JP2001048034A - 車線追従装置 - Google Patents
車線追従装置Info
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- JP2001048034A JP2001048034A JP11226159A JP22615999A JP2001048034A JP 2001048034 A JP2001048034 A JP 2001048034A JP 11226159 A JP11226159 A JP 11226159A JP 22615999 A JP22615999 A JP 22615999A JP 2001048034 A JP2001048034 A JP 2001048034A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
- B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
- B62D15/0255—Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 目標ラインから逸脱しない車線追従制御を確
保しながら、ドライバー操作による車線変更時にドライ
バーの操作性を向上させる車線追従装置を提供するこ
と。 【解決手段】 操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクも
しくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータ
と、車線追従時、設定された目標ラインに自車を追従さ
せる制御指令を自動操舵アクチュエータに対し出力する
車線追従制御手段と、を備えた車線追従装置において、
車線変更判断手段による車線変更判断時、車線偏差量が
大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに
代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きく
なってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインに
設定する車線変更時制御ゲイン設定手段を設けた。
保しながら、ドライバー操作による車線変更時にドライ
バーの操作性を向上させる車線追従装置を提供するこ
と。 【解決手段】 操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクも
しくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータ
と、車線追従時、設定された目標ラインに自車を追従さ
せる制御指令を自動操舵アクチュエータに対し出力する
車線追従制御手段と、を備えた車線追従装置において、
車線変更判断手段による車線変更判断時、車線偏差量が
大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインに
代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏差量が大きく
なってもゲインの増大を抑えた車線変更時制御ゲインに
設定する車線変更時制御ゲイン設定手段を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車線情報を取り込
み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで前方車線
に自車を追従させる車線追従を行う制御装置、もしく
は、操舵反力トルクを操舵力伝達系に与えることで前方
車線に自車を追従させるべくドライバー操舵をサポート
する制御装置として適用される車線追従装置の技術分野
に属する。
み、操舵トルクを操舵力伝達系に与えることで前方車線
に自車を追従させる車線追従を行う制御装置、もしく
は、操舵反力トルクを操舵力伝達系に与えることで前方
車線に自車を追従させるべくドライバー操舵をサポート
する制御装置として適用される車線追従装置の技術分野
に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両前方の車線状況を検知し、こ
の情報から車両の目標ラインを算出して、車線追従制御
を行う車線追従装置としては、例えば、特開平５−５０
９３７号公報に記載のものが知られている。
の情報から車両の目標ラインを算出して、車線追従制御
を行う車線追従装置としては、例えば、特開平５−５０
９３７号公報に記載のものが知られている。
【０００３】この公報には、走行車線内の障害物や先行
車を検知し、速やかに先行車（障害物）を回避するべく
車線を変更する技術が記載されている。
車を検知し、速やかに先行車（障害物）を回避するべく
車線を変更する技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車線追従装置にあっては、隣接する車線に車線変更
する際、図５に示すように、走行車線が目標ラインから
逸脱しないような制御が働き、左右車線の中央部の目標
ラインから離れるに従って大きな制御ゲインで車線中央
部に戻す力を発生させる。このため、ドライバーが車線
変更しようとしたときに、目標ライン方向に戻す大きな
制御力に勝る操舵力が必要となり、車線追従制御を入れ
たままで車線変更する際はスムーズな操作ができないと
いう問題点があった。
来の車線追従装置にあっては、隣接する車線に車線変更
する際、図５に示すように、走行車線が目標ラインから
逸脱しないような制御が働き、左右車線の中央部の目標
ラインから離れるに従って大きな制御ゲインで車線中央
部に戻す力を発生させる。このため、ドライバーが車線
変更しようとしたときに、目標ライン方向に戻す大きな
制御力に勝る操舵力が必要となり、車線追従制御を入れ
たままで車線変更する際はスムーズな操作ができないと
いう問題点があった。
【０００５】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、目標ラインから逸脱しな
い車線追従制御を確保しながら、ドライバーの操作によ
る車線変更時にドライバーの操作性を向上させる車線追
従装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、目標ラインから逸脱しな
い車線追従制御を確保しながら、ドライバーの操作によ
る車線変更時にドライバーの操作性を向上させる車線追
従装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクもしくは操舵
反力トルクを与える自動操舵アクチュエータと、前方道
路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、目標とす
る車両の走行車線である目標ラインが設定されている目
標ライン設定手段と、車線追従制御時、設定された目標
ラインに自車を追従させる制御指令を前記自動操舵アク
チュエータに対し出力する車線追従制御手段と、を備え
た車線追従装置において、前記目標ラインと自車の走行
ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量を演算す
る車線偏差量演算手段と、自車が車線変更をするときで
あると判断する車線変更判断手段と、車線変更判断時、
車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時
制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏
差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時
制御ゲインに設定する車線変更時制御ゲイン設定手段
と、を備えていることを特徴とする。
は、操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクもしくは操舵
反力トルクを与える自動操舵アクチュエータと、前方道
路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、目標とす
る車両の走行車線である目標ラインが設定されている目
標ライン設定手段と、車線追従制御時、設定された目標
ラインに自車を追従させる制御指令を前記自動操舵アク
チュエータに対し出力する車線追従制御手段と、を備え
た車線追従装置において、前記目標ラインと自車の走行
ラインとの車幅方向の偏差量である車線偏差量を演算す
る車線偏差量演算手段と、自車が車線変更をするときで
あると判断する車線変更判断手段と、車線変更判断時、
車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走行時
制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車線偏
差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変更時
制御ゲインに設定する車線変更時制御ゲイン設定手段
と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
車線追従装置において、車線変更判断時、車線変更方向
に車線変更可能な車線が存在するかどうか判断する隣接
車線情報検出手段を設け、前記車線変更時制御ゲイン設
定手段を、車線変更判断時で、且つ、隣接車線の存在が
判断された時、少なくとも車線変更側方向は車線変更時
制御ゲインに設定する手段としたことを特徴とする。
車線追従装置において、車線変更判断時、車線変更方向
に車線変更可能な車線が存在するかどうか判断する隣接
車線情報検出手段を設け、前記車線変更時制御ゲイン設
定手段を、車線変更判断時で、且つ、隣接車線の存在が
判断された時、少なくとも車線変更側方向は車線変更時
制御ゲインに設定する手段としたことを特徴とする。
【０００８】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の車線追従装置において、車速を検出する
車速検出手段を設け、前記車線変更時制御ゲイン設定手
段を、車速が低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲ
インに設定する手段としたことを特徴とする。
請求項２記載の車線追従装置において、車速を検出する
車速検出手段を設け、前記車線変更時制御ゲイン設定手
段を、車速が低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲ
インに設定する手段としたことを特徴とする。
【０００９】請求項４記載の発明では、請求項１ないし
請求項３記載の車線追従装置において、前記車線変更判
断手段を、出力されるウィンカー信号を自車の車線変更
判断信号とする手段としたことを特徴とする。
請求項３記載の車線追従装置において、前記車線変更判
断手段を、出力されるウィンカー信号を自車の車線変更
判断信号とする手段としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用および効果】請求項１記載の発明では、車
線追従制御時、車線情報検出手段において、前方道路の
車線状態が検出され、目標ライン設定手段において、目
標とする車両の走行車線である目標ラインが設定され、
車線追従制御手段において、この設定された目標ライン
に検出される自車走行ラインを一致させる指令、つま
り、目標ラインに自車を追従させる制御指令が、操舵力
伝達系に操舵トルクもしくは操舵反力トルクを与える自
動操舵アクチュエータに出力される。
線追従制御時、車線情報検出手段において、前方道路の
車線状態が検出され、目標ライン設定手段において、目
標とする車両の走行車線である目標ラインが設定され、
車線追従制御手段において、この設定された目標ライン
に検出される自車走行ラインを一致させる指令、つま
り、目標ラインに自車を追従させる制御指令が、操舵力
伝達系に操舵トルクもしくは操舵反力トルクを与える自
動操舵アクチュエータに出力される。
【００１１】そして、車線偏差量演算手段において、目
標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量であ
る車線偏差量が演算され、車線変更判断手段において、
自車が車線変更をするときであるかどうかが判断され、
車線変更時制御ゲイン設定手段において、車線変更判断
時、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走
行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車
線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変
更時制御ゲインに設定される。
標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差量であ
る車線偏差量が演算され、車線変更判断手段において、
自車が車線変更をするときであるかどうかが判断され、
車線変更時制御ゲイン設定手段において、車線変更判断
時、車線偏差量が大きいほどゲインを増大させる通常走
行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変更側方向は車
線偏差量が大きくなってもゲインの増大を抑えた車線変
更時制御ゲインに設定される。
【００１２】よって、車線変更を行わない通常走行時に
は、車線偏差量が大きいほどゲインが増大する通常走行
時制御ゲインに設定されるため、走行ラインが目標ライ
ンから外れるほど目標ライン方向に戻す力が操舵力伝達
系に作用することになり、目標ラインから逸脱しない車
線追従制御が確保される。また、車線変更時には、少な
くとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲ
インの増大を抑えた車線変更時制御ゲインに設定される
ため、車線変更により走行ラインが目標ラインから外れ
ても目標ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられ、
通常走行時も車線変更時も同じ制御ゲインに固定設定す
る場合に比べ、ドライバーの操作性を向上させることが
できる。
は、車線偏差量が大きいほどゲインが増大する通常走行
時制御ゲインに設定されるため、走行ラインが目標ライ
ンから外れるほど目標ライン方向に戻す力が操舵力伝達
系に作用することになり、目標ラインから逸脱しない車
線追従制御が確保される。また、車線変更時には、少な
くとも車線変更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲ
インの増大を抑えた車線変更時制御ゲインに設定される
ため、車線変更により走行ラインが目標ラインから外れ
ても目標ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられ、
通常走行時も車線変更時も同じ制御ゲインに固定設定す
る場合に比べ、ドライバーの操作性を向上させることが
できる。
【００１３】請求項２記載の発明では、隣接車線情報検
出手段において、車線変更判断時、車線変更方向に車線
変更可能な車線が存在するかどうかが判断され、車線変
更時制御ゲイン設定手段において、車線変更判断時で、
且つ、隣接車線の存在が判断された時、少なくとも車線
変更側方向は車線変更時制御ゲインに設定される。
出手段において、車線変更判断時、車線変更方向に車線
変更可能な車線が存在するかどうかが判断され、車線変
更時制御ゲイン設定手段において、車線変更判断時で、
且つ、隣接車線の存在が判断された時、少なくとも車線
変更側方向は車線変更時制御ゲインに設定される。
【００１４】すなわち、車線変更が終わり、現実には隣
接車線が存在しないにもかかわらず、車線変更の指示を
出し放しであるとき、車線変更時制御ゲインの設定条件
を車線変更判断条件のみとした場合、車線変更時制御ゲ
インの設定がそのまま継続されることになり、走行ライ
ンが目標ラインから外れやすくなる。
接車線が存在しないにもかかわらず、車線変更の指示を
出し放しであるとき、車線変更時制御ゲインの設定条件
を車線変更判断条件のみとした場合、車線変更時制御ゲ
インの設定がそのまま継続されることになり、走行ライ
ンが目標ラインから外れやすくなる。
【００１５】これに対し、車線変更条件と隣接車線の存
在条件を同時に満足する時にのみ、少なくとも車線変更
側方向は車線変更時制御ゲインに設定することで、隣接
車線が存在しない時には車線変更条件を満足していても
車線変更時制御ゲインの設定が終了し、通常走行時制御
ゲインに設定されることになり、車線変更の指示を出し
放しであるとき、目標ラインから逸脱しない車線追従制
御を確保することができる。また、３車線以上の車線を
持つ道路走行時、２車線以上にまたがって車線変更する
場合には、隣接車線の存在により車線変更時制御ゲイン
を設定することで、１車線での制御ゲインを２通り設定
しておくだけで、３車線以上の車線を持つ道路での車線
変更に対応することができる。
在条件を同時に満足する時にのみ、少なくとも車線変更
側方向は車線変更時制御ゲインに設定することで、隣接
車線が存在しない時には車線変更条件を満足していても
車線変更時制御ゲインの設定が終了し、通常走行時制御
ゲインに設定されることになり、車線変更の指示を出し
放しであるとき、目標ラインから逸脱しない車線追従制
御を確保することができる。また、３車線以上の車線を
持つ道路走行時、２車線以上にまたがって車線変更する
場合には、隣接車線の存在により車線変更時制御ゲイン
を設定することで、１車線での制御ゲインを２通り設定
しておくだけで、３車線以上の車線を持つ道路での車線
変更に対応することができる。
【００１６】請求項３記載の発明では、車速検出手段に
おいて、車速が検出され、車線変更時制御ゲイン設定手
段において、車速が低車速であるほど小さな少なくとも
車線変更側方向は車線変更時制御ゲインに設定される。
おいて、車速が検出され、車線変更時制御ゲイン設定手
段において、車速が低車速であるほど小さな少なくとも
車線変更側方向は車線変更時制御ゲインに設定される。
【００１７】よって、高いドライバー操舵力を要する低
速での車線変更時、小さな車線変更時制御ゲインの設定
により操舵反力が小さく抑えられ、逆に、ドライバー操
舵力が低い高速での車線変更時、大きな車線変更時制御
ゲインの設定により操舵反力が与えられるというよう
に、車線変更に必要な車速の高低によるドライバー操舵
力幅が狭い幅に抑えられ、ドライバーへの操舵違和感を
解消することができる。
速での車線変更時、小さな車線変更時制御ゲインの設定
により操舵反力が小さく抑えられ、逆に、ドライバー操
舵力が低い高速での車線変更時、大きな車線変更時制御
ゲインの設定により操舵反力が与えられるというよう
に、車線変更に必要な車速の高低によるドライバー操舵
力幅が狭い幅に抑えられ、ドライバーへの操舵違和感を
解消することができる。
【００１８】請求項４記載の発明では、車線変更判断手
段において、出力されるウィンカー信号が自車の車線変
更判断信号とされる。
段において、出力されるウィンカー信号が自車の車線変
更判断信号とされる。
【００１９】よって、車線変更判断のための新たなセン
サ類の追加や演算処理を要することなく、容易に車線変
更の判断を行うことができるし、また、左右のウィンカ
ーのうち、どちらのウィンカー信号かを判断すること
で、車線変更方向も判断することができる。
サ類の追加や演算処理を要することなく、容易に車線変
更の判断を行うことができるし、また、左右のウィンカ
ーのうち、どちらのウィンカー信号かを判断すること
で、車線変更方向も判断することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）実施の形態１は
請求項１〜４に記載の発明に対応する車線追従装置であ
る。
請求項１〜４に記載の発明に対応する車線追従装置であ
る。
【００２１】まず、構成を説明する。
【００２２】図１は実施の形態１の車線追従装置が適用
された自動車用操舵系を示す全体システム図であり、図
１において、１はステアリングホイール、２はステアリ
ングシャフト（操舵力伝達系に相当）、３は自在継手、
４はラックアンドピニオン式ステアリングギヤボック
ス、５はサイドロッド、６はウォームホイールギヤ、７
はモータ（自動操舵アクチュエータに相当）、８はウォ
ームギヤ、９は電磁クラッチ、１０は操舵角センサ、１
１はＣＣＤカメラ（車線情報検出手段及び隣接車線情報
検出手段に相当）、１２は車線追従コントローラ（車線
追従制御手段に相当）、１３は自動操舵スイッチ、１４
は操舵トルクセンサ、１５は車速センサ（車速検出手段
に相当）、１６は右ウィンカースイッチ、１７は左ウィ
ンカースイッチである。
された自動車用操舵系を示す全体システム図であり、図
１において、１はステアリングホイール、２はステアリ
ングシャフト（操舵力伝達系に相当）、３は自在継手、
４はラックアンドピニオン式ステアリングギヤボック
ス、５はサイドロッド、６はウォームホイールギヤ、７
はモータ（自動操舵アクチュエータに相当）、８はウォ
ームギヤ、９は電磁クラッチ、１０は操舵角センサ、１
１はＣＣＤカメラ（車線情報検出手段及び隣接車線情報
検出手段に相当）、１２は車線追従コントローラ（車線
追従制御手段に相当）、１３は自動操舵スイッチ、１４
は操舵トルクセンサ、１５は車速センサ（車速検出手段
に相当）、１６は右ウィンカースイッチ、１７は左ウィ
ンカースイッチである。
【００２３】前記ステアリングシャフト２は、ステアリ
ングホイール１と一体に回転するアッパーシャフト２ａ
と、アッパーシャフト２ａとは自在継手３により連結さ
れたロアシャフト２ｂとで構成され、アッパーシャフト
２ａの上端にステアリングホイール１が取り付けられ、
ロアシャフト２ｂの下端に設けられたピニオンがラック
アンドピニオン式ステアリングギヤボックス４内で車両
左右方向に延びるサイドロッド５の螺合されている。
ングホイール１と一体に回転するアッパーシャフト２ａ
と、アッパーシャフト２ａとは自在継手３により連結さ
れたロアシャフト２ｂとで構成され、アッパーシャフト
２ａの上端にステアリングホイール１が取り付けられ、
ロアシャフト２ｂの下端に設けられたピニオンがラック
アンドピニオン式ステアリングギヤボックス４内で車両
左右方向に延びるサイドロッド５の螺合されている。
【００２４】前記アッパーシャフト２ａの下部には、ウ
ォームホイールギヤ６が設けられ、これに螺合するウォ
ームギヤ８がモータ７のモータ軸に設けられ、モータ駆
動によりアッパーシャフト２ａにモータ操舵トルクが与
えられる。尚、モータ７には電磁クラッチ９が内蔵され
ている。
ォームホイールギヤ６が設けられ、これに螺合するウォ
ームギヤ８がモータ７のモータ軸に設けられ、モータ駆
動によりアッパーシャフト２ａにモータ操舵トルクが与
えられる。尚、モータ７には電磁クラッチ９が内蔵され
ている。
【００２５】前記操舵角センサ１０は、アッパーシャフ
ト２ａの上部に設けられていて、アッパーシャフト２ａ
の回転角θを検出し、その信号を車線追従コントローラ
１２に送る。そして、車線追従コントローラ１２の実操
舵角演算部では、回転角θとステアリングギヤ比を用い
て実操舵角θｄが算出される。
ト２ａの上部に設けられていて、アッパーシャフト２ａ
の回転角θを検出し、その信号を車線追従コントローラ
１２に送る。そして、車線追従コントローラ１２の実操
舵角演算部では、回転角θとステアリングギヤ比を用い
て実操舵角θｄが算出される。
【００２６】前記ＣＣＤカメラ１１は、進行方向の前方
道路を撮影し、その映像信号を車線追従コントローラ１
２に送る。そして、車線追従コントローラ１２の画像処
理部では、ＣＣＤカメラ１１からの信号に基づく前方映
像を画像処理し、白線あるいはセンターラインなどの前
方車線の境界線が抽出識別される。
道路を撮影し、その映像信号を車線追従コントローラ１
２に送る。そして、車線追従コントローラ１２の画像処
理部では、ＣＣＤカメラ１１からの信号に基づく前方映
像を画像処理し、白線あるいはセンターラインなどの前
方車線の境界線が抽出識別される。
【００２７】前記車線追従コントローラ１２では、自動
操舵モード選択時、自車走行状態情報と設定された目標
ライン情報に基づいて、目標ラインに自車を追従させる
ために必要な目標操舵角θｒが算出され、目標操舵角θ
ｒを得るべく前記モータ７に対し制御指令（モータ電
圧）を出力する車線追従制御が行われる。なお、制御に
よる操舵状態は検出された実操舵角θｄによりフィード
バックされる。
操舵モード選択時、自車走行状態情報と設定された目標
ライン情報に基づいて、目標ラインに自車を追従させる
ために必要な目標操舵角θｒが算出され、目標操舵角θ
ｒを得るべく前記モータ７に対し制御指令（モータ電
圧）を出力する車線追従制御が行われる。なお、制御に
よる操舵状態は検出された実操舵角θｄによりフィード
バックされる。
【００２８】前記自動操舵スイッチ１３は、車室内のド
ライバーが操作可能な位置に設けられ、スイッチＯＮ操
作により自動操舵モードに入る。
ライバーが操作可能な位置に設けられ、スイッチＯＮ操
作により自動操舵モードに入る。
【００２９】前記操舵トルクセンサ１４は、アッパーシ
ャフト２ａの上部に操舵角センサ１０と隣接して設けら
れていて、ステアリングホイール１からのドライバー入
力トルクに応じた捩れ角φを検出し、その信号を車線追
従コントローラ１２に送る。そして、車線追従コントロ
ーラ１２の実操舵トルク演算部では、捩れ角φを用いて
実操舵トルクＴｄが算出される。
ャフト２ａの上部に操舵角センサ１０と隣接して設けら
れていて、ステアリングホイール１からのドライバー入
力トルクに応じた捩れ角φを検出し、その信号を車線追
従コントローラ１２に送る。そして、車線追従コントロ
ーラ１２の実操舵トルク演算部では、捩れ角φを用いて
実操舵トルクＴｄが算出される。
【００３０】前記車速センサ１５は、車速を検出し、車
線追従コントローラ１２に送る。
線追従コントローラ１２に送る。
【００３１】前記右ウィンカースイッチ１６及び左ウィ
ンカースイッチ１７は、そのスイッチ信号を車線追従コ
ントローラ１２に送る。
ンカースイッチ１７は、そのスイッチ信号を車線追従コ
ントローラ１２に送る。
【００３２】次に、作用を説明する。
【００３３】［車線追従制御処理］図２は車線追従コン
トローラ１２の車線追従制御部で自動操舵スイッチ１３
のＯＮ操作により開始される車線追従制御処理の流れを
示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明
する。
トローラ１２の車線追従制御部で自動操舵スイッチ１３
のＯＮ操作により開始される車線追従制御処理の流れを
示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明
する。
【００３４】ステップ３０では、車速Ｖと、実操舵角θ
ｄと、ウィンカー信号と、進行方向の前方道路を撮影す
るＣＣＤカメラ１１からの映像信号を処理する画像処理
部からの自車走行状態情報が読み込まれ、ステップ３１
へ進む。
ｄと、ウィンカー信号と、進行方向の前方道路を撮影す
るＣＣＤカメラ１１からの映像信号を処理する画像処理
部からの自車走行状態情報が読み込まれ、ステップ３１
へ進む。
【００３５】ステップ３１では、左右車線の中央位置を
目標ラインに予め設定しておき（目標ライン設定手段に
相当）、目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の
偏差量である車線偏差量△Ｌが演算され、ステップ３２
へ進む（車線偏差量演算手段に相当）。
目標ラインに予め設定しておき（目標ライン設定手段に
相当）、目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の
偏差量である車線偏差量△Ｌが演算され、ステップ３２
へ進む（車線偏差量演算手段に相当）。
【００３６】ステップ３２では、ウィンカー信号の有無
により、自車が車線変更をするときであるかどうかが判
断され、ＹＥＳの時にはステップ３３へ進み、ＮＯの時
にはステップ３５へ進む（車線変更判断手段に相当）。
により、自車が車線変更をするときであるかどうかが判
断され、ＹＥＳの時にはステップ３３へ進み、ＮＯの時
にはステップ３５へ進む（車線変更判断手段に相当）。
【００３７】ステップ３３では、ステップ３２での車線
変更判断時、車線変更方向に車線変更可能な車線が存在
するかどうかが判断され、ＹＥＳの時にはステップ３４
へ進み、ＮＯの時にはステップ３５へ進む（隣接車線情
報検出手段に相当）。
変更判断時、車線変更方向に車線変更可能な車線が存在
するかどうかが判断され、ＹＥＳの時にはステップ３４
へ進み、ＮＯの時にはステップ３５へ進む（隣接車線情
報検出手段に相当）。
【００３８】ステップ３４では、ステップ３２において
車線変更判断時で、且つ、ステップ３３において隣接車
線が存在すると判断された時、車線変更側方向は車線偏
差量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を抑えると共
に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲ
インＧ０に設定され、ステップ３６へ進む（車線変更時
制御ゲイン設定手段に相当）。
車線変更判断時で、且つ、ステップ３３において隣接車
線が存在すると判断された時、車線変更側方向は車線偏
差量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を抑えると共
に、車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲ
インＧ０に設定され、ステップ３６へ進む（車線変更時
制御ゲイン設定手段に相当）。
【００３９】ステップ３５では、ステップ３２において
車線変更ではないとの判断時、又は、ステップ３３にお
いて隣接車線が存在しないとの判断時、車線偏差量△Ｌ
が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲイン
Ｇ１に設定され、ステップ３６へ進む。
車線変更ではないとの判断時、又は、ステップ３３にお
いて隣接車線が存在しないとの判断時、車線偏差量△Ｌ
が大きいほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲイン
Ｇ１に設定され、ステップ３６へ進む。
【００４０】ステップ３６では、目標ラインに自車を追
従させるために必要な目標操舵角θｒが演算され、ステ
ップ３７へ進む。
従させるために必要な目標操舵角θｒが演算され、ステ
ップ３７へ進む。
【００４１】ステップ３７では、設定された制御ゲイン
Ｇ０又はＧ１と目標操舵角θｒによりモータ電圧ＶＭ
｛ＶＭ＝Ｇ０・ｆ（θｒ）又はＶＭ＝Ｇ１・ｆ（θ
ｒ）｝が演算され、ステップ３８へ進む。
Ｇ０又はＧ１と目標操舵角θｒによりモータ電圧ＶＭ
｛ＶＭ＝Ｇ０・ｆ（θｒ）又はＶＭ＝Ｇ１・ｆ（θ
ｒ）｝が演算され、ステップ３８へ進む。
【００４２】ステップ３８では、演算されたモータ電圧
ＶＭがモータ７に対し出力される。
ＶＭがモータ７に対し出力される。
【００４３】［車線追従制御作用］自動操舵スイッチ１
３を入れての車線追従制御時、車線変更をしない通常の
走行状態においては、図２のフローチャートで、ステッ
プ３０→ステップ３１→ステップ３２→ステップ３５→
ステップ３６→ステップ３７→ステップ３８へと進む流
れとなり、ステップ３５では、車線偏差量△Ｌが大きい
ほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設
定され、ステップ３８では、設定された制御ゲインＧ１
と目標操舵角θｒにより演算されたモータ電圧ＶＭがモ
ータ７に対し出力される。ここで、通常走行時制御ゲイ
ンＧ１は、図５に示すように、車線偏差量△Ｌが大きい
ほど二次特性的に増大する値で与えられる。
３を入れての車線追従制御時、車線変更をしない通常の
走行状態においては、図２のフローチャートで、ステッ
プ３０→ステップ３１→ステップ３２→ステップ３５→
ステップ３６→ステップ３７→ステップ３８へと進む流
れとなり、ステップ３５では、車線偏差量△Ｌが大きい
ほどゲインを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設
定され、ステップ３８では、設定された制御ゲインＧ１
と目標操舵角θｒにより演算されたモータ電圧ＶＭがモ
ータ７に対し出力される。ここで、通常走行時制御ゲイ
ンＧ１は、図５に示すように、車線偏差量△Ｌが大きい
ほど二次特性的に増大する値で与えられる。
【００４４】このように、車線変更を行わない通常走行
時には、車線偏差量△Ｌが大きいほどゲインが増大する
通常走行時制御ゲインＧ１に設定されるため、走行ライ
ンが目標ラインから外れるほど目標ライン方向に戻す力
が操舵力伝達系に作用することになり、目標ラインから
逸脱しない車線追従制御が確保される。
時には、車線偏差量△Ｌが大きいほどゲインが増大する
通常走行時制御ゲインＧ１に設定されるため、走行ライ
ンが目標ラインから外れるほど目標ライン方向に戻す力
が操舵力伝達系に作用することになり、目標ラインから
逸脱しない車線追従制御が確保される。
【００４５】自動操舵スイッチ１３を入れての車線追従
制御時、ドライバー操作により車線変更を行うときに
は、図２のフローチャートで、ステップ３０→ステップ
３１→ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ス
テップ３６→ステップ３７→ステップ３８へと進む流れ
となり、ステップ３４では、車線変更側方向は車線偏差
量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、
車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲイン
Ｇ０に設定され、ステップ３８では、車線変更側方向は
制御ゲインＧ０と目標操舵角θｒにより、また、車線変
更側と反対側方向は制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒに
より演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対し出力さ
れる。ここで、車線変更時制御ゲインＧ０は、図３に示
すように、例えば、通常走行時制御ゲインＧ１に車速Ｖ
に応じた定数を加味することで、車線偏差量△Ｌが大き
くなっても増大が抑えられた値で与えられる。
制御時、ドライバー操作により車線変更を行うときに
は、図２のフローチャートで、ステップ３０→ステップ
３１→ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ス
テップ３６→ステップ３７→ステップ３８へと進む流れ
となり、ステップ３４では、車線変更側方向は車線偏差
量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を抑えると共に、
車速Ｖが低車速であるほど小さな車線変更時制御ゲイン
Ｇ０に設定され、ステップ３８では、車線変更側方向は
制御ゲインＧ０と目標操舵角θｒにより、また、車線変
更側と反対側方向は制御ゲインＧ１と目標操舵角θｒに
より演算されたモータ電圧ＶＭがモータ７に対し出力さ
れる。ここで、車線変更時制御ゲインＧ０は、図３に示
すように、例えば、通常走行時制御ゲインＧ１に車速Ｖ
に応じた定数を加味することで、車線偏差量△Ｌが大き
くなっても増大が抑えられた値で与えられる。
【００４６】このように、車線変更時には、車線変更側
方向は車線偏差量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を
抑えた車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるため、車
線変更により走行ラインが目標ラインから外れても目標
ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられ、図５に示
すように、通常走行時も車線変更時も同じ制御ゲインに
固定設定する場合に比べ、ドライバーの操作性を向上さ
せることができる。
方向は車線偏差量△Ｌが大きくなってもゲインの増大を
抑えた車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるため、車
線変更により走行ラインが目標ラインから外れても目標
ライン方向に戻す力の発生が小さく抑えられ、図５に示
すように、通常走行時も車線変更時も同じ制御ゲインに
固定設定する場合に比べ、ドライバーの操作性を向上さ
せることができる。
【００４７】［車線変更時制御ゲイン設定の終了］一方
のウィンカーを出して車線変更を行ったが、車線変更方
向には隣接する車線がないにもかかわらず、ウィンカー
を出したままである場合、図２のフローチャートで、ス
テップ３０→ステップ３１→ステップ３２→ステップ３
３→ステップ３５→ステップ３６→ステップ３７→ステ
ップ３８へと進む流れとなり、ステップ３２により車線
変更時であると判断されても、ステップ３３で車線変更
方向に車線変更可能な車線が存在しないとの判断に基づ
き、ステップ３５では、車線偏差量△Ｌが大きいほどゲ
インを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設定さ
れ、ステップ３８では、設定された制御ゲインＧ１と目
標操舵角θｒにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ
７に対し出力される。
のウィンカーを出して車線変更を行ったが、車線変更方
向には隣接する車線がないにもかかわらず、ウィンカー
を出したままである場合、図２のフローチャートで、ス
テップ３０→ステップ３１→ステップ３２→ステップ３
３→ステップ３５→ステップ３６→ステップ３７→ステ
ップ３８へと進む流れとなり、ステップ３２により車線
変更時であると判断されても、ステップ３３で車線変更
方向に車線変更可能な車線が存在しないとの判断に基づ
き、ステップ３５では、車線偏差量△Ｌが大きいほどゲ
インを増大させる通常走行時制御ゲインＧ１に設定さ
れ、ステップ３８では、設定された制御ゲインＧ１と目
標操舵角θｒにより演算されたモータ電圧ＶＭがモータ
７に対し出力される。
【００４８】すなわち、車線変更が終わり、現実には隣
接車線が存在しないにもかかわらず、車線変更の指示を
出し放しであるとき、車線変更時制御ゲインＧ０の設定
条件を車線変更判断条件のみとした場合、車線変更時制
御ゲインＧ０の設定がそのまま継続されることになり、
走行ラインが目標ラインから外れやすくなる。
接車線が存在しないにもかかわらず、車線変更の指示を
出し放しであるとき、車線変更時制御ゲインＧ０の設定
条件を車線変更判断条件のみとした場合、車線変更時制
御ゲインＧ０の設定がそのまま継続されることになり、
走行ラインが目標ラインから外れやすくなる。
【００４９】これに対し、車線変更条件と隣接車線の存
在条件を同時に満足する時にのみ、車線変更時制御ゲイ
ンＧ０を設定することで、隣接車線が存在しない時には
車線変更条件を満足していても車線変更時制御ゲインＧ
０の設定が終了し、通常走行時制御ゲインＧ１に設定さ
れることになり、車線変更の指示を出し放しであると
き、目標ラインから逸脱しない車線追従制御を確保する
ことができる。
在条件を同時に満足する時にのみ、車線変更時制御ゲイ
ンＧ０を設定することで、隣接車線が存在しない時には
車線変更条件を満足していても車線変更時制御ゲインＧ
０の設定が終了し、通常走行時制御ゲインＧ１に設定さ
れることになり、車線変更の指示を出し放しであると
き、目標ラインから逸脱しない車線追従制御を確保する
ことができる。
【００５０】また、３車線以上の車線を持つ道路走行
時、２車線以上にまたがって車線変更する場合には、隣
接車線の存在により車線変更時制御ゲインＧ０を設定す
ることで、１車線での制御ゲインＧ０，Ｇ１を２通り設
定しておくだけで、３車線以上の車線を持つ道路での車
線変更に対応することができる。
時、２車線以上にまたがって車線変更する場合には、隣
接車線の存在により車線変更時制御ゲインＧ０を設定す
ることで、１車線での制御ゲインＧ０，Ｇ１を２通り設
定しておくだけで、３車線以上の車線を持つ道路での車
線変更に対応することができる。
【００５１】次に、効果を説明する。
【００５２】(1) 車線変更を行わない通常走行時には、
車線偏差量△Ｌが大きいほどゲインが増大する通常走行
時制御ゲインＧ１に設定され、車線変更時には、車線変
更側方向は車線偏差量△Ｌが大きくなってもゲインの増
大を抑えた車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるた
め、車線変更を行わない通常走行時には、目標ラインか
ら逸脱しない車線追従制御を確保しながら、車線変更時
には、ドライバーの操作性を向上させることができる。
車線偏差量△Ｌが大きいほどゲインが増大する通常走行
時制御ゲインＧ１に設定され、車線変更時には、車線変
更側方向は車線偏差量△Ｌが大きくなってもゲインの増
大を抑えた車線変更時制御ゲインＧ０に設定されるた
め、車線変更を行わない通常走行時には、目標ラインか
ら逸脱しない車線追従制御を確保しながら、車線変更時
には、ドライバーの操作性を向上させることができる。
【００５３】(2) 車線変更条件と隣接車線の存在条件を
同時に満足する時にのみ、車線変更側方向を車線変更時
制御ゲインＧ０に設定する構成としたため、車線変更の
指示を出し放しであるとき、目標ラインから逸脱しない
車線追従制御を確保することができるし、１車線での制
御ゲインＧ０，Ｇ１を２通り設定しておくだけで、３車
線以上の車線を持つ道路での車線変更に対応することが
できる。
同時に満足する時にのみ、車線変更側方向を車線変更時
制御ゲインＧ０に設定する構成としたため、車線変更の
指示を出し放しであるとき、目標ラインから逸脱しない
車線追従制御を確保することができるし、１車線での制
御ゲインＧ０，Ｇ１を２通り設定しておくだけで、３車
線以上の車線を持つ道路での車線変更に対応することが
できる。
【００５４】(3) 図２のステップ３４では、車速Ｖが低
車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ０に設定
されるため、車線変更に必要な車速の高低によるドライ
バー操舵力幅が狭い幅に抑えられ、ドライバーへの操舵
違和感を解消することができる。
車速であるほど小さな車線変更時制御ゲインＧ０に設定
されるため、車線変更に必要な車速の高低によるドライ
バー操舵力幅が狭い幅に抑えられ、ドライバーへの操舵
違和感を解消することができる。
【００５５】すなわち、高いドライバー操舵力を要する
低速での車線変更時、小さな車線変更時制御ゲインＧ０
の設定により操舵反力が小さく抑えられ、逆に、ドライ
バー操舵力が低い高速での車線変更時、大きな車線変更
時制御ゲインＧ０の設定により操舵反力が与えられる。
低速での車線変更時、小さな車線変更時制御ゲインＧ０
の設定により操舵反力が小さく抑えられ、逆に、ドライ
バー操舵力が低い高速での車線変更時、大きな車線変更
時制御ゲインＧ０の設定により操舵反力が与えられる。
【００５６】(4) 図２のステップ３２では、出力される
ウィンカー信号に基づいて車線変更判断が行われるた
め、車線変更判断のための新たなセンサ類の追加や演算
処理を要することなく、容易に車線変更の判断を行うこ
とができるし、また、左右のウィンカーのうち、どちら
のウィンカー信号かを判断することで、車線変更方向も
判断することができる。
ウィンカー信号に基づいて車線変更判断が行われるた
め、車線変更判断のための新たなセンサ類の追加や演算
処理を要することなく、容易に車線変更の判断を行うこ
とができるし、また、左右のウィンカーのうち、どちら
のウィンカー信号かを判断することで、車線変更方向も
判断することができる。
【００５７】（その他の実施の形態）実施の形態１で
は、車線追従時に操舵トルクを付与する制御装置への適
用例を示したが、車線追従時に操舵反力トルクを付与す
る制御装置へ適用しても良い。この場合、ドライバーの
介入度合いが大きいほど操舵反力トルクが小さくなる制
御が行われる。
は、車線追従時に操舵トルクを付与する制御装置への適
用例を示したが、車線追従時に操舵反力トルクを付与す
る制御装置へ適用しても良い。この場合、ドライバーの
介入度合いが大きいほど操舵反力トルクが小さくなる制
御が行われる。
【００５８】実施の形態１では、車線変更時制御ゲイン
として、図３に示すような設定例を示したが、図４に示
すように、車線変更時制御ゲインとしてゼロ設定にする
ような例としても良い。
として、図３に示すような設定例を示したが、図４に示
すように、車線変更時制御ゲインとしてゼロ設定にする
ような例としても良い。
【００５９】実施の形態１では、車線変更判断をウィン
カーにより行う例を示したが、舵角による例（舵角があ
るしきい値より大きいときには車線変更と判断する）
や、トルクセンサによる例（ドライバーによる操舵トル
クを検出し、その値があるしきい値より大きいときには
車線変更と判断する）としても良い。
カーにより行う例を示したが、舵角による例（舵角があ
るしきい値より大きいときには車線変更と判断する）
や、トルクセンサによる例（ドライバーによる操舵トル
クを検出し、その値があるしきい値より大きいときには
車線変更と判断する）としても良い。
【００６０】実施の形態１では、ゲイン変更のパラメー
タとして、車速を用いる例を示したが、他に、舵角、舵
角スピード、道路曲率、横加速度、ヨーレート、後方か
らの車両の接近等をゲイン変更のパラメータとしても良
い。
タとして、車速を用いる例を示したが、他に、舵角、舵
角スピード、道路曲率、横加速度、ヨーレート、後方か
らの車両の接近等をゲイン変更のパラメータとしても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の車線追従装置が適用された自動
車用操舵系を示す全体システム図である。
車用操舵系を示す全体システム図である。
【図２】実施の形態１における車線追従コントローラの
車線追従制御部で自動操舵スイッチのＯＮ操作により開
始される車線追従制御処理の流れを示すフローチャート
である。
車線追従制御部で自動操舵スイッチのＯＮ操作により開
始される車線追従制御処理の流れを示すフローチャート
である。
【図３】実施の形態１における車線変更時の制御ゲイン
設定を示す図である。
設定を示す図である。
【図４】車線変更時における制御ゲイン設定の他の例を
示す図である。
示す図である。
【図５】従来の車線追従制御装置での車線変更時の制御
ゲイン設定を示す図である。
ゲイン設定を示す図である。
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ 自在継手 ４ ラックアンドピニオン式ステアリングギヤボックス ５ サイドロッド ６ ウォームホイールギヤ ７ モータ ８ ウォームギヤ ９ 電磁クラッチ １０ 操舵角センサ １１ ＣＣＤカメラ １２ 車線追従コントローラ １３ 自動操舵スイッチ １４ 操舵トルクセンサ １５ 車速センサ １６ 右ウィンカースイッチ １７ 左ウィンカースイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 137:00
Claims (4)
- 【請求項１】 操舵力伝達系に設けられ、操舵トルクも
しくは操舵反力トルクを与える自動操舵アクチュエータ
と、 前方道路の車線状態を検出する車線情報検出手段と、 目標とする車両の走行車線である目標ラインが設定され
ている目標ライン設定手段と、 車線追従制御時、設定された目標ラインに自車を追従さ
せる制御指令を前記自動操舵アクチュエータに対し出力
する車線追従制御手段と、 を備えた車線追従装置において、 前記目標ラインと自車の走行ラインとの車幅方向の偏差
量である車線偏差量を演算する車線偏差量演算手段と、 自車が車線変更をするときであると判断する車線変更判
断手段と、 車線変更判断時、車線偏差量が大きいほどゲインを増大
させる通常走行時制御ゲインに代え、少なくとも車線変
更側方向は車線偏差量が大きくなってもゲインの増大を
抑えた車線変更時制御ゲインに設定する車線変更時制御
ゲイン設定手段と、 を備えていることを特徴とする車線追従装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の車線追従装置において、 車線変更判断時、車線変更方向に車線変更可能な車線が
存在するかどうか判断する隣接車線情報検出手段を設
け、 前記車線変更時制御ゲイン設定手段を、車線変更判断時
で、且つ、隣接車線の存在が判断された時、少なくとも
車線変更側方向は車線変更時制御ゲインに設定する手段
としたことを特徴とする車線追従装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の車線追従
装置において、 車速を検出する車速検出手段を設け、 前記車線変更時制御ゲイン設定手段を、車速が低車速で
あるほど小さな車線変更時制御ゲインに設定する手段と
したことを特徴とする車線追従装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３記載の車線追従
装置において、 前記車線変更判断手段を、出力されるウィンカー信号を
自車の車線変更判断信号とする手段としたことを特徴と
する車線追従装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22615999A JP3738613B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 車線追従装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22615999A JP3738613B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 車線追従装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001048034A true JP2001048034A (ja) | 2001-02-20 |
| JP3738613B2 JP3738613B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16840795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22615999A Expired - Fee Related JP3738613B2 (ja) | 1999-08-10 | 1999-08-10 | 車線追従装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738613B2 (ja) |
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