CN107914712B - 车道偏离报警系统 - Google Patents

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Abstract

提供在弯道行驶中也能得到与直线行驶中同样的转向振动报警的车道偏离报警系统。车道偏离报警系统具备偏离检测装置(11、12、20)和加振装置(9、14)，车道偏离报警系统还具备检测车辆的转弯的转弯检测装置(13)，在上述转弯检测装置(13)未检测出上述车辆的转弯的状态下，上述偏离检测装置(12)检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置(9、14)按第1振动强度(A1)对车辆的方向盘施加振动，在上述转弯检测装置(13)检测出上述车辆的转弯且上述偏离检测装置(12)检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置(9、14)按照第2振动强度(A2)对车辆的方向盘施加振动，第2振动强度小于上述第1振动强度(A1)。

Description

车道偏离报警系统
技术领域
本发明涉及将从行驶车道的偏离向驾驶员报警的车道偏离报警系统。
背景技术
以往，已提出将从行驶车道的偏离向驾驶员报警的各种装置。在专利文献1中提出了一种装置，通过设置于车辆的转向机构的致动器使该转向机构振动，利用由此产生的方向盘的振动向驾驶员报警，在该装置中，根据从外部传递到转向机构的振动，调整作为报警而使转向机构产生的振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2001-163131号公报
发明内容
发明要解决的问题
在驾驶车辆的过程中，驾驶员总是把持着方向盘，因此使方向盘振动的报警如警告灯、警告显示的情况那样具有不易被注视着视野前方的驾驶员忽视的优点。然而，当在操作方向盘沿弯道行驶的过程中发生转向振动报警时，会产生方向盘被强烈地拉向转动方向盘的方向即要转弯的弯道的中心方向的所谓“方向盘失控”的感觉。
考虑该现象是由于：在为了沿弯道转弯而转动方向盘的状态下，驾驶员使用上体和上肢对方向盘施加力，由于这些肌肉处于紧张状态，因此关节处于不松弛的状态，而且转向机构也处于没有游隙的状态，从而振动的传递效率变高。
虽然这仅仅是一种感觉，实际上并非“方向盘失控”，但是在与直线行驶中相比意识的集中度变高的弯道行驶中，当由于转向振动报警而产生上述这种感觉时，有可能会过度紧张或者意识的集中出现紊乱而诱发不必要的转向，期望得到改善。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供在弯道行驶中也能得到与直线行驶中同样的转向振动报警的车道偏离报警系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明为一种车道偏离报警系统，具备：
偏离检测装置(11、12、20)，其检测车辆从行驶车道的偏离；以及
加振装置(9、14)，其在上述偏离检测装置检测出上述车辆的车道偏离的情况下，对上述车辆的方向盘(1)施加振动作为车道偏离报警，
上述车道偏离报警系统的特征在于，
还具备转弯检测装置(13)，上述转弯检测装置(13)检测上述车辆的转弯，
在上述转弯检测装置(13)未检测出上述车辆的转弯的状态下，上述偏离检测装置(12)检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置(9、14)按照第1振动强度(A1)对上述车辆的方向盘(1)施加振动，
在上述转弯检测装置(13)检测出上述车辆的转弯并且上述偏离检测装置(12)检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置(9、14)按照第2振动强度(A2)对上述车辆的方向盘(1)施加振动，该第2振动强度(A2)小于上述第1振动强度(A1)。
发明效果
根据本发明的车道偏离报警系统，在检测出车辆的转弯的情况下，施加振动强度比未检测出转弯的情况小的振动，因此，不易由于弯道行驶中的振动报警而产生方向盘被拉向弯道中心方向的感觉，能得到实质上与直线行驶中同样的级别的振动报警，有助于安全且舒适的驾驶。
附图说明
图1是示出实施本发明的转向机构的概要的立体图。
图2是示出本发明实施方式的车道偏离报警系统的框图。
图3是示出车道偏离报警系统的基本动作的流程图。
图4是示出本发明实施方式的振动报警控制部的控制框图。
图5是示出本发明第1实施方式的车道偏离报警系统的动作的流程图。
图6是示出本发明第1实施方式的车道偏离报警的直线行驶中的振动波形(a)和弯道行驶中的振动波形(b)的例子的图。
图7是示出本发明第2实施方式的车道偏离报警系统的动作的流程图。
图8是示出本发明第2实施方式的车道偏离报警的弯道行驶中的振动波形的例子的图。
图9是出行驶速度-振动强度图表的坐标图。
附图标记说明
1 方向盘
2 转向柱
9 EPS电动机(加振装置)
10 控制器(ECU)
11 图像处理部
12 车道偏离判断部(偏离检测装置)
13 转弯判断部(转弯检测装置)
14 振动报警控制部
20 照相机(拍摄装置)
21 转向角传感器
22 转向转矩传感器
23 横摆率传感器
24 车速传感器
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1示出实施本发明的车道偏离报警系统的转向机构。在以下的实施方式中，说明将搭载于转向柱2的EPS电动机9(电动助力转向电动机)用作向方向盘1施加振动报警的加振装置的情况。
方向盘1装配在支撑于转向柱2内且能转动的转向轴的上端，转向轴的下端通过万向接头连结到中间轴3、小齿轮轴4，转向轴的旋转通过转向齿轮箱5内的齿条和小齿轮变换为横拉杆6的横向移动，通过转向节臂7使车轮8转向。
EPS电动机9通过减速齿轮连接到转向轴，能向转向轴传递驱动力。另一方面，在转向轴上附设有转向角传感器和转向转矩传感器，它们的检测信号被发送给控制单元10，通过与此相应地驱动EPS电动机9，向转向轴施加转向辅助力。
图2是示出将EPS电动机9用于振动报警的车道偏离报警系统的框图，在图2中，车道偏离报警系统包括：车道偏离检测系统(子系统)，其检测车辆从车道的偏离；以及振动报警系统，其进行适合于车道偏离检测系统的检测结果和车辆的行驶状态的报警输出。
(车道偏离检测系统)
首先，车道偏离检测系统主要包括：对包含道路划分线(车道外侧线或者车道分界线，主要是白线)在内的车辆周围路面进行拍摄的照相机20；用于根据所拍摄的图像检测划分线的图像处理部11；判断从车道的偏离的车道偏离判断部12。
照相机20使用CMOS、CMD、CCD等固体拍摄元件，装配到车辆后部或前部或者车体侧部，优选是具备将从车体起包含地表面在内的近景到远景收入到视场角内的广角镜头的数码相机。
图像处理部11和车道偏离判断部12是作为控制单元10(ECU)安装的，控制单元10(ECU)是计算机，具备：ROM(闪存)，其保存程序，上述程序能进行动作来执行图像处理部11和车道偏离判断部12各自的功能；CPU，其进行运算处理；RAM，其作为上述CPU的作业区域和运算结果的暂时存储区域，上述程序被读出到其中；以及输入输出接口等。
图像处理部11和车道偏离判断部12执行图3所示的流程。首先，图像处理部11对由照相机20以规定的帧率拍摄的输入图像进行适当的图像处理、坐标变换等预处理，通过边缘检测、二值化等来检测划分线(步骤110)。
接下来，车道偏离判断部12推断检测出的划分线与本车辆的位置关系(步骤111)，判断本车辆是否跨越划分线并超过预先设定的偏离量(步骤112)，在超过偏离量的情况下产生车道偏离报警(LDW)(步骤113)。在不超过偏离量的情况下，移动到下一帧继续处理。
在产生了车道偏离报警(LDW)的情况下，向后述的振动报警控制部14发出振动开始指令(步骤114)，发起适合于车辆状态的转向振动报警(步骤116)。与此同时，发出警告灯点亮指令(步骤115)，警告灯15点亮(步骤117)。
(振动报警系统)
其次，如图2所示，振动报警系统包括：振动报警控制部14，其产生适合于车辆状态(转弯方向和车速)的转向振动报警；转弯判断部13，其判断车辆的转弯方向；转向角传感器21，其提供作为转弯方向的判断基准的车辆信息；转向转矩传感器22；横摆率传感器23；车速传感器24，其提供车速信息；以及EPS电动机9，其作为方向盘1的加振装置。
图4是示出振动报警控制部14的构成的控制框图，振动报警控制部14包括矩形波生成部41、开/关信号生成部42、转弯感应增益运算部43、车速感应增益运算部44以及将增益叠加到各信号的乘法电路等。
矩形波生成部41是生成作为振动报警的基础的频带的矩形波的脉冲发生器。在将EPS电动机9用作向方向盘1施加振动报警的加振装置的情况下，需要使方向盘1在与伴随着车辆行驶从路面进入转向机构的振动不同的频带振动。若是低的频率，则有可能对转向造成影响。另一方面，若是过高的频率，则由于EPS的惯性比较大而到方向盘为止的响应会来不及，因此需要考虑这些来决定频带、大小。
开/关信号生成部42使由矩形波生成部41生成的连续性矩形波开/关而将其整形为间歇性矩形波。由此，除了能在图案上与伴随着车辆行驶的其它振动明确区别开以外，通过断续地进行振动报警，还能期待较高的唤起驾驶员注意的效果。
车速感应增益运算部44将由开/关信号生成部42整形后的间歇性矩形波的振动强度调整为与车速传感器24所取得的车速相应的振动强度。伴随着车辆行驶从路面进入转向机构的振动或来自地面的振动(外部振动)会变化，一般是行驶速度越大外部振动也越大。因此，即使是相同强度的转向振动报警，在行驶速度大的情况下，也有驾驶员感受到相对弱的振动报警的趋势。因此，通过参照图9所示的行驶速度-振动强度图表来调整增益，使得振动强度随着行驶速度变大而增大，从而能排除外部振动的影响，使驾驶员能与车辆的行驶速度无关地感知到相同程度的振动报警。
转弯感应增益运算部43将如上述那样由车速感应增益运算部44进行了增益调整后的间歇性矩形波的振动强度进一步调整为在车辆处于转弯行驶中的情况下比处于直线行驶中的情况下小，并将其输出给EPS电动机9。在此，转弯感应增益运算部43的增益调整存在(i)与转弯方向无关而一样地进行增益调整的第1实施方式和(ii)根据转弯方向非对称地进行增益调整的第2实施方式。以下，说明各个实施方式。
(第1实施方式的转弯感应增益调整)
如图2和图5所示，转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23取得作为车辆的转弯方向的判断基准的转向角、转向转矩、横摆率(步骤121、122、123)。
在转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23的检测值超过规定值的情况下，即，在超过预先设定的转向角的情况下(步骤131)，在超过预先设定的转向转矩的情况下(步骤132)，在超过预先设定的横摆率的情况下(步骤133)，转弯判断部13判断为车辆处于转弯行驶中(步骤134)。
在转弯判断部13判断为车辆处于转弯行驶中的情况下，向振动报警控制部14的转弯感应增益运算部43发送转弯判断信号(步骤141)，由转弯感应增益运算部43对由车速感应增益运算部44进行了增益调整后的如图6(a)所示的直线行驶中的振动强度A1的间歇性矩形波(振动报警)进行增益调整，如图6(b)所示使其振动强度一样地下降(步骤143、144)，将包括振动强度A2(振幅，加速度)的间歇性矩形波的振动报警叠加到EPS电动机9的控制信号(步骤146)。
这样，在检测出车辆的转弯的情况下，通过将比直线行驶中的情况下的振动强度A1小的振动强度A2的振动施加给方向盘，从而不易由于弯道行驶中的振动报警而产生方向盘被拉向弯道中心方向的感觉，能得到实质上与直线行驶中同样的级别的振动报警。
在上述中，转弯判断部13也可以将与转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23的检测值相应的转弯判断信号发送给转弯感应增益运算部43，由转弯感应增益运算部43根据该转弯判断信号的强度以不同的级别(0～1)(2级至多级)进行增益调整。
(第2实施方式的转弯感应非对称增益调整)
如图2和图7所示，转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23取得作为车辆的转弯方向的判断基准的转向角、转向转矩、横摆率(步骤121、122、123)，转弯判断部13在转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23的检测值超过规定值的情况下(步骤131、132、133)判断为车辆处于转弯行驶中(步骤134)。
接着，在转弯判断部13判断为车辆处于转弯行驶中的情况下，向振动报警控制部14的转弯感应增益运算部43发送转弯判断信号(步骤141)，由转弯感应增益运算部43对由车速感应增益运算部44进行了增益调整后的振动强度A1的间歇性矩形波(振动报警)进行增益调整。
在此，如图8所示，转弯感应增益运算部43根据由转向角传感器21检测出的转向方向，进行仅使与转向方向(转弯方向、弯道方向)同方向的振动强度(振幅)下降的增益调整(步骤143、145)，将包括弯道方向的振幅(振动强度A2)比弯道方向的反方向的振幅(振动强度A1)小的非对称的间歇性矩形波的振动报警叠加到EPS电动机9的控制信号(步骤146)。
这样，在检测出车辆的转弯的情况下，通过向方向盘施加转弯方向的振幅A2比转弯方向的反方向的振幅A1小的非对称的振动，从而不易由于方向盘的振动报警而产生方向盘被拉向弯道中心方向的感觉，能得到实质上与直线行驶中同样的级别的振动报警。
在上述中，转弯判断部13也可以将与转向角传感器21、转向转矩传感器22、横摆率传感器23的检测值相应的转弯判断信号发送给转弯感应增益运算部43，由转弯感应增益运算部43根据该转弯判断信号的强度以不同的级别(2级至多级)进行增益调整，在该情况下，也可以在转弯方向的振幅A2比转弯方向的反方向的振幅A1小的范围内，进行增益调整使得转弯方向的反方向的振幅A1也比直线行驶中的振幅(A1)小。
此外，在上述各实施方式中，说明了将EPS电动机9用作振动报警的加振装置的情况，但是在方向盘1上埋设与EPS电动机9不同的加振装置(振动器)，使其在直线行驶时与转弯时或者根据转弯方向，产生不同级别的振动报警或非对称的振动报警的情况下，也能得到如上述实施方式所述的效果。
附带说，虽然以上说明了本发明的一些实施方式，但是本发明不限于上述各实施方式，能基于本发明的技术思想进一步进行各种变形和变更。

Claims (3)

1.一种车道偏离报警系统，具备：
偏离检测装置，其检测车辆从行驶车道的偏离；以及
加振装置，其在上述偏离检测装置检测出上述车辆的偏离的情况下，对上述车辆的方向盘施加振动作为车道偏离报警，
上述车道偏离报警系统的特征在于，
还具备转弯检测装置，上述转弯检测装置检测上述车辆的转弯，
在上述转弯检测装置未检测出上述车辆的转弯的状态下，上述偏离检测装置检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置按照第1振动强度对上述车辆的方向盘施加振动，
在上述转弯检测装置检测出上述车辆的转弯并且上述偏离检测装置检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置按照第2振动强度对上述车辆的方向盘施加振动，该第2振动强度小于上述第1振动强度。
2.根据权利要求1所述的车道偏离报警系统，其特征在于，
上述加振装置向上述方向盘的转动方向施加振动，
在上述转弯检测装置检测出上述车辆的转弯并且上述偏离检测装置检测出车道偏离的情况下，由上述加振装置对上述车辆的方向盘施加非对称的振动，该非对称的振动为上述车辆的转弯方向同方向的振动强度小于反方向的振动强度。
3.根据权利要求1或2所述的车道偏离报警系统，其特征在于，
上述加振装置包含构成电动助力转向系统的电动机。
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