部将振幅阈值设定为比未判断出存在车道偏离倾向时小的值。

Description

振动施加结构检测装置以及车辆控制装置
技术领域
本发明涉及一种对在行驶道路上形成的振动施加结构进行检测的振动施加结构检测装置以及具备该振动施加结构检测装置的车辆控制装置。
背景技术
以往，作为对车轮与作为振动施加结构的齿纹标志带(rumble strips)接触的情形进行检测的技术，已知下述的专利文献1所记载的技术。该齿纹标志带是在行驶车道的端部沿该行驶车道设置的路面凹凸。
该专利文献日本特开2007-90956号公报公开了如下内容：检测对车辆输入的振动的振幅和频率，在根据检测出的振动的振幅和频率检测到本车辆的车轮与齿纹标志带接触的情况下，向驾驶员通知该事项。
发明内容
另外，齿纹标志带以外的路面上的凹凸所引起的振动也被输入到行驶中的车辆。因此，有可能将由齿纹标志带以外的路面上的凹凸所产生的振动检测为由齿纹标志带产生的振动。
因此，本发明是鉴于上述的实际情况而提出的，其目的在于提供一种能够高精确度地对车轮与振动施加结构接触的情形进行检测的振动施加结构检测装置以及车辆控制装置。
本发明检测从路面输入到本车辆的振动，在振幅大于等于预先决定的规定振幅阈值的振动的频率大于等于预先决定的规定频率阈值的情况下，判断为车辆的车轮与齿纹标志带接触，并且在判断为存在车道偏离倾向的情况下，将判断为本车辆的车轮与振动施加结构接触的上述频率阈值和上述振幅阈值中的至少一个阈值设定为比未判断出存在车道偏离倾向的情况小的值。
根据本发明，由于在判断为存在车道偏离倾向的情况下，将判断为本车辆的车轮与振动施加结构接触的频率阈值和振幅阈值中的至少一个阈值设定为比未判断出存在车道偏离倾向的情况小的值，因此能够在未产生车道偏离倾向时将频率阈值或者振幅阈值设定得较大，能够防止将由齿纹标志带以外的凹凸产生的振动检测为由齿纹标志带产生的振动的情形，并且在存在车道偏离倾向时，能够高精确度地检测车辆与振动施加结构接触的情形。
附图说明
图1是表示应用了本发明的车辆控制装置的结构的框图。
图2是表示应用了本发明的车辆控制装置的控制器的功能性结构的框图。
图3是关于应用了本发明的车辆控制装置进行动作时的车辆运动的说明图。
图4是表示由应用了本发明的车辆控制装置进行的整体动作的流程图。
图5是表示由应用了本发明的车辆控制装置进行的路外偏离判断处理的流程图。
图6是表示由应用了本发明的车辆控制装置检测本车辆驶上了齿纹标志带的情形的时序图。
图7是说明在应用了本发明的车辆控制装置中发出的警报标志的时序图。
图8是应用了本发明的车辆控制装置的设置座位安全带动作标志的时序图。
图9是应用了本发明的车辆控制装置的设置加速踏板动作判断标志的时序图。
图10是应用了本发明的车辆控制装置的设置发动机转矩动作标志的时序图。
图11是应用了本发明的车辆控制装置的设置横摆力矩动作标志的时序图。
图12是应用了本发明的车辆控制装置的设置减速控制动作标志的时序图。
图13是应用了本发明的车辆控制装置的针对座位安全带动作标志的座位安全带卷起量的时序图。
图14是应用了本发明的车辆控制装置的针对加速踏板动作判断标志的加速踏板反作用力的时序图。
图15是应用了本发明的车辆控制装置的针对发动机转矩动作标志的发动机转矩控制量的时序图。
图16是应用了本发明的车辆控制装置的针对横摆力矩动作标志的横摆力矩控制量的时序图。
图17是应用了本发明的车辆控制装置的针对减速控制动作标志的减速指令值的时序图。
图18是表示在应用了本发明的车辆控制装置中(a)右侧车轮的频率阈值、(b)左侧车轮的频率阈值、(c)行驶道路偏离标志、(d)右侧车轮的齿纹标志带检测标志的关系的时序图。
图19是表示在应用了本发明的车辆控制装置中(a)右侧车轮的频率阈值、(b)左侧车轮的频率阈值、(c)本车辆的横向位置的关系的时序图。
图20是表示在应用了本发明的车辆控制装置中(a)右侧车轮的频率阈值、(b)左侧车轮的频率阈值、(c)行驶道路偏离标志、(d)右侧车轮的齿纹标志带检测标志、(e)横向速度的关系的时序图。
图21是表示在应用了本发明的车辆控制装置中(a)在高速公路上的频率阈值、(b)在普通道路上的频率阈值的时序图。
图22是表示在应用了本发明的车辆控制装置中(a)在高速公路上产生了行驶道路右侧偏离倾向时的频率阈值、(b)在高速公路或者普通道路上产生了行驶道路左侧偏离倾向时的频率阈值、(c)在普通道路上产生了行驶道路右侧偏离倾向时的频率阈值的时序图。
图23是表示在应用了本发明的车辆控制装置中，加速度、矩形波信号、齿纹标志带检测标志的关系的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(车辆控制装置的整体结构)
本发明的实施方式所示的车辆控制装置例如图1所示那样构成。该车辆控制装置检测齿纹标志带(振动施加结构)与本车辆的车轮胎接触(本车辆的车轮胎驶上了齿纹标志带)的情形，该检测齿纹标志带设置在本车辆行驶的道路(行驶车道)的车道侧端或者道路边界(行驶道路与路肩的边界)处，对车辆施加振动。由此，车辆控制装置检测本车辆有可能偏离到道路外的情形，来进行防止本车辆偏离到路外(从道路偏离)的动作。
齿纹标志带是指沿行驶道路延伸方向设置的由路面上的台阶或者凹坑形成的凹凸。因而，在车辆的车轮胎驶上(接触到)齿纹标志带时，本车辆产生噪声和/或振动。由此，在本车辆开始偏离路外时，能够提醒本车辆的驾驶员注意。
车辆控制装置将摄像机2、车轮速度传感器3、车辆系统4连接在控制器1上。
摄像机2是外界识别传感器，用于通过拍摄本车辆前方来检测正在行驶的车道(以下记载为本车道或者行驶车道)内的本车辆位置。该摄像机2例如设置在本车辆的前侧，将前方几米的车道区分线设为可拍摄的摄像范围。摄像机2每隔规定时间将摄像机图像输出到控制器1。
控制器1从由摄像机2拍摄到的摄像机图像中检测车道区分线，根据检测出的车道区分线来检测行驶车道内的本车辆的横摆角Φ、横向变位X、行驶车道的曲率β、车道类别L_class。此外，横向变位X表示车道宽度方向上的车道中心到本车辆的距离，横摆角Φ表示车道延伸方向与本车辆行进方向所形成的角，车道类别L_class表示车道区分线是行驶道路侧端的车道区分线(实线的车道区分线)、还是行驶道路内的车道区分线(虚线的车道区分线)。根据从由摄像机2拍摄到的摄像机图像中检测出的车道区分线来检测这些横摆角Φ、横向变位X、曲率β以及车道类别L_class的方式是公知的技术，因此不特别地详细进行记述，例如将拍摄到的图像变换为鸟瞰图像，根据鸟瞰图像上的车道区分线相对于图像上下方向的角度来检测横摆角Φ，根据鸟瞰图像上的车道区分线的左右方向位置来检测横向变位X，根据鸟瞰图像上的车道区分线的曲率来检测本车道的曲率β，根据鸟瞰图像上的车道区分线的形状来检测车道区分线的种类L_class。
车轮速度传感器3测量本车的车轮速度。车轮速度传感器3分别设置于本车辆的四个车轮。车轮速度传感器3将车轮速度信号输出到控制器1。由此，控制器1能够对本车辆的每个车轮检测车轮速度，并且求出车辆的行驶速度等。
车辆系统4包括制动控制装置41、发动机控制装置42、加速踏板控制装置43、座位安全带控制装置44。车辆系统4中的各控制装置41～44根据来自控制器1的控制信号，来进行用于防止本车辆偏离到路外的控制(以下称为路外偏离防止控制)。
控制器1实际上由ROM、RAM、CPU等构成，具有能够通过该CPU按照保存在ROM中的路外偏离防止用程序进行处理来实现的功能。
控制器1判断是否存在本车辆从行驶车道偏离的可能性，即是否存在车道偏离倾向，并且检测从路面输入到本车辆的车轮的振动。控制器1在检测出的该振动中的、振幅大于等于预先决定的规定振幅阈值的振动的频率大于等于预先决定的规定频率阈值的情况下，判断为本车辆的车轮与齿纹标志带接触。这种控制器1在判断为存在车道偏离倾向的情况下，将频率阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时的频率阈值小的值。此外，在此，在本实施例中，车道偏离是指本车辆从正在行驶的车道(本车道或者行驶车道)的偏离(例如向对面的车道、相邻车道、路肩的偏离)，行驶道路偏离是指从车辆进行行驶的行驶道路的偏离(例如从行驶道路向路肩的偏离)。另外，路外偏离是指从包含行驶道路、路肩等的道路的偏离(参照图3)。
为了本车辆高精确度地检测齿纹标志带而由控制器1调整频率阈值。首先，控制器1事先设定规定频率阈值。控制器1根据横向变位X、横摆角Φ、行驶车道的曲率β以及车轮速度来判断是否存在本车辆从行驶车道偏离的可能性(判断本车辆是否存在车道偏离倾向)。控制器1利用表示是否存在本车辆从车道偏离的可能性的车道偏离判断标志和车道类别L_class来判断是否存在本车辆从行驶道路偏离的可能性(判断本车辆是否存在行驶道路偏离倾向)，在判断为存在行驶道路偏离倾向的情况下，变更频率阈值。
可能存在以下的状况：例如当摄像机2故障、行驶道路上积有厚雪或者行驶道路反射太阳光时，控制器1不能基于检测到的车道区分线来检测行驶车道内的横摆角Φ、横向变位X、行驶车道的曲率β和车道类别L_class。在这些状况下，控制器1判断为无车道偏离倾向或行驶道路偏离倾向。结果，没有设置车道偏离标志或行驶道路偏离标志，并且使频率阈值维持初始的值。
例如，在检测到本车辆存在车道偏离倾向而设置车道偏离判断标志并且偏离方向的车道类别L_class是实线的情况下，控制器1判断为存在行驶道路偏离倾向，从而进行变更以减小针对该偏离方向的车轮(左右车轮中的、产生了偏离倾向的方向侧的车轮，下面也记载为偏离方向车轮)的频率阈值。此时，控制器1不变更针对与偏离方向相反侧的车轮(左右车轮中的、与产生了偏离倾向的方向相反侧的车轮，下面也记载为偏离方向相反侧车轮)的频率阈值。
之后，在检测到偏离方向的车轮与齿纹标志带接触的情况下，控制器1将针对偏离方向的车轮的频率阈值恢复为初始的值。并且，控制器1减小针对与偏离方向相反侧的车轮的频率阈值。之后，在与偏离方向相反侧的车轮中检测到齿纹标志带的接触的情况下，控制器1将针对与偏离方向相反侧的车轮的频率阈值恢复为初始的值。
无论基于对车道偏离倾向的检测而使频率阈值保持为初始的值还是减小为较低的值，控制器1在检测到本车辆中的某一个车轮与齿纹标志带接触的情况下，进行对本车辆的运动进行控制的路外偏离防止控制以避免偏离到路外。
具体地说，控制器1使本车辆产生横摆力矩来使本车辆返回到行驶车道内，或者使本车辆产生用于降低速度的减速度。此时，控制器1算出用于进行控制本车辆的运动的路外偏离防止控制以防止本车辆偏离到路外的控制指令值，并将该控制指令值输出到车辆系统4。由此，控制器1在本车辆的车轮驶上了齿纹标志带时，向驾驶员通知存在本车辆偏离到路外的可能性，并且控制本车辆的制动力/驱动力来进行避免向路外偏离的路外偏离防止控制。
下面，针对控制器1的更详细的结构和动作进行说明。
(控制器1的功能性结构)
接着，参照图2说明上述车辆控制装置中的控制器1的功能性结构。
控制器1具有与摄像机2连接的车道偏离判断部11、行驶道路偏离判断部12、阈值设定部13。另外，控制器1具有与车轮速度传感器3连接的车轮速度算出部14、车轮加速度算出部15、矩形波生成部16。控制器1还具有齿纹标志带检测部17、路外偏离判断部19、控制动作判断部20。控制器1还具有与车辆系统4相连接的座位安全带动作指令值算出部21、发动机转矩指令值算出部22、制动液压指令值算出部23、横摆力矩指令值算出部24、加速踏板反作用力指令值算出部25。
车道偏离判断部11根据使用从摄像机2提供的摄像机图像求出的行驶车道内的本车辆的横摆角Φ、相对于车道中心的横向变位X、行驶车道的曲率β以及车轮速度，来进行判断是否存在本车辆从行驶车道偏离的可能性(是否产生了车道偏离倾向)的车道偏离判断。该车道偏离判断中的判断方法稍后记述。车道偏离判断部11在判断为存在本车辆从行驶车道偏离的车道偏离倾向的情况下，设置车道偏离判断标志。该车道偏离判断标志是根据本车辆相对于行驶车道要向左还是向右偏离的偏离方向而按右侧偏离、左侧偏离生成的。该车道偏离判断标志被提供给行驶道路偏离判断部12。
行驶道路偏离判断部12根据从车道偏离判断部11提供的车道偏离判断标志和利用从摄像机2提供的摄像机图像求出的车道类别L_class，进行判断本车辆是否要从行驶道路偏离(是否产生了行驶道路偏离倾向)的行驶道路偏离判断。具体地说，在设置了车道偏离标志且根据车道类别L_class判断的偏离方向侧的车道区分线是实线的情况下，判断为产生了行驶道路偏离倾向。此外，在本实施方式中，车道类别L_class设为实线的车道区分线和虚线的车道区分线这两种，但是不限定于此。例如也可以将车道类别L_class设为实线的车道区分线、虚线的车道区分线以及双线的车道区分线这三种，在偏离方向侧的车道区分线是实线或者双线的情况下，判断为产生了行驶道路偏离倾向。即，只要能够判断车道类别L_class是否为行驶道路侧端的车道区分线即可。另外，也可以事先将行驶道路侧端的车道区分线的形状和行驶道路内的车道区分线的形状与导航的地图信息相对应地进行存储，通过将所存储的信息与拍摄到的车道区分线的形状进行比较来判断是否为行驶道路侧端的车道区分线。
控制器1在本车辆要从行驶道路偏离的情况下，设置行驶道路偏离标志。该行驶道路偏离标志与从车道偏离判断部11提供的车道偏离判断标志一起被提供给阈值设定部13和路外偏离判断部19。此外，行驶道路偏离标志表示是否存在本车辆从行驶道路偏离的可能性，其表示在本车辆从行驶道路偏离的情况下在行驶车道外是否存在行驶道路。也就是说，行驶道路偏离和车道偏离都是从行驶车道的偏离，由于偏离到的目的地是否为行驶道路外的差异，因此行驶道路偏离也可以说是本车辆从车道偏离的车道偏离的一个方式。
此外，上述车道偏离判断部11也可以根据车道区分线的车道类别L_class来判断偏离方向的车道区分线是否为实线，在检测出的车道区分线是实线的情况下，检测该实线的车道区分线与相对于车道中心的横向变位(当前的横向变位X或者规定时间后的横向变位)之间的距离。由此，仅在偏离实线的车道区分线(即从行驶道路偏离)到达齿纹标志带的可能性高时，变更后述的频率阈值。
阈值设定部13根据从行驶道路偏离判断部12提供的行驶道路偏离标志(车道偏离倾向)、利用从摄像机2提供的摄像机图像求出的相对于车道中心的横向变位X、道路类别以及偏离方向，来设定频率阈值。该频率阈值被提供给齿纹标志带检测部17。此外，关于上述阈值设定部13中的频率阈值，稍后记述。
车轮速度算出部14根据从车轮速度传感器3提供的车轮速度脉冲，算出本车辆的右前车轮、左前车轮、右后车轮、左后车轮的车轮速度。该各车轮的车轮速度被提供给车轮加速度算出部15。
车轮加速度算出部15根据从车轮速度算出部14提供的各车轮的车轮速度，例如通过对各车轮的车轮速度进行微分算出各车轮的车速加速度。该各车轮的加速度被提供给齿纹标志带检测部17。
齿纹标志带检测部17首先将由车轮加速度算出部15算出的各车轮的车轮加速度的绝对值与预先决定的振幅阈值A进行比较，来生成各车轮的矩形波信号。具体地说，如图23所记载的那样，在车轮的加速度的绝对值大于等于预先决定的振幅阈值A的情况下，输出1的信号，在车轮的加速度的绝对值小于振幅阈值A的情况下，输出0的信号，由此生成矩形波信号。此外，通过实验等预先求出在车轮与齿纹标志带接触的情况下车轮所产生的加速度，根据通过该实验求出的加速度来设定该振幅阈值A。
这样，控制器1根据各车轮的车轮速度求出车轮加速度，根据该各车轮的车轮加速度的绝对值和振幅阈值A，生成矩形波信号。因而，例如根据如下的车轮加速度(振幅大于等于振幅阈值A的加速度)生成矩形波信号，该车轮加速度大于等于排除沥青表面等路面的小凹凸的影响后的、车轮驶上了齿纹标志带时产生的加速度。
接着，齿纹标志带检测部17根据从行驶道路偏离判断部12获得的行驶道路偏离标志以及各车轮的矩形波信号的频率是否超过了从阈值设定部13获得的频率阈值，来检测各车轮是否接触到了齿纹标志带。具体地说，如图23所记载的那样，在预先决定的规定时间Ta(例如30msec)的期间中的矩形波的个数大于等于后述的由阈值设定部13设定的阈值个数的情况下，即在矩形波信号的频率大于等于规定频率的情况下，检测出车轮与齿纹标志带接触。因而，由阈值设定部13设定的频率阈值为表示矩形波的个数的值。在检测到齿纹标志带的接触的情况下，齿纹标志带检测部17将关于该车轮的齿纹标志带检测标志(包含表示接触到齿纹标志带的车轮是哪个车轮的信息的标志)提供给路外偏离判断部19。此外，在此，由阈值设定部13设定的频率阈值即矩形波的个数也可以与车速相应地以车速越大而频率阈值越大即矩形波的个数越多的方式设定成可变。
此外，车辆控制装置也可以为了判断各车轮与齿纹标志带的接触，而在各车轮上设置上下G(上下加速度)传感器，来与上述同样地判断车轮与齿纹标志带的接触。在这种情况下，控制器1根据由上下G传感器检测出的车轮的上下加速度，来判断车轮的上下震动的振动频率是否表示各车轮与齿纹标志带之间的接触。即，齿纹标志带由按每个预先决定的规定距离设置的台阶或者凹坑形成，因此通过实验等预先求出在车轮与齿纹标志带接触时对各车轮输入的上下加速度的大小来事先设定振幅阈值A，根据由上下G传感器检测出的车轮的加速度和振幅阈值A生成矩形波信号，如果矩形波信号的频率超过规定频率阈值，则能够判断为本车辆的车轮与齿纹标志带相接触。
路外偏离判断部19根据从齿纹标志带检测部17提供的各车轮的齿纹标志带检测标志和从行驶道路偏离判断部12提供的车道偏离判断标志，来判断本车辆偏离到路外的可能性是否较高。在此，利用图5详细记述路外偏离判断部19的处理内容。此外，在检测出某一个车轮与齿纹标志带接触时(在后述的图4所记载的步骤S6中，在检测到某一个车轮与齿纹标志带接触时)开始下述处理。
在步骤S21中，根据从行驶道路偏离判断部12提供的行驶道路偏离标志，来判断本车辆是否产生了从行驶道路偏离的偏离倾向。如果行驶道路偏离标志是表示产生从行驶道路偏离的偏离倾向的标志，则进入步骤S22，如果不是表示产生从行驶道路偏离的偏离倾向的标志，则再次判断是否产生从行驶道路偏离的偏离倾向。
在步骤S22中，根据从齿纹标志带检测部17提供的齿纹标志带检测标志和从行驶道路偏离判断部12提供的车道偏离标志，判断偏离方向车轮是否接触到了齿纹标志带(接触到齿纹标志带的车轮是否为偏离方向车轮)。即，在从齿纹标志带检测部17提供的齿纹标志带检测标志所表示的接触到齿纹标志带的车轮是车辆右侧车轮且车道偏离标志所表示的车道偏离方向是右方向的情况下，判断为偏离方向车轮与齿纹标志带接触。同样地，在接触到齿纹标志带的车轮是车辆左侧且车道偏离标志所表示的车道偏离方向是左方向的情况下，判断为偏离方向车轮与齿纹标志带接触。在判断为偏离方向车轮与齿纹标志带接触的情况下，进入步骤S23，在判断为不是偏离方向车轮与齿纹标志带接触的情况下，再次判断是否产生从行驶道路偏离的偏离倾向。
在步骤S23中开始由未图示的计时器进行计时，并进入步骤S24。
在步骤S24中，根据从齿纹标志带检测部17提供的齿纹标志带检测标志和从行驶道路偏离判断部12提供的车道偏离标志，判断偏离方向相反侧车轮(与偏离方向相反侧的车轮)是否接触到了齿纹标志带。即，在从齿纹标志带检测部17提供的齿纹标志带检测标志所表示的接触到齿纹标志带的车轮是车辆右侧车轮且车道偏离标志所表示的车道偏离方向是左方向的情况下，判断为偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触。同样地，在接触到齿纹标志带的车轮是车辆左侧且车道偏离标志所表示的车道偏离方向是右方向的情况下，判断为偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触。在判断为偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触的情况下，进入步骤S25。
在前述的步骤S22中判断为偏离方向车轮与齿纹标志带接触、在步骤S24中判断为偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触的情况是指在本车辆从行驶道路偏离的过程中偏离方向车轮与齿纹标志带接触之后偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触的情况，可以说路外偏离的可能性高。即，在偏离方向车轮与齿纹标志带接触的时刻可以说产生了路外偏离的倾向，并且，之后在偏离方向相反侧车轮与齿纹标志带接触的情况下，可以说成为路外偏离的可能性高的状态。在步骤S25中设置表示路外偏离的可能性高的路外偏离标志，并输出到控制动作判断部20。
另一方面，在步骤S24中判断为偏离方向相反侧车轮未接触到齿纹标志带的情况下，在步骤S26中判断开始计时的计时器的计时时间是否大于等于规定时间(例如20sec)。在计时器的计时时间大于等于规定时间的情况下，进入步骤S27，在计时器的计时时间不足规定时间的情况下，返回步骤S24，再次判断偏离方向相反侧车轮是否接触到了齿纹标志带。
在步骤S27中清除计时器的计时时间，并且结束计时。即，计时器的计时时间是从判断为偏离方向车轮与齿纹标志带接触的时刻起的经过时间，在该经过时间大于等于规定时间的情况下，存在如下可能性：根据偏离方向车轮与齿纹标志带接触的情形，驾驶员注意到本车辆有偏离到路外的倾向而向返回到行驶道路内侧的方向进行了操作。因此，清除计时器的计时时间，并且结束计时。
控制动作判断部20根据从路外偏离判断部19提供的路外偏离标志和从齿纹标志带检测部17提供的齿纹标志带检测标志，来进行用于控制车辆系统4的控制动作判断。控制动作判断部20将控制车辆系统4的各部分的控制信号提供给座位安全带动作指令值算出部21、发动机转矩指令值算出部22、制动液压指令值算出部23、横摆力矩指令值算出部24、加速踏板反作用力指令值算出部25。
座位安全带动作指令值算出部21根据从控制动作判断部20提供的控制动作判断结果，算出座位安全带动作指令值，并将该指令值提供给座位安全带控制装置44。
发动机转矩指令值算出部22根据从控制动作判断部20提供的控制动作判断结果，算出发动机转矩指令值，并将该指令值提供给发动机控制装置42。
制动液压指令值算出部23根据从控制动作判断部20提供的控制动作判断结果，算出制动液压指令值，并将该指令值提供给制动控制装置41。
横摆力矩指令值算出部24根据从控制动作判断部20提供的控制动作判断结果，算出横摆力矩指令值，并将该指令值提供给制动控制装置41。
在从控制动作判断部20提供了控制动作指令的情况下，加速踏板反作用力指令值算出部25算出加速踏板反作用力指令值，并将该指令值提供给加速踏板控制装置43。
(车辆控制装置的整体动作)
接着，针对如上所述那样构成的车辆控制装置的用于防止偏离路外的整体动作进行说明。
例如图3所示，针对关于如下情况的动作进行说明：本车辆从位置P 1处行驶，横穿实线的行驶车道L1，在位置P2处右前车轮R驶上了齿纹标志带RS，之后在位置P3处左前车轮L驶上了齿纹标志带RS，并驶过位置P4。
车辆控制装置在本车辆行驶时每隔固定间隔连续地进行如图4所示那样的动作。
首先，在步骤S1中，控制器1读入摄像机2的摄像机图像、车轮速度传感器3的检测值以及预先存储的各种数据。具体地说，读入基于摄像机2的摄像机图像的横向变位X、横摆角Φ、行驶车道的曲率β、车道类别L_class、各车轮的车轮速度Vwi(i＝1～4)。
在接下来的步骤S2中，由控制器1的车轮速度算出部14算出本车速V。在本实施方式中，控制器1在普通行驶时例如是后车轮驱动的车辆的情况下，算出前车轮的车轮速度Vw1、Vw2的平均值，作为本车速V。具体地说，控制器1通过下述的式1算出本车速V。
V＝(Vw1+Vw2)/2  (式1)
此外，在使用了ABS控制等的车速的系统进行动作的情况下，也可以利用在这种系统中使用的本车速(估计车速)。
在接下来的步骤S3中，由阈值设定部13设定频率阈值(具体地说是每个预先决定的规定时间Ta的期间中的矩形波的个数)。该频率阈值是对每个车轮求出的。右前车轮的频率阈值是vRS_FR_th，左前车轮的频率阈值是vRS_FL_th，右后车轮的频率阈值是vRS_RR_th，左后车轮的频率阈值是vRS_RL_th。频率阈值设定部13将各车轮的频率阈值设定为预先存储的规定值。
该规定值需要是在车轮未与齿纹标志带RS接触时不会错误判断为车轮与齿纹标志带RS接触的较高的值，例如设定20左右的值。
在接下来的步骤S3中，由车道偏离判断部11进行车道偏离判断。此时，车道偏离判断部11根据在步骤S1中读入的基于摄像机图像的横向变位X、横摆角Φ、行驶车道的曲率β以及在步骤S2中算出的本车速V，进行车道偏离判断。此时，车道偏离判断部11首先算出偏离估计量。在本实施方式中，利用在步骤S2中算出的本车速V、基于摄像机图像的横向变位X、横摆角Φ、行驶车道的曲率β，按照下述式2算出偏离估计量Xs。此外，基于摄像机图像的横向变位X、横摆角Φ、行驶车道的曲率β都将左方向设为正、右方向设为负。
Xs＝Tt×V×(Φ+Tt×V×β)+X    (式2)
在此，Tt是前方注视距离算出用的车头时距(timeheadway)，是预先决定的规定时间。即，偏离估计量Xs表示车头时距(规定时间)后的横向变位。
然后，控制器1将算出的偏离估计量Xs与预先决定的偏离判断阈值Xc(即，预先决定的规定的横向变位)进行比较，来判断是否存在本车辆从车道偏离的可能性(偏离的倾向)。具体地说，假设下述(1)～(3)的情况。
(1)控制器1在算出的偏离估计量Xs大于等于偏离判断阈值Xc(Xs≥Xc)的情况下，判断为存在本车辆向左侧偏离的倾向，将车道偏离判断标志Fld设定为“左(LEFT)”。
(2)控制器1在算出的偏离估计量Xs小于等于偏离判断阈值Xc的负值(Xs≤-Xc)的情况下，判断为存在本车辆向右侧偏离的倾向，将车道偏离判断标志Fld设定为“右(RIGHT)”。
(3)控制器1在不符合上述情况(1)、(2)的情况下，判断为本车辆不存在从车道偏离的倾向，将车道偏离判断标志Fld设定为“关闭(OFF)”。
在接下来的步骤S4中，控制器1利用行驶道路偏离判断部12进行行驶道路偏离判断。此时，行驶道路偏离判断部12根据在步骤S1中读入的基于摄像机图像确定的车道类别L_class和在步骤S4中设定的车道偏离判断标志Fld，进行本车辆是否存在从行驶道路偏离的倾向的判断即行驶道路偏离判断。例如，在车道偏离判断标志Fld为“右”且作为偏离方向的右方向的车道类别L_class是实线的情况下，行驶道路偏离判断部12将行驶道路偏离标志Flg_road_depart的值设为“1”。同样地，在车道偏离判断标志Fld为“左”且作为偏离方向的左方向的车道类别L_class是实线的情况下，行驶道路偏离判断部12将行驶道路偏离标志Flg_road_depart的值设为“1”。即，在产生了车道偏离倾向的状态下，如果偏离方向的车道类别是实线，则将行驶道路偏离标志Flg_road_depart的值设为“1”，除此以外的情况将行驶道路偏离标志Flg_road_depart的值设为“0”。
在接下来的步骤S5中，阈值设定部13变更频率阈值。此外，稍后详细记述该频率阈值的变更处理。
在接下来的步骤S6中，齿纹标志带检测部17利用在步骤S6中设定的频率阈值，检测本车辆的各车轮是否接触到了齿纹标志带。在检测到本车辆的某个车轮与齿纹标志带接触的情况下，将处理进入步骤S7，在未检测到的情况下，将处理返回到步骤S1。
在此，是否接触到齿纹标志带的检测针对各车轮都进行。如图6所示，在如(1)那样在右前车轮FR处检测到齿纹标志带RS的情况下，将右前车轮检测标志fRS_HIT_FR设为“1”，在如(3)那样在左前车轮FL处检测到齿纹标志带RS的情况下，将左前车轮检测标志fRS_HIT_FL设为“1”，在如(2)那样在右后车轮RR处检测到齿纹标志带RS的情况下，将右后车轮检测标志fRS_HIT_RR设为“1”，在如(4)那样在左后车轮RL处检测到齿纹标志带RS的情况下，将左后车轮检测标志fRS_HIT_RL设为“1”。此外，将这些右前车轮检测标志fRS_HIT_FR、左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右后车轮检测标志fRS_HIT_RR、左后车轮检测标志fRS_HIT_RL统称为齿纹标志带检测标志。
此外，在下面的说明中，记载在前车轮处检测到齿纹标志带RS时的控制动作，但是也可以在后车轮处检测到齿纹标志带RS时进行控制动作。另外，下面示出偏离到右侧的例子，在偏离到左侧时，利用相反侧的标志进行相同的处理。
在步骤S7中，由路外偏离判断部19根据由齿纹标志带检测部17设定的齿纹标志带检测标志和由行驶道路偏离判断部12设定的行驶道路偏离标志Flg_road_depart来判断本车辆偏离到路外的可能性是否高。在判断为本车辆偏离到路外的可能性高的情况下，设置表示本车辆偏离到路外的可能性高的路外偏离标志。
在接下来的步骤S8中，控制器1利用控制动作判断部20进行警报装置44的警报动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志、在步骤S7中判断出的右前车轮检测标志fRS_HIT_FR、左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右后车轮检测标志fRS_HIT_RR、左后车轮检测标志fRS_HIT_RL来进行警报动作判断。
例如，利用图7说明如图3那样本车辆从行驶道路向右方向偏离的情况。在本车辆产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图7中的(A))之后右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”的情况下(图7中的(B))，虽然未设置路外偏离标志，但是右前车轮检测标志fRS_HIT_FR(齿纹标志带检测标志)被设置为“1”。在这种情况下，将针对路外偏离的一次警报标志fWOW_FIRST设置为“fWOW_FIRST＝1”来进行一次警报。然后，在将右前车轮检测标志fRS_HIT_FR设为“1”之后，左前车轮检测标志fRS_HIT_FL变为“fRS_HIT_FL＝1”的情况下(图7中的(C))设置路外偏离标志，并且将左前车轮检测标志fRS_HIT_FL(齿纹标志带检测标志)设置为“1”。这种情况下，将二次警报标志fWOW_SECOND设置为“fWOW_SECOND＝1”来进行针对路外偏离的二次警报。在此，上述二次警报相对于一次警报更明确地向驾驶员通知本车辆偏离到路外的可能性。具体地说，例如使二次警报的警报音大于一次警报的警报音、或者将一次警报仅设为警报音而将二次警报设为警报音和警报灯的点亮等二次警报相对于一次警报向驾驶员进行更强的警报。
此外，在本例中，针对右侧偏移使一次警报标志fWOW_FIRST、二次警报标志fWOW_SECOND之间进行变换，针对向左侧的行驶车道L1偏离的左侧偏离，也利用左侧车轮的检测标志实施同样的处理。下面同样地，对如图3那样本车辆从行驶车道向右方向偏离的情况进行说明，但是同样地针对向左侧的行驶车道L1偏离的左侧偏离，也利用左侧车轮的检测标志实施同样的处理。
在接下来的步骤S9中，控制器1利用控制动作判断部20进行座位安全带控制动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志和左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右前车轮检测标志fRS_HIT_FR来进行座位安全带动作判断。
例如在右侧产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图8中的(A))、之后右前车轮驶上了齿纹标志带RS而右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”的情况下(图8中的(B))，虽然未设置路外偏离标志，但是右前车轮检测标志fRS_HIT_FR(齿纹标志带检测标志)被设置为“1”。在这种情况下，将一次座位安全带动作标志fPSB1_ACT设为“1”。并且，之后，在左前车轮驶上了齿纹标志带RS而左前车轮检测标志fRS_HIT_FL变为“1”的情况下(图8中的(C))，设置路外偏离标志且将左前车轮检测标志fRS_HIT_FL(齿纹标志带检测标志)设置为“1”。在这种情况下，将二次座位安全带动作标志fPSB2_ACT设为“1”。
在接下来的步骤S10中，控制器1利用控制动作判断部20进行加速踏板控制动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志和左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右前车轮检测标志fRS_HIT_FR进行加速踏板控制动作判断。
例如，在右侧产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图9中的(A))、之后在右前车轮驶上了齿纹标志带RS而右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”的情况下(图9中的(B))，虽然没有设置路外偏离标志，但将右前车轮检测标志fRS_HIT_FR(齿纹标志带检测标志)设置为“1”。在这种情况下，将一次加速踏板动作标志fFFP1_ACT设为“1”。并且，之后，在左前车轮驶上了齿纹标志带RS而左前车轮检测标志fRS_HIT_FL变为“1”的情况下(图9中的(C))，设置路外偏离标志且将左前车轮检测标志fRS_HIT_FL(齿纹标志带检测标志)设置为“1”。在这种情况下，将二次加速踏板动作标志fFFP2_ACT设为“1”。
在接下来的步骤S11中，控制器1利用控制动作判断部20进行发动机转矩控制动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志和左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右前车轮检测标志fRS_HIT_FR来进行发动机转矩控制动作判断。
例如在右侧产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图10中的(A))、之后右前车轮驶上了齿纹标志带RS而右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”的情况下(图10中的(B))，虽然未设置路外偏离标志，但是右前车轮检测标志fRS_HIT_FR(齿纹标志带检测标志)被设置为“1”。在这种情况下，将一次发动机动作标志fETRQ1_ACT设为“1”。并且，之后，在左前车轮驶上了齿纹标志带RS而左前车轮检测标志fRS_HIT_FL变为“1”的情况下(图10中的(C))，设置路外偏离标志且将左前车轮检测标志fRS_HIT_FL(齿纹标志带检测标志)设置为“1”。在这种情况下，将二次发动机动作标志fETRQ2_ACT设为“1”。
在接下来的步骤S12中，控制器1利用控制动作判断部20进行横摆力矩控制动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志和右前车轮检测标志fRS_HIT_FR、左前车轮检测标志fRS_HIT_FL进行横摆力矩控制动作判断。
例如，在右侧产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图11中的(A))、之后右前车轮驶上了齿纹标志带RS而右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”的情况下(图11中的(B))，虽然未设置路外偏离标志，但右前车轮检测标志fRS_HIT_FR(齿纹标志带检测标志)被设置为“1”。在这种情况下，将一次横摆力矩动作标志fMOM1_ACT设为“1”。
在接下来的步骤S13中，控制器1利用控制动作判断部20进行减速控制动作判断。具体地说，根据在步骤S7中设置的路外偏离标志和左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右前车轮检测标志fRS_HIT_FR来进行减速控制动作判断。
例如在右侧产生行驶道路偏离倾向而车道偏离判断标志Fld变为“右”(图12中的(A))、之后右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”(图12中的(B))、进一步左前车轮检测标志fRS_HIT_FL变为“1”(图12中的(C))的情况下，设置路外偏离标志。在这种情况下，将用于使本车辆减速的减速动作标志fPCMD_ACT设为“1”。
在接下来的步骤S14中，控制器1利用座位安全带动作指令值算出部21算出座位安全带控制量。如图13所示，根据在步骤S9中判断出的座位安全带动作标志，算出座位安全带控制量。例如，在一次座位安全带动作标志fPSB1_ACT变为“1”的情况下，以A这样预先决定的规定的卷起量在规定时间内卷起座位安全带，使座位安全带的张力增大。在一次座位安全带动作之后二次座位安全带动作标志fPSB2_ACT变为“1”的情况下，通过比一次座位安全带动作时大的力，使卷起量在A～B的范围内卷起座位安全带。
在接下来的步骤S15中，控制器1利用加速踏板反作用力指令值算出部25算出加速踏板控制量。如图14所示，根据在步骤S10中判断出的加速踏板动作标志，算出加速踏板控制量。例如，在一次加速踏板动作标志fFFP1_ACT变为“1”的情况下，设为以A这样预先决定的规定的加速踏板反作用力量在规定时间内使加速踏板反作用力增加那样的指令值。在此，虽然设为规定量、规定时间，但是例如也可以使加速踏板反作用力进行动作直到横摆角变为0为止。另外，在一次加速踏板动作之后二次加速踏板动作标志fFFP2_ACT变为“1”的情况下，算出指令值使反作用力变为比一次加速踏板动作时的控制量A大的加速踏板反作用力B。另外，也可以根据偏离度算出指令值。
在接下来的步骤S16中，控制器1利用发动机转矩指令值算出部22算出发动机转矩减少控制量。如图15所示，根据在步骤S11中判断出的发动机转矩动作标志，算出发动机转矩减少控制量。例如在一次发动机动作标志fETRQ1_ACT变为“1”的情况下，设为如下指令值：在规定时间内使与驾驶员的加速踏板开度相应的发动机驱动转矩减少预先决定的规定发动机转矩减少控制量A。在一次发动机控制动作之后二次发动机动作标志fETRQ2_ACT变为“1”的情况下，算出指令值使减少控制量变为比一次发动机动作时的减少控制量A大的减少控制量B。
在接下来的步骤S17中，控制器1利用横摆力矩指令值算出部24算出横摆力矩控制量。如图16所示，根据在步骤S12中判断出的横摆力矩动作标志，算出横摆力矩控制量。例如在一次横摆力矩动作标志fMOM1_ACT变为“1”的情况下，设为如下指令值：在规定时间(例如2秒)内使预先决定的规定横摆力矩控制量进行动作。该指令值也可以根据车道偏离时的行驶车道内的本车辆的横摆角Φ、相对于车道中心的横向变位X、本车速V来改变控制量，将该指令值设为使本车辆的横摆角成为规定值的值。此外，算出基于横摆力矩控制量的指令值来作为使车辆产生设为目标的横摆力矩的左右车轮的制动液压差。
在接下来的步骤S18中，控制器1利用制动液压指令值算出部23算出减速控制量。如图17所示，根据在步骤S13中判断出的减速动作标志，算出减速控制量。例如在减速动作标志fPCMD_ACT变为“1”的情况下，算出指令值使得以预先决定的规定制动液压值，在规定时间内使车辆各车轮的致动器进行动作。另外，也可以是如下指令值：持续进行减速控制直到车速变为0为止。
在接下来的步骤S19中，控制器1将在步骤S14～步骤S18中算出的各控制量输出到车辆系统4。由此，控制器1对座位安全带控制装置44的座位安全带的卷起量、发动机控制装置42的发动机转矩量、制动控制装置41的制动液压、加速踏板控制装置43的加速踏板反作用力进行控制。
(齿纹标志带RS的检测处理)
接着，利用图23说明在如上所述那样进行动作的车辆控制装置的步骤S6中有控制器1检测齿纹标志带RS的处理。
首先，在车轮加速度算出部15中，控制器1检测各车轮的车轮加速度。具体地说，根据车轮速度算出部14检测出的各车轮的车轮速度Vwi(i＝1～4)，例如通过微分处理等算出各车轮的车轮加速度。此时，车轮加速度算出部15如下述的式3那样算出通过具有规定时间常数的带通滤波器f_BP(Vwi)后的值作为各车轮的车轮加速度Avwi(i＝1～4)。
Avwi＝f_BP(Vwi)  (i＝1～4)  (式3)
此外，f_BP是表示带通滤波器的函数。
接着，车轮加速度算出部15针对上述各车轮的车轮加速度Avwi，如下述的式4所示那样进行上限和下限的限幅处理。
Avwi_limit＝limit(Avwi)  (i＝1～4)  (式4)
在该式4中，limit()是进行上限和下限的限幅处理的函数。
齿纹标志带检测部17针对由上述车轮加速度算出部15进行限幅处理后的各车轮的车轮加速度Avwi_limit(i＝1～4)，生成各车轮各自的矩形波(用0和1表示的矩形波)。具体地说，矩形波生成部16通过下述式5生成与各车轮对应的矩形波。
Avwi_pulse＝f_pulse(Avwi_limit)  (i＝1～4)  (式5)
在该式5中，f_pulse是生成矩形波的函数。具体地说，如图23所示，是如下一种函数：将车轮加速度Avwi_limit的绝对值与规定振幅阈值A进行比较，在车轮加速度Avwi_limit的绝对值大于等于规定振幅阈值A的情况下，算出1，在车轮加速度Avwi_limit的绝对值小于规定振幅阈值A的情况下，算出0。
接着，齿纹标志带检测部17进行齿纹标志带检测处理。齿纹标志带检测部17在规定时间Ta(例如30msec)内针对与各车轮相对应地生成的矩形波Avwi_pulse的上升次数进行计数。在计数值大于等于在步骤S5中设定的(由阈值设定部13设定的)频率阈值的情况下，将齿纹标志带检测标志(右前车轮检测标志fRS_HIT_FR、左前车轮检测标志fRS_HIT_FL、右后车轮检测标志fRS_HIT_RR、左后车轮检测标志fRS_HIT_RL中的相对应的标志)的值设为“1”。
(频率阈值的变更处理)
在上述车辆控制装置中，频率阈值设定部13如下所示那样变更频率阈值。
关于该齿纹标志带RS的检测处理，在本车辆正在行驶车道内行驶的过程中，事先将右前车轮的频率阈值vRS_FR_th，左前车轮的频率阈值vRS_FL_th，右后车轮的频率阈值vRS_RR_th，左后车轮的频率阈值vRS_RL_th设为规定的较大的值(例如20)。由此，控制器1在普通的行驶过程中将频率阈值设为较大的值以得到在步骤S7中未检测到齿纹标志带RS的否定判断。然后，控制器1在成为如下说明的规定条件时减小频率阈值，从而容易地检测各车轮与齿纹标志带RS相接触的情形。
(频率阈值的变更处理)
接着，以本车辆产生了右方向的行驶道路偏离倾向的情况为例来说明频率阈值设定部13中的频率阈值的设定处理。关于频率阈值的变更处理，如图18所示，在时刻t1车道偏离判断标志Fld变为“右”、如(c)那样行驶道路偏离标志Flg_road_depart变为“1”时，如(a)那样减小偏离方向(右侧车轮)的频率阈值(例如设定为3)。与之相对，左侧车轮的频率阈值如(b)那样维持固定值(是上述的规定值，例如20)。
在之后的时刻t2，当本车辆的右前车轮与齿纹标志带RS接触时，由齿纹标志带检测部17检测接触到齿纹标志带RS的情形，右前车轮检测标志fRS_HIT_FR变为“1”。此时，由于已经在时刻t1减小了右前车轮的频率阈值，因此齿纹标志带检测部17能够高精确度地检测右前车轮与齿纹标志带RS接触的情形。另外，由于左侧车轮的频率阈值维持较高的值，因此能够抑制通过由于齿纹标志带以外的原因产生的本车辆的振动而错误检测为左侧车轮与齿纹标志带RS相接触。
之后，在从时刻t1起经过规定时间后的时刻t3，频率阈值设定部13将右侧车轮的频率阈值恢复为初始的值(例如20)。频率阈值设定部13在规定时间后将频率阈值恢复为初始的值，但是也可以在检测到右侧车轮与齿纹标志带RS接触的时刻t2将频率阈值恢复为初始的值。由此，抑制在右侧车轮与齿纹标志带RS接触之后右侧车轮再次接触到齿纹标志带RS的错误检测。
频率阈值设定部13在时刻t3减小左侧车轮的频率阈值直到达到规定值(例如3)。由此，能够高精确度地检测在右侧车轮与齿纹标志带RS接触之后本车辆进一步偏离而左侧车轮与齿纹标志带RS接触的情形。频率阈值设定部13在经过该规定时间后的时刻t4将该左侧车轮的频率阈值恢复为初始的值。
频率阈值也可以在规定时间内慢慢地减小。另外，也可以分别变更频率阈值使得右侧车轮的频率阈值与左侧车轮的频率阈值产生差。此时，越是想要更可靠地检测与齿纹标志带RS相接触的情形，频率阈值设定部13越是降低频率阈值，越是想要抑制虽然未接触齿纹标志带RS却检测为接触到了齿纹标志带RS的错误检测，频率阈值设定部13越是提高频率阈值。
如上所述，根据该车辆控制装置，在由行驶道路偏离判断部12判断为存在行驶道路偏离倾向的情况下，将频率阈值设定为比未判断出存在该行驶道路偏离倾向时的频率阈值小的值。由此，根据该车辆控制装置，能够在存在车道偏离倾向的情况下以高精确度检测齿纹标志带RS的接触，并能够在没有车道偏离倾向的情况下抑制齿纹标志带RS的接触的错误检测。这样，车辆控制装置能够高精确度地检测本车辆与齿纹标志带RS相接触的情形。此外，如上所述，行驶道路偏离是车道偏离的一个方式。因而，也可以将上述频率阈值在检测出车道偏离倾向的情况下(即，在车道偏离判断标志Fld为“右”或者“左”时)设定为比没有检测出车道偏离倾向时小的值。但是，在这种情况下，例如在双车道的行驶道路上，在产生向存在齿纹标志带的可能性低的相邻车道偏离的车道偏离倾向时也将上述频率阈值设定为较小的值，因此优选仅在如上所述那样检测出行驶道路偏离倾向的情况下将上述频率阈值设定为较小的值。
另外，根据该车辆控制装置，由于将与被判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的偏离方向的车轮相对应的频率阈值设定为较小，因此能够对存在与齿纹标志带RS接触的可能性的车轮来高精确度地检测齿纹标志带RS的接触，并能够抑制对除此以外的车轮错误检测为与齿纹标志带RS接触的情形。
并且，根据该车辆控制装置，将被判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的偏离方向的车轮的频率阈值在减小该频率阈值后经过规定时间后恢复为初始的值，因此在通过驾驶员的操作向行驶车道中央行驶时，不会一直保持减小频率阈值的状态，从而能够抑制错误检测。
另外，根据该车辆控制装置，将被判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的与偏离方向相反侧的车轮的频率阈值在判断为该偏离方向侧的车轮与齿纹标志带RS接触之后经过规定时间后设定为较小。由此，根据该车辆控制装置，能够提高偏离方向的车轮与齿纹标志带RS接触之后相反侧的车轮与齿纹标志带RS接触时的检测精确度。另外，车辆控制装置在偏离方向的车轮与齿纹标志带RS接触之后或者在将值减小之后的规定时间后，将该偏离方向的车轮的频率阈值恢复为初始的值，因此能够抑制错误检测。
并且，根据该车辆控制装置，将判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的与偏离方向相反侧的车轮的频率阈值在经过规定时间之后恢复为设定为较小之前的频率阈值，因此在通过驾驶员的操作向行驶车道中央行驶时，不会一直保持减小频率阈值的状态，从而能够抑制错误检测。
并且，根据该车辆控制装置，在判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下，将频率阈值设定为较小的值，在检测出车轮与齿纹标志带RS接触的情况下，对本车辆施加横摆力矩以避免本车辆偏离到行驶路外。由此，根据该车辆控制装置，能够高精确度地检测齿纹标志带RS来施加横摆力矩，并能够适当地抑制本车辆的运动。另外，根据该车辆控制装置，能够抑制齿纹标志带RS的错误检测，从而抑制错误地产生横摆力矩。
并且，根据该车辆控制装置，在判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下，将频率阈值设定为较小的值，在检测出本车辆的左右车轮中的一个车轮与齿纹标志带RS接触的情况下，对本车辆施加横摆力矩，在检测出本车辆的左右车轮中的一个车轮与齿纹标志带RS接触之后的规定时间内检测出另一个车轮与齿纹标志带RS接触的情况下，对本车辆施加减速度。由此，根据该车辆控制装置，能够高精确度地检测齿纹标志带RS并施加横摆力矩，之后在进一步检测到齿纹标志带RS时能够对本车辆施加减速度，能够适当地控制车辆的运动。根据该车辆控制装置，能够抑制齿纹标志带RS的错误检测，从而抑制错误地产生横摆力矩和减速度。
(频率阈值的变更处理的第一变形例)
接着，关于频率阈值的变更处理，参照图19说明变形例。
图19示出与根据相对于车道中心的横向变位X求出的距车道区分线的距离相应地变更频率阈值的频率阈值变更处理。
如图19的(c)所示，在与行驶车道内的横向位置相应的距右侧车道的距离为在时刻t11时小于等于规定值的情况下，由频率阈值设定部13检测该距右侧车道的距离。频率阈值设定部13根据基于由摄像机2拍摄到的摄像机图像的、从车道中心起的横向变位X，来判断该距右侧车道的距离。
此时，频率阈值设定部13如图19的(a)所示那样使偏离方向(右侧车轮)的频率阈值慢慢减小使得如时刻t11到t12那样距右侧车道的距离越小频率阈值越小。由此，频率阈值设定部13能够逐渐地高精确度地检测齿纹标志带RS。此外，在图19中使频率阈值慢慢减小，但是也可以使频率阈值呈阶梯式地减小。
与此相对地，左侧车轮的频率阈值如图19的(b)所示那样维持固定值。在本例中，也可以分别变更频率阈值使得右侧车轮的频率阈值与左侧车轮的频率阈值产生差。
在从时刻t11或者t12起经过规定时间之后的时刻t13，频率阈值设定部13将右侧车轮的频率阈值恢复为初始的值。频率阈值设定部13在规定时间之后将频率阈值恢复为初始的值，但是也可以在右侧车轮与齿纹标志带RS接触之后将频率阈值恢复为初始的值。
同时，频率阈值设定部13在时刻t13使左侧车轮的频率阈值减小到规定值。频率阈值设定部13在经过其规定时间后的时刻t14将该左侧车轮的频率阈值恢复为初始的值。
如上所述，频率阈值设定部13根据如图3的实线的行驶车道L1那样本车辆位置到车道区分线的距离减小频率阈值。此外，要变更频率阈值的到车道区分线的规定距离是根据驾驶员的驾驶特性，考虑经常在行驶车道右侧行驶的人、经常在行驶车道左侧行驶的人等，因此在通常情况下也可以根据本车辆正在行驶车道内的哪个位置行驶来改变要变更频率阈值的从车道中心起的横向变位X的规定值。另外，也可以在车道中央附近设置横向变位X的不灵敏区，在存在该不灵敏区以上的横向位置的移动的情况下，减小频率阈值。
如上所述，根据车辆控制装置，在根据从车道中心起的横向变位X被判断为存在车道偏离倾向的情况下，将频率阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时的频率阈值小的值。由此，根据该车辆控制装置，在存在车道偏离倾向的情况下，能够以高的精确度检测齿纹标志带RS，在没有车道偏离倾向的情况下，能够抑制齿纹标志带RS的错误检测。这样，车辆控制装置能够高精确度地检测本车辆接触齿纹标志带RS的情形。
另外，该车辆控制装置在从车道中心起的横向变位X和车道区分线之间的距离小于等于规定距离的情况下判断为存在车道偏离倾向，因此在根据从该车道中心起的横向变位X而判断为存在本车辆接触齿纹标志带RS的可能性时，能够将频率阈值变更为较小。因而，根据该车辆控制装置，在不存在到达齿纹标志带RS的可能性时，不将频率阈值变更为较小，从而能够抑制错误检测。
并且，根据该车辆控制装置，在车道区分线是实线的情况下，检测该实线的车道区分线与从车道中心起的横向变位X之间的距离来判断车道偏离倾向，因此仅在偏离实线的车道区分线而到达齿纹标志带RS时，将频率阈值变更为较小。因而，根据该车辆控制装置，在不存在到达齿纹标志带RS的可能性时，不将频率阈值变更为较小，从而能够抑制错误检测。
并且，根据该车辆控制装置，在车道区分线是实线且该实线的车道区分线与本车辆的位置之间的距离小于等于规定距离的情况下，判断为存在车道偏离倾向，因此仅在如图3的实线的行驶车道L 1那样本车辆越过实线的车道区分线而到达齿纹标志带RS时，将频率阈值变更为较小。因而，根据该车辆控制装置，在不存在到达齿纹标志带RS的可能性时，不将频率阈值变更为较小，从而能够抑制错误检测。
(频率阈值的变更处理的第二变形例)
在上述的频率阈值的变更处理中，将频率阈值恢复为初始的值的规定时间、频率阈值的降低，也可以是通过频率阈值设定部13进行调整。
如图20的(d)所示，在右侧车轮检测到齿纹标志带RS的接触时的图20的(e)的横向速度是根据由摄像机2获取的摄像机图像而通过频率阈值设定部13检测出的。在本车辆从行驶车道中央向车道区分线行驶时，该横向速度从时刻t21起开始逐渐变大。之后，当持续产生横向速度时，在时刻t21由车道偏离判断部11和行驶道路偏离判断部12检测出向右侧偏离的行驶道路偏离，行驶道路偏离标志Flg_road_depart被设为“1”。
当行驶道路偏离标志Flg_road_depart被设为“1”时，频率阈值设定部13如图20的(a)那样降低偏离方向(右侧)的车轮(右侧车轮)的频率阈值。
接着，频率阈值设定部13根据横向速度来估计到偏离方向相反侧的左侧车轮通过齿纹标志带RS为止的时间。频率阈值设定部13以在该估计时间内使左侧车轮的频率阈值减小到规定值那样的斜率降低该左侧车轮的频率阈值。由此，如图20的(b)所示那样，根据时刻t22的横向速度估计出左侧车轮的车轮与齿纹标志带RS接触的斜率，左侧车轮的频率阈值以该斜率从时刻t23到t24降低到规定值。
另外，频率阈值设定部13也可以在估计为左侧车轮与齿纹标志带RS接触的时刻t24，呈阶梯式地降低左侧车轮的频率阈值。
此外，频率阈值设定部13也可以利用发生行驶道路偏离的时刻t22或者接触到齿纹标志带RS的时刻t23中的任一时刻的横向速度来估计左侧车轮与齿纹标志带RS接触的时刻。另外，频率阈值设定部13也可以不用横向速度而利用横向加速度、横方向的移动量来估计左侧车轮与齿纹标志带RS接触的定时。
之后，频率阈值设定部13在使左侧车轮的频率阈值减小的规定时间后的时刻t25将左侧车轮的频率阈值恢复为初始的值。另外，左侧车轮的频率阈值也可以在左侧车轮检测到齿纹标志带RS时恢复为初始的值。
根据该车辆控制装置，在判断为被判断出存在车道偏离倾向的偏离方向侧的车轮与齿纹标志带RS接触之后，至少利用本车辆的横向速度来调整使该偏离方向相反侧的车轮的频率阈值减小的规定时间。由此，横向速度越高，车辆控制装置越是在短的期间内降低频率阈值。根据该车辆控制装置，能够在估计出与偏离方向相反的车轮与齿纹标志带RS接触的时刻降低频率阈值。由此，能够在接触齿纹标志带RS的可能性高时降低频率阈值，能够高精确度地检测齿纹标志带RS，并且能够抑制错误检测。
另外，根据该车辆控制装置，在根据本车辆的横向速度估计出的规定时间以内以规定的斜率将被判断为存在车道偏离倾向的偏离方向相反侧的车轮的频率阈值变更为规定的较小的值。由此，根据该车辆控制装置，能够在接触齿纹标志带RS的可能性高时，降低频率阈值，能够高精确度地检测齿纹标志带RS，并且能够抑制错误检测。
(频率阈值的变更处理的第三变形例)
接着，针对频率阈值的变更处理的第三变形例进行说明。
关于频率阈值的变更处理，也可以根据本车辆正在行驶的道路类别，来变更使被判断为存在车道偏离倾向的偏离方向的车轮的频率阈值减小时的斜率。控制器1例如与未图示的导航装置等相连接。从该导航装置向控制器1提供基于GPS信号的当前位置和从地图数据获取的本车辆正在行驶的道路类别信息。
在本车辆正在行驶的道路是作为高速道路的高速公路的情况下，如图21的(a)所示，频率阈值设定部13在判断为使频率阈值降低的时刻t31至时刻t32的整个期间，按规定的斜率逐渐降低频率阈值。该时刻t31如上所述那样由相对于车道中心的横向变位X、行驶道路偏离标志Flg_road_depart决定。
在本车辆正在行驶的道路是普通道路的情况下，如图21的(b)所示，频率阈值设定部13在判断为使频率阈值降低的时刻t31，呈阶梯式地降低频率阈值。
另外，道路类别信息也可以是道路类别的概念。也可以如下这样变更期间(t31～t32)：道路类别的概念例如越是包含高速公路等的上位概念，越是慢慢减小齿纹标志带检测阈值。并且，也可以道路类别的概念越是下位概念、例如包含普通道路的下位概念，越缩短期间(t31～t32)，呈阶梯式地减小齿纹标志带检测阈值。
这样，根据车辆控制装置，通过与道路类别相应地变更使频率阈值降低的斜率，来根据该道路类别高精确度地检测齿纹标志带RS，能够抑制错误检测。即，在路肩较宽的高速公路上，即使接触到齿纹标志带RS也能够通过驾驶员的驾驶操作引导至行驶车道内，因此通过延长使频率阈值降低的期间，而使得难以检测到齿纹标志带RS。另一方面，在没有路肩的普通道路上，有可能在接触到齿纹标志带RS之后接触到墙壁等，因此为了能够可靠地检测齿纹标志带RS而呈阶梯式地降低频率阈值。
(频率阈值的变更处理的第四变形例)
接着，针对频率阈值的变更处理的第四变形例进行说明。
关于频率阈值的变更处理，也可以根据本车辆正在行驶的道路类别和被判断为存在车道偏离倾向的偏离方向，来变更使被判断为存在车道偏离倾向的偏离方向的车轮的频率阈值减小时的斜率。
在本车辆正在行驶的道路是作为高速道路的高速公路且在右侧有路肩的高速道路上偏离方向是右侧的情况下，如图22的(a)所示，频率阈值设定部13在判断为使频率阈值降低的时刻t41至时刻t42的整个期间按规定的斜率逐渐降低频率阈值。该时刻t41如上所述那样由从车道中心起的横向变位X、行驶道路偏离标志Flg_road_depart决定。
在本车辆正在行驶的道路是高速公路或者普通道路且没有路肩的左侧是偏离方向的情况下，如图22的(b)所示，频率阈值设定部13在判断为使频率阈值降低的时刻t41，呈阶梯式地降低频率阈值。
在本车辆正在行驶的道路是普通道路且在右侧有路肩的普通道路上偏离方向是右侧的情况下，如图22的(c)所示，频率阈值设定部13在比判断为使频率阈值降低的时刻t41至时刻t42短的整个期间按规定的斜率逐渐降低频率阈值。因此，频率阈值设定部13以比图22的(a)所示的斜率更急剧的斜率降低频率阈值。
这样，根据车辆控制装置，通过与道路类别和偏离方向相应地变更使频率阈值降低的斜率，来根据该道路类别和偏离方向而高精确度地检测齿纹标志带RS，能够抑制错误检测。即，在向存在路肩的方向偏离的情况下，普通道路以比高速公路更急剧的斜率降低频率阈值。但是，在高速公路或者普通道路且向没有路肩的左侧偏离的情况下，需要高精确度地检测设置在对面车道上的齿纹标志带RS。因此，频率阈值设定部13在向没有路肩的方向偏离的情况下，呈阶梯式地降低齿纹标志带RS。因此，车辆控制装置能够根据该道路类别和偏离方向适当地降低频率阈值。
(第二实施方式)
在上述的实施方式中，示出了阈值设定部13变更频率阈值的例子。即，示出了在判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下将频率阈值设定为较小的值的例子。然而，也可以将由阈值设定部13设定的检测齿纹标志带时的阈值设为振幅阈值来代替频率阈值。即，通过减小被判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下的振幅阈值(即，图23中的阈值A)、增大未判断出存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下的振幅阈值(即，图23中的阈值A)也能够获得与实施例1相同的效果。此外，关于其它结构，由于与上述实施方式所记载的频率阈值的设定相同，因此省略说明。此外，当然也可以在判断为存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下减小频率阈值和振幅阈值这两个、在未判断出存在行驶道路偏离倾向(或者车道偏离倾向)的情况下增大频率阈值和振幅阈值这两个。
此外，上述实施方式是本发明的一例。因此，本发明不限定于上述的实施方式，当然除了本实施方式以外，只要是不脱离本发明所涉及的技术思想的范围，就能够根据设计等进行各种变更。
本申请要求2010年8月9日提交的日本专利申请2010-178,931的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (14)

1.一种振动施加结构检测装置，其特征在于，具备：
车道偏离判断单元，其判断是否存在本车辆从行驶车道偏离的可能性、即车道偏离倾向；
振动检测单元，其检测从路面输入到本车辆的振动；
接触判断单元，其在由上述振动检测单元检测出的振动中的、振幅大于等于预先决定的规定的振幅阈值的振动的频率大于等于预先决定的规定的频率阈值的情况下，判断为本车辆的车轮与振动施加结构接触，该振动施加结构在本车辆行驶的行驶道路外且沿该行驶道路的延伸方向设置并对车辆施加振动；以及
阈值设定单元，其设定上述振幅阈值和上述频率阈值，
其中，在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元将上述频率阈值和上述振幅阈值中的至少一个阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时小的值。
2.根据权利要求1所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
上述车道偏离判断单元检测本车辆行驶的行驶车道的车道区分线，检测本车辆在本车辆行驶的行驶车道内的的位置，检测该行驶车道内的本车辆的位置与上述车道区分线之间的距离，在检测出的该距离小于等于规定距离的情况下，判断为存在车道偏离倾向。
3.根据权利要求2所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元判断偏离方向一侧的车道区分线是否为行驶道路侧端的车道区分线，在偏离方向一侧的车道区分线是行驶道路侧端的车道区分线的情况下，将上述频率阈值和上述振幅阈值中的至少一个阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时小的值。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
上述车道偏离判断单元判断是否存在上述车道偏离倾向，并且检测产生了车道偏离倾向时的偏离方向，
上述振动检测单元将从路面输入到本车辆的左右车轮的各个车轮的振动检测为对本车辆输入的振动，
上述接触判断单元针对由上述振动检测单元检测出的分别输入到左右车轮的振动，判断振幅大于等于预先决定的规定的振幅阈值的振动的频率是否大于等于预先决定的规定的频率阈值，由此判断该左右车轮的各车轮是否与振动施加结构接触，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元仅将与上述左右车轮中的偏离方向一侧的车轮对应的上述频率阈值或者上述振幅阈值设定为比未判断出存在车道偏离倾向时小的值。
5.根据权利要求4所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元减小与上述偏离方向一侧的车轮对应的上述频率阈值或者上述振幅阈值，并在自该减小起经过了规定时间之后将减小了的上述频率阈值或者上述振幅阈值恢复为减小之前的值。
6.根据权利要求4所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，在自判断为偏离方向一侧的车轮与振动施加结构接触起经过了规定时间之后，上述阈值设定单元减小与偏离方向相反一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值。
7.根据权利要求6所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元将与偏离方向相反一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值在自上述减小起经过了规定时间之后恢复为减小之前的值。
8.根据权利要求4所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元根据本车辆正在行驶的道路类别来变更使偏离方向一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值减小时的斜率。
9.根据权利要求4所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元根据本车辆正在行驶的道路类别以及偏离方向来变更使偏离方向一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值减小时的斜率。
10.根据权利要求6所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，在判断为偏离方向一侧的车轮与振动施加结构接触之后，上述阈值设定单元至少利用本车辆的横向速度来调整使与该偏离方向相反一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值减小的规定时间。
11.根据权利要求10所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，上述阈值设定单元在根据本车辆的横向速度估计出的规定时间以内，以规定的斜率将与偏离方向相反一侧的车轮的上述频率阈值或者上述振幅阈值减小到规定的值。
12.根据权利要求1所述的振动施加结构检测装置，其特征在于，
上述车道偏离方向是根据拍摄车辆行进方向的摄像机的图像和车速进行判断的。
13.一种车辆控制装置，其特征在于，具备振动施加结构检测装置，该振动施加结构检测装置具备：
车道偏离判断单元，其判断是否存在本车辆从行驶道路偏离的可能性、即车道偏离倾向；
振动检测单元，其检测从路面输入到本车辆的振动；
接触判断单元，其在由上述振动检测单元检测出的振动中的、振幅大于等于预先决定的规定的振幅阈值的振动的频率大于等于预先决定的规定的频率阈值的情况下，判断为本车辆的车轮与振动施加结构接触，该振动施加结构在本车辆行驶的行驶道路外且沿该行驶道路的延伸方向设置并对车辆施加振动；以及
阈值设定单元，在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，该阈值设定单元将上述频率阈值或者上述振幅阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时小的值，
该车辆控制装置还具备横摆力矩施加单元，在由上述振动施加结构检测装置检测出接触到振动施加结构的情况下，该横摆力矩施加单元对本车辆施加横摆力矩以避免本车辆偏离到行驶道路外。
14.一种车辆控制装置，其特征在于，具备振动施加结构检测装置，该振动施加结构检测装置具备：
车道偏离判断单元，其判断是否存在本车辆从行驶道路偏离的可能性、即车道偏离倾向，并且检测产生了车道偏离倾向时的偏离方向；
振动检测单元，其检测从路面分别输入到本车辆的左右车轮的振动；
接触判断单元，其针对由上述振动检测单元检测出的对左右车轮分别输入的振动来判断振幅大于等于预先决定的规定的振幅阈值的振动的频率大于等于预先决定的规定的频率阈值的情况，由此分别判断该左右车轮是否与振动施加结构接触；以及
阈值设定单元，在由上述车道偏离判断单元判断为存在车道偏离倾向的情况下，该阈值设定单元仅将与上述左右车轮中的偏离方向一侧的车轮对应的上述频率阈值或者上述振幅阈值设定为比未判断出存在该车道偏离倾向时小的值，
该车辆控制装置还具备：
横摆力矩施加单元，在由上述振动施加结构检测装置检测出本车辆的左右车轮中的一侧车轮与振动施加结构接触的情况下，该横摆力矩施加单元对本车辆施加横摆力矩以避免本车辆偏离到行驶道路外；以及
减速单元，在由上述振动施加结构检测装置检测出本车辆的左右车轮中的一侧车轮与振动施加结构接触的情形之后在规定时间以内检测到另一侧车轮与振动施加结构接触的情况下，该减速单元对本车辆施加减速度。
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