JP2002002427A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用制御装置において、道路設備側から入
手する情報の確度に応じた横位置の制御を行う。 【解決手段】 制御ユニット１は、磁気ネイル１１の磁
気を検出する磁気ネイルセンサ５を用いて自車両の走行
状態に関する情報として検出した予想逸脱時間Ｔｍと、
同種類の情報としてＣＣＤカメラ２の撮影画像に基づい
て推定した予想逸脱時間Ｔｓとの偏差が所定値より小さ
いときに、予想逸脱時間Ｔｍの確度が高いと判定し、そ
の値に基づいて、自車両が走行車線から逸脱するのを防
止するように、ステアリングアクチュエータ１０を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用制御装置に
関し、例えば、自動車等の車両が走行中の車線から逸脱
しないようにステアリング機構を制御する車両用制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、代表的な車両である自動車の
分野においては、自動車の安全走行を確保すべく、ドラ
イバの運転を支援する各種の制御装置が提案されてい
る。

【０００３】このような制御装置の一例として、例え
ば、特開平９−２４５２９８号には、予め路面に埋設さ
れた磁気ネイルから受信した磁気を、道路設備側（所謂
インフラ側）から入手する情報として検出すると共に、
その検出した磁気の大きさに基づいて自車両の走行車線
に対する横位置（ズレ量）を検出し、当該自車両が走行
車線から逸脱しないように操舵機構を制御する装置が提
案されている。

【０００４】また、例えば、特開平４−２０５４０３号
には、車両前方を撮影した撮影画像に基づいて、自車両
が走行している車線を区画するライン（白線）を検出す
ると共に、そのラインから当該自車両が逸脱しないよう
に操舵機構を制御する装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の制御装置
によれば、車線逸脱を未然に防止することができ、ドラ
イバの運転操作に対する負担を軽減することができる。

【０００６】しかしながら、上記の磁気ネイルを使用す
る方法は、道路の周辺に強電界が存在する場合、検出し
た横位置は強電界の影響を受け易い。また、磁気ネイル
からの磁気を検出する車両に搭載されたセンサが故障し
た場合には、それ以降の制御を継続することができない
という問題がある。

【０００７】一方、上記の撮影画像に基づく画像処理を
使用する方法は、撮影画像に含まれるライン（白線）を
検出すると共に検出したラインに対する自車両の横位置
を推定するまでの画像処理にある程度の時間を要するた
め、操舵機構に対して横位置に基づく制御量を設定する
までの応答性が、磁気ネイルを使用する方法と比較して
良くない。また、撮像装置が画像を鮮明に撮影できない
夜間、或いは雨や霧等の環境の変化に対しては、根本的
に弱いという構造的な問題もある。

【０００８】そこで本発明は、道路設備側から入手する
情報の確度に応じた横位置の制御を行う車両用制御装置
の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両用制御装置は、以下の構成を特徴
とする。

【００１０】即ち、所定の道路設備（磁気ネイル）から
入手する状態量（磁界の大きさ）に基づいて、自車両の
走行状態に関する情報を入手する情報入手手段と、前記
情報と同種類の情報を、前記自車両に搭載された検出装
置の出力信号に基づいて推定する情報推定手段と、前記
情報入手手段によって入手した情報と、前記情報推定手
段によって推定された情報との偏差が所定値より小さい
ときに、前記情報入手手段によって入手した情報の確度
が高いと判定する情報確度判定手段と、前記情報入手手
段によって入手した情報の確度が高いと前記情報確度判
定手段によって判定されたときに、その情報に基づい
て、前記自車両が走行車線から逸脱するのを防止し、前
記確度が低いと判定されたときには、該情報に基づく車
線逸脱防止制御の実行を中止する車線逸脱防止制御手段
とを備えることを特徴とする。

【００１１】好適な実施形態において、前記検出装置
は、前記自車両の前方を撮影する撮像装置であり、且つ
前記情報推定手段は、前記撮像装置による撮影画像に基
づいて、前記自車両前方の車線を区画するラインを検出
しており、この場合、前記情報確度判定手段は、（１）
前記自車両のヨーレートが大きくなるほど、前記情報推
定手段による推定結果の確度が低いと考えられるので、
そのヨーレートが大きくなるのに応じて、前記所定値を
大きな値に補正する、（２）前記自車両の走行車線を区
画するラインと前記自車両との距離（横位置）が大きく
なるほど、前記情報推定手段による推定結果の確度が低
いと考えられるので、その距離（横位置）が大きくなる
のに応じて、前記所定値を大きな値に補正する、（３）
或いは、前記自車両のロール角が大きくなるほど、前記
情報推定手段による推定結果の確度が低いと考えられる
ので、そのロール角が大きくなるのに応じて、前記所定
値を大きな値に補正すると良い。

【００１２】一方、前記情報確度判定手段により、前記
情報入手手段によって入手した情報の確度が低いと判定
された場合において、前記車線逸脱防止制御手段は、該
確度の確度が高いと判定されたときと比較して、警報発
報を早めに行う、或いは、前記自車両の操舵機構に設定
する制御量の制御ゲインを小さな値に補正すると良い。

【００１３】また、前記自車両が走行すべき目標軌跡
を、外部より受信する受信手段を更に備えている場合に
は、前記情報推定手段により、前記所定の道路設備から
入手する状態量に基づいて、前記自車両の走行軌跡を更
に推定し、前記車線逸脱防止制御手段は、前記情報入手
手段によって入手した情報の確度が高いと前記情報確度
判定手段によって判定されたときに、前記受信手段によ
って受信した目標軌跡と、前記走行軌跡推定手段によっ
て推定された推定軌跡とのズレ量が所定のズレ量より小
さくなるまでの期間にわたって、前記自車両の操舵機構
を制御することによって発生するであろう横加速度が所
定の第１横加速度より小さくなるような制御量を、該操
舵機構に設定すると共に、前記目標軌跡と前記推定軌跡
とのズレ量が前記所定のズレ量より小さくなったときに
は、前記横加速度が前記所定の第１横加速度より大きな
第２横加速度より小さくなるような制御量を、前記操舵
機構に設定すると良い。

【００１４】

【発明の効果】上記の本発明によれば、道路設備側から
入手する情報の確度に応じた横位置の制御を行う車両用
制御装置の提供が実現する。

【００１５】即ち、請求項１の発明によれば、情報入手
手段によって確度の高い情報が入手できないとき、或い
は情報を検出できないとき（例えば故障発生時等）に
は、車線逸脱を防止するための制御が行われないため、
フェイルセイフ性に優れた安定した逸脱防止制御を行う
ことができる。

【００１６】また、自車両前方の撮像画像に基づく画像
処理によってライン（白線）を推定するに際して、その
推定結果は、走行車線に対するヨーレート（ロール角）
が大きな場合には確度が低いため、情報確度判定手段に
よる判定の信頼性が低くなるが、請求項２（請求項５）
の発明によれば、その信頼性の低下に応じて所定値が大
きな値に補正されるので、車両の挙動が急変したとして
も、車線逸脱防止制御を維持することができる。

【００１７】また、車線逸脱防止制御手段による制御量
は、一般にライン（白線）と自車両との距離が小さいほ
ど大きな値が設定されるが、請求項３の発明によれば、
ライン（白線）と自車両との距離が大きいほど、所定値
が大きな値に補正されるので、車線逸脱防止制御による
制御量が大きいときには信頼性を高く、制御量が小さい
ときには多少信頼性が低下しても当該制御の実行を優先
することができる。

【００１８】また、請求項６の発明によれば、警報を早
めに発報することにより、ドライバの注意を喚起するこ
とができる。

【００１９】また、請求項７の発明によれば、情報入手
手段によって入手した情報の確度が低いときであっても
車線逸脱制御が継続されるため、制御が中止される場合
と比較してドライバの運転操作に対する負担を軽減する
ことができる。

【００２０】また、車線逸脱防止制御手段による制御量
は、一般に、推定軌跡と目標軌跡とのズレ量が大きいほ
ど大きな値が設定されるが、請求項８の発明によれば、
算出したズレ量が所定のズレ量より大きなときには、第
２横加速度より小さな第１横加速度を最大値とするよう
な制御量が設定されるため、乗員がズレ量に応じて受け
る横加速度を和らげることができ、一方、算出したズレ
量が所定のズレ量より小さくなったときには、第２横加
速度を最大値とするような制御量が設定されるため、制
御応答性に優れた制御を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両用制御装
置を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態と
して、図面を参照して詳細に説明する。

【００２２】［第１の実施形態］図１は、第１の実施形
態における車両用制御装置が搭載された車両のシステム
構成を示す図である。

【００２３】図１に示す車両１００において、１は、本
実施形態における車両用制御装置のシステム全体を統括
制御する制御ユニットである。２は、車両１００の前方
を撮像するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ等の
撮像デバイスである。４は、車両１００の車速を検出す
る車速センサである。５は、道路設備側（インフラ側）
から自車両の走行状態に関する情報を入手する手段とし
て、走行車線の路面に予め埋設された磁気ネイル１１が
発生する磁気を検出する磁気ネイルセンサである。

【００２４】６は、車両の挙動に関する情報として、車
両１００のヨーレートを検出するヨーレートセンサであ
る。８及び９は、車両の挙動に関する情報としてロール
角を検出すべく、車両１００の左右の高さを検出する車
高センサである。

【００２５】また、３は、音響装置の出力再生や後述す
る警報を発報するスピーカである。１０は、車両１００
の操舵を行うべく、ステアリングホイールに連結された
ステアリングシャフトを駆動するモータ等のステアリン
グアクチュエータである。

【００２６】尚、図１に示す各検出端及び出力端の個別
の装置構成については、現在では一般的であるため、本
実施形態における詳細な説明は省略する。

【００２７】図２は、第１の実施形態における車両用制
御装置の制御ブロック図であり、制御ユニット１の内部
に表わす各ブロックは、制御ユニット１が行う制御動作
を入力信号の流れで表現しており、制御ユニット１は、
図１及び図２に示す各種入力信号に基づいて、操作端で
あるスピーカ３及びステアリングアクチュエータ１０の
動作を制御する。

【００２８】ここで、第１の実施形態に係る制御ユニッ
ト１による車線逸脱防止制御を、図１及び図２を参照し
て説明する。

【００２９】磁気ネイル１１は、走行車線の路面上に、
例えば図１に示すように走行車線を区画するライン（白
線）に対して直角な方向に所定の間隔で複数埋設されて
おり、且つ、その複数個の磁気ネイル１１の配置が、図
１には図示していないが、走行車線の延びる方向にも所
定の間隔で複数組み埋設されている。

【００３０】本実施形態において、制御ユニット１に
は、自車両が走行車線から逸脱するか否かを判定し、逸
脱すると判定したときには、その旨をスピーカ３から人
工合成音等によってドライバに報知する車線逸脱警報機
能と、逸脱するのを回避または抑制すべくステアリング
アクチュエータ１０の動作を制御する操舵制御機能を備
えている。

【００３１】また、制御ユニット１は、道路設備側の磁
気ネイル１１から入手する磁気に基づいて自車両の走行
状態に関する情報として予想逸脱時間Ｔｍを検出する第
１の制御系統と、同種類の情報として、自車両に搭載さ
れたＣＣＤカメラ２の撮影画像に基づいて予想逸脱時間
Ｔｓを推定する第２の制御系統とを有している。

【００３２】即ち、制御ユニット１は、磁気ネイル１１
からの磁気を、車幅方向に複数取り付けられた磁気ネイ
ルセンサ５によって検出し、検出した磁気の大きさと、
車速センサ４によって検出された自車速とに基づいて、
自車両の走行車線に対する横位置（位置ずれ）及びヨー
角を検出すると共に、検出したそれらの値に基づいて、
自車両が走行車線から逸脱するであろう予想逸脱時間Ｔ
ｍを検出する。

【００３３】更に、制御ユニット１は、ＣＣＤカメラ２
による撮影画像に基づいて走行車線を区画するライン
（白線）を検出し、検出したラインと、車速センサ４に
よって検出された自車速とに基づいて、自車両の走行車
線に対する横位置（位置ずれ）及びヨー角を検出すると
共に、検出したそれらの値に基づいて、自車両が走行車
線から逸脱するであろう予想逸脱時間Ｔｓを推定する。

【００３４】予想逸脱時間Ｔｍと予想逸脱時間Ｔｓと
は、自車両の走行状態を表わす同種類の情報であるが、
ＣＣＤカメラ２による撮影画像を利用する第２の制御系
統は、ライン検出のための画像処理に要する時間や外部
の環境変化、並びに車両の挙動変化に対して弱いため、
第１の制御系統と比較して、確度が低いことが予想され
る。一方、第１の制御系統も、外部に強電界が存在する
場合は影響を受け易い。

【００３５】そこで、制御ユニット１は、入手した２種
類の予想逸脱時間の偏差が所定値より小さいときに、磁
気ネイル１１からの磁気による予想逸脱時間Ｔｍの確度
が高いと判定し、その値に基づいて、自車両が走行車線
から逸脱するのを防止するように、上記の車線逸脱警報
機能及び操舵制御機能を実行する。また、精度判定に際
して、制御ユニット１は、車両の挙動による影響を抑制
すべく、ヨーレートセンサ６によって検出したヨーレー
ト、車高センサ８及び９の検出結果を用いて算出したロ
ール角を参照する。

【００３６】尚、上述した制御ユニット１による上記の
制御処理は、予めＲＯＭ（不図示）等に格納されたソフ
トウエアを、ＣＰＵ（不図示）が実行することによって
実現される。

【００３７】尚、磁気ネイルセンサ５によって検出した
磁気の大きさに基づいて自車両の走行車線に対する横位
置（位置ずれ）を検出する方法、ＣＣＤカメラ２による
撮影画像に基づいて検出した走行車線を区画するライン
に基づいて、自車両の走行車線に対する横位置（位置ず
れ）を検出する方法、並びに自車速、横位置及びヨー角
に基づいて予想逸脱時間算出する方法は、現在では一般
的であるため、本実施形態における個々の検出方法につ
いての詳細な説明は省略する。

【００３８】また、ステアリングアクチュエータ１０を
駆動することによって車線逸脱を回避または抑制する操
舵制御機能としては、検出した横位置、ヨー角、及び車
速の大きさに応じて操舵補助力を発生させる（例えば、
車線からの横方向のズレ量が大きい程、車線逸脱方向の
ヨー角が大きい程、或いは、車速が大きい程、逸脱を抑
制可能な方向の操舵補助力を大きくする）と良いが、こ
れらの制御方法自体は現在では一般的であるため、本実
施形態における詳細な説明は省略する。

【００３９】図３及び図４は、第１の実施形態において
制御ユニット１が行う制御処理を示すフローチャートで
ある。

【００４０】同図において、ステップＳ１：車速センサ
４によって車速を検出する。

【００４１】ステップＳ２：磁気ネイルセンサ５によっ
てインフラ側（道路設備側）の磁気ネイル１１からの磁
気を検出すると共に、検出した磁気の大きさに基づい
て、自車両の横位置と、ヨー角とを算出する。

【００４２】ステップＳ３：ステップＳ１にて検出した
車速、ステップＳ２にて算出した横位置及びヨー角に基
づいて、自車両が走行中の車線から逸脱するまでの予測
逸脱時間Ｔｍを算出する。

【００４３】ステップＳ４：ＣＣＤカメラ２により撮影
した画像信号から走行車線を区画するライン（白線）を
抽出すると共に、抽出したラインに対する自車両の横位
置と、ヨー角とを算出する。

【００４４】ステップＳ５：ステップＳ１にて検出した
車速、ステップＳ４にて算出した横位置及びヨー角に基
づいて、自車両が走行中の車線から逸脱するまでの予測
逸脱時間Ｔｓを算出する。

【００４５】ステップＳ６：ヨーレートセンサ６によっ
て検出したヨーレートに応じて、後述する精度判定ステ
ップにて使用するしきい値ａ，ｂを、そのヨーレートが
大きいほど、大きな値に補正する。

【００４６】ステップＳ７：車高センサ８及び９の検出
結果に基づいて算出したロール角に応じて、ステップＳ
６にて補正されたしきい値ａ，ｂを、そのロール角が大
きいほど、大きな値に更に補正する。

【００４７】ステップＳ８：ステップＳ２にて算出した
横位置に応じて、ステップＳ７にて補正されたしきい値
ａ，ｂを、その横位置が大きいほど、大きな値に更に補
正する。

【００４８】ステップＳ９，ステップＳ２２：ステップ
Ｓ３で算出した予測逸脱時間Ｔｍと、ステップＳ５で算
出した予測逸脱時間Ｔｓとを比較し、その比較した偏差
の絶対値が、ステップＳ６乃至ステップＳ８にて補正さ
れたしきい値ａより大きいかを判断する。

【００４９】そして、この判断でＮＯ（｜Ｔｍ−Ｔｓ｜
≦ａ）のときにはステップＳ１０に進み、ＹＥＳ（｜Ｔ
ｍ−Ｔｓ｜＞ａ）のときには、ステップＳ２２におい
て、２種類の予測逸脱時間の偏差が大きすぎて信頼性に
欠け、道路設備側に埋設された磁気ネイル１１の検出磁
気に基づく操舵制御及び警報制御が継続できない旨を、
スピーカ３からメッセージ出力等によってドライバに報
知し、リターンする。

【００５０】ここで、しきい値ａは、磁気ネイル１１の
磁気を利用して検出した予測逸脱時間Ｔｍを無効と判断
するためのしきい値である。

【００５１】ステップＳ１０：ステップＳ９で行った比
較処理を、ステップＳ６乃至ステップＳ８にて補正され
たしきい値ｂを用いて行う。そして、この判断でＹＥＳ
（｜Ｔｍ−Ｔｓ｜＞ｂ）のときにはステップＳ１１に進
み、ＮＯ（｜Ｔｍ−Ｔｓ｜≦ｂ）のときには、磁気ネイ
ル１１の磁気を利用して検出した予測逸脱時間Ｔｍの信
頼性が高いと判断できるので、ステップＳ１８に進む。

【００５２】ここで、しきい値ｂ（＜ａ）は、磁気ネイ
ル１１の磁気を利用して検出した予測逸脱時間Ｔｍを有
効と判断するためのしきい値である。

【００５３】ステップＳ１１，ステップＳ１２：ステッ
プＳ１０の判断結果が、｜Ｔｍ−Ｔｓ｜＞ｂであり、予
測逸脱時間Ｔｍの信頼性があまり高くない状態である。
そこで、本ステップでは、しきい値Ｔ１を所定の基準値
より大きな値に補正し（ステップＳ１１）、補正後のし
きい値Ｔ１と予測逸脱時間Ｔｍとを比較する（ステップ
Ｓ１２）。そして、この比較の結果、予測逸脱時間Ｔｍ
がしきい値Ｔ１より小さいときにはステップＳ１３に進
み、予測逸脱時間Ｔｍがしきい値Ｔ１以上であるときに
は、車線逸脱防止のための操舵制御及び警報出力は必要
無いと判断してリターンする。

【００５４】ステップＳ１３〜ステップＳ１７：しきい
値Ｔ２（＜Ｔ１）を所定の基準値より大きな値に補正し
（ステップＳ１３）、補正後のしきい値Ｔ２と予測逸脱
時間Ｔｍとを比較する（ステップＳ１４）。

【００５５】そして、この比較の結果、予測逸脱時間Ｔ
ｍがしきい値Ｔ２より小さいときには、自車両が車線逸
脱を起こすまでに時間的な余裕は無いので、車線逸脱防
止のための操舵制御及び警報出力が必要であるが、ステ
ップＳ１０の判断において予測逸脱時間Ｔｍの信頼性が
あまり高くないと判断しているので、ドライバの運転操
作に対する介入の度合を弱めるべく、ステアリングアク
チュエータ１０の制御ゲインを所定の基準値より小さな
値に補正する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ
２にて検出した横位置及びヨー角に応じた制御量を、補
正後の制御ゲインで調整した後、ステアリングアクチュ
エータ１０に対して設定し（ステップＳ１６）、リター
ンする。

【００５６】一方、ステップＳ１４の判断において、し
きい値Ｔ２が予測逸脱時間Ｔｍ以上であるときには、自
車両が車線逸脱を起こすまでには時間的な余裕が多少有
るので、ステアリングアクチュエータ１０の自動的な操
舵制御は行わずに、車線逸脱の防止を促す警報出力を行
い（ステップＳ１７）、リターンする。

【００５７】ステップＳ１８：ステップＳ１０の判断に
おいて予測逸脱時間Ｔｍの信頼性が高いと判断している
ので、しきい値Ｔ１及びＴ２を用いた補正の必要は無
く、上記の場合と比較して積極的な制御を行うことがで
きる。そこで、本ステップでは、しきい値Ｔ１と予測逸
脱時間Ｔｍとを比較し、この比較の結果、予測逸脱時間
Ｔｍがしきい値Ｔ１より小さいときにはステップＳ１９
に進み、予測逸脱時間Ｔｍがしきい値Ｔ１以上であると
きには、車線逸脱防止のための操舵制御及び警報出力は
必要無いと判断してリターンする。

【００５８】ステップＳ１９〜ステップＳ２１：しきい
値Ｔ２と予測逸脱時間Ｔｍとを比較し（ステップＳ１
９）、この比較の結果、予測逸脱時間Ｔｍがしきい値Ｔ
２より小さいときには、自車両が車線逸脱を起こすまで
に時間的な余裕は無い。そこで、ステップＳ２にて検出
した横位置及びヨー角に応じた制御量を、所定の基準値
のままの制御ゲインで調整した後、ステアリングアクチ
ュエータ１０に対して設定し（ステップＳ２０）、リタ
ーンする。

【００５９】一方、ステップＳ１９の判断において、予
測逸脱時間Ｔｍがしきい値Ｔ２以上であるときには、自
車両が車線逸脱を起こすまでには時間的な余裕が多少有
るので、ステップＳ１７と同様に、車線逸脱を防止する
運転操作を促す警報出力だけを行い（ステップＳ２
１）、リターンする。

【００６０】このように、本実施形態によれば、道路設
備側から入手する情報としての予測逸脱時間Ｔｍの信頼
性（確度）が低いとき、或いは検出できないとき（例え
ば故障発生時等）には、車線逸脱を防止するための制御
が行われないため、フェイルセイフ性能に優れた安定し
た車線逸脱防止制御を行うことができる。

【００６１】また、自車両前方の撮像画像に基づく画像
処理によってライン（白線）を推定するに際して、その
推定結果は、走行車線に対するヨーレート（ロール角）
が大きな場合には確度が低いため、操舵制御及び警報出
力の要否を判断する判定の信頼性が低くなるが、本実施
形態では、その信頼性の低くさに応じてしきい値ａ及び
ｂが大きな値に補正されるので、車両の挙動が急変して
も、逸脱防止制御を継続することができる。

【００６２】また、車線逸脱防止制御においてステアリ
ングアクチュエータ１０に設定される制御量は、一般に
ライン（白線）と自車両との距離が小さいほど大きな値
が設定されるが、本実施形態によれば、ライン（白線）
と自車両との距離（横位置）が大きいほど、しきい値ａ
及びｂが大きな値に補正されるので、車線逸脱防止制御
の制御量が大きいときほど信頼性が高く、制御量が小さ
いときには多少信頼性が低下しても、当該制御の実行を
優先することができる。

【００６３】また、予測逸脱時間Ｔｍの信頼性があまり
高くないが、車線逸脱を起こすまでには時間的な余裕が
多少有る場合には、しきい値Ｔ１が大きな値に補正さ
れ、警報を早めに出力されるので、ドライバの注意を早
めに喚起することができる。

【００６４】また、本実施形態によれば、予測逸脱時間
Ｔｍの信頼性があまり高くないときであっても車線逸脱
制御が継続されるため、制御が中止される場合と比較し
てドライバの運転操作に対する負担を軽減することがで
きる。

【００６５】［第２の実施形態］次に、上述した第１の
実施形態に係る車両用制御装置を基本とする第２の実施
形態を説明する。以下の説明においては、第１の実施形
態と同様な構成については重複する説明を省略し、本実
施形態における特徴的な部分を中心に説明する。

【００６６】図５は、第２の実施形態における車両用制
御装置が搭載された車両のシステム構成を示す図であ
り、第１の実施形態における図１に示す装置構成を基本
として、更に、ステアリングホイールの操作量を検出す
る操舵角センサ７と、道路設備側に設けられた通信機器
との通信を行う路車間通信機１２とを備える。

【００６７】図６は、第２の実施形態における車両用制
御装置の制御ブロック図であり、制御ユニット１の内部
に表わす各ブロックは、制御ユニット１が行う制御動作
を入力信号の流れで表現しており、制御ユニット１は、
図５及び図６に示す各種入力信号に基づいて、操作端で
あるステアリングアクチュエータ１０の動作を制御す
る。

【００６８】ここで、第２の実施形態に係る制御ユニッ
ト１による車線逸脱防止制御を概説する。

【００６９】本実施形態においても、道路設備側の磁気
ネイル１１から入手する磁気を利用する第１の制御系統
と、ＣＣＤカメラ２による撮影画像を利用する第２の制
御系統とにより、それぞれ自車両の走行状態に関する情
報を求め、それら情報の比較結果に応じて制御の態様を
変更する基本的な構成自体は、第１の実施形態と同様で
あが、本実施形態では、比較の対象として、将来におけ
る走行軌跡のズレ量ΔＹを採用する。

【００７０】即ち、制御ユニット１は、磁気ネイル１１
からの磁気を、車幅方向に複数取り付けられた磁気ネイ
ルセンサ５によって検出し、検出した磁気の大きさと、
車速センサ４によって検出された自車速とに基づいて、
自車両の走行車線に対する横位置（位置ずれ）及びヨー
角を検出し、検出したそれらの値に基づいて、自車両の
推定軌跡を算出すると共に、路車間通信機１２を介して
入手した走行路の曲率に基づいて、自車両が進むべき目
標軌跡を算出する。そして、制御ユニット１は、推定軌
跡と目標軌跡とに基づいて、将来における走行軌跡のズ
レ量ΔＹｍを算出する。

【００７１】更に、制御ユニット１は、ＣＣＤカメラ２
による撮影画像に基づいて走行車線を区画するライン
（白線）を検出し、検出したラインと、車速センサ４に
よって検出された自車速とに基づいて、自車両の走行車
線に対する横位置（位置ずれ）及びヨー角を検出すると
共に、検出したそれらの値に基づいて、自車両の推定軌
跡を算出する。そして、制御ユニット１は、推定軌跡
と、路車間通信機１２を介して入手した曲率に基づいて
算出した目標軌跡とに基づいて、将来における走行軌跡
のズレ量ΔＹｓを算出する。

【００７２】そして、制御ユニット１は、入手した２種
類の走行軌跡のズレ量ΔＹの偏差が所定値より小さいと
きに、磁気ネイル１１からの磁気を用いる第１の制御系
統の確度が高いと判定し、その値に基づいて、自車両を
走行車線から逸脱させることなく、その走行車線を、目
標軌跡に沿ってスムーズに自動走行させる自動レーン追
従制御機能を実行する。また、精度判定に際して、制御
ユニット１は、車両の挙動による影響を抑制すべく、第
１の実施形態の場合と同様に、ヨーレートセンサ６によ
って検出したヨーレート、車高センサ８及び９の検出結
果を用いて算出したロール角を参照する。

【００７３】尚、算出した将来における走行軌跡のズレ
量ΔＹ（ΔＹｍ）、操舵角、自車速、並びに操舵角に基
づく自動レーン追従制御機能の方法自体は、現在では一
般的であるため、本実施形態における詳細な説明は省略
する。

【００７４】図７及び図８は、第２の実施形態において
制御ユニット１が行う制御処理を示すフローチャートで
ある。

【００７５】図７において、ステップＳ３１〜ステップ
Ｓ３６：第１の実施形態における図３のステップＳ１乃
至ステップＳ３６のうち、ステップＳ３及びステップＳ
５以外の各ステップの処理を同様に行う。

【００７６】ステップＳ３７：ステップＳ３３でＣＣＤ
カメラ２の撮影画像に基づいて算出した横位置及びヨー
角に基づいて、推定軌跡を算出する。

【００７７】ステップＳ３８：路車間通信機１２を介し
て入手した情報に基づいて、道路曲率を算出する。

【００７８】ステップＳ３９：ステップＳ３２で磁気ネ
イル１１からの磁気を利用して算出した横位置及びヨー
角に基づいて、推定軌跡を算出する。

【００７９】ステップＳ４０：ステップＳ３８にて算出
した道路曲率に基づいて、目標軌跡を算出する。

【００８０】ステップＳ４１：ステップＳ４０にて算出
した目標軌跡と、ステップＳ３７及びステップＳ３９に
て算出した推定軌跡とに基づいて、将来における走行軌
跡のズレ量ΔＹｍ及びΔＹｓを算出する。

【００８１】ステップＳ４２，ステップＳ４３：磁気ネ
イル１１の磁気に基づくズレ量ΔＹｍと、撮影画像に基
づくズレ量ΔＹｓとの比較結果の絶対値が、ステップＳ
３４乃至ステップＳ３６にて補正されたしきい値ｃより
大きいかを判断し、この判断でＮＯ（｜ΔＹｍ−ΔＹｓ
｜≦ｃ）のときにはステップＳ４４に進み、ＹＥＳ（｜
ΔＹｍ−ΔＹｓ｜＞ｃ）のときには、ステップＳ４３に
おいて、２種類のズレ量ΔＹの偏差が大きすぎて信頼性
に欠け、道路設備側に埋設された磁気ネイル１１の検出
磁気に基づく操舵制御が継続できない旨を、スピーカ３
からメッセージ出力等によってドライバに報知し、リタ
ーンする。

【００８２】ステップＳ４４，ステップＳ４５：磁気ネ
イル１１の磁気に基づくズレ量ΔＹｍの信頼性が高い場
合であるので、そのズレ量ΔＹｍに基づいて、ステアリ
ングアクチュエータ１０に付与すべき付加操舵角Δδを
算出し（ステップＳ４４）、操舵角センサ７によって検
出した現在の操舵角に、算出した付加操舵角Δδを加算
することにより、目標操舵角δ１を算出する（ステップ
Ｓ４５）。

【００８３】ステップＳ４６〜ステップＳ４８：ズレ量
ΔＹｍとしきい値ｄとを比較し（ステップＳ４６）、そ
の比較の結果、ズレ量ΔＹｍがしきい値ｄより大きいと
きには、ある制御量をステアリングアクチュエータ１０
に設定したときに発生する横加速度（目標横加速度）を
第１の所定値に設定し（ステップＳ４７）、ズレ量ΔＹ
ｍがしきい値ｄ以下のときには、目標横加速度を、当該
第１の所定値より大きな第２の所定値に設定する（ステ
ップＳ４８）。

【００８４】ステップＳ４９：ステップＳ３８にて入手
した道路曲率に基づいて、ステップＳ４７またはステッ
プＳ４８にて設定された目標横加速度（第１または第２
の所定値）を補正する。ここで、道路曲率と目標横加速
度との関係は、予め不図示のＲＯＭ等に格納しておけば
良い。

【００８５】ステップＳ５０：補正した目標横加速度が
発生するような目標操舵角δ２を入手する。具体的に
は、ある操舵角にて車両が定常円旋回を行っている場合
において、その車両（乗員）に加わる横加速度は、その
車両の諸元に基づいて一義的に求めることができる。そ
こで、この目標横加速度と目標操舵角δ２との関係を数
式化またはテーブル化し、予め不図示のＲＯＭ等に格納
しておけば良い。

【００８６】ステップＳ５１〜ステップＳ５３：ステッ
プＳ４５で算出した目標操舵角δ１と、ステップＳ５０
で算出した目標操舵角δ２とを比較し（ステップＳ５
１）、その比較の結果、目標操舵角δ２が目標操舵角δ
１以上のときには、ステアリングアクチュエータ１０に
設定すべき制御量として、目標操舵角δ１を選択し（ス
テップＳ５２）、目標操舵角δ２が目標操舵角δ１より
小さいときには、目標操舵角δ１に基づく操舵制御を行
うと、発生する横加速度が目標横加速度を越えてしまう
ので、目標操舵角δ２を選択する（ステップＳ５３）。

【００８７】ステップＳ５４：ステップＳ５２またはス
テップＳ５３にて設定された目標操舵角δ１またはδ２
により、ステアリングアクチュエータ１０を制御する。

【００８８】上述した本実施形態によれば、道路設備側
から入手する情報としての将来における走行軌跡のズレ
量ΔＹｍの信頼性（確度）が低いとき、或いは検出でき
ないとき（例えば故障発生時等）には、自動レーン追従
制御が行われないため、フェイルセイフを実現できる。

【００８９】また、一般的な自動レーン追従制御にける
制御量は、推定軌跡と目標軌跡とのズレ量が大きいとき
ほど大きな値が設定されるが、本実施形態によれば、算
出したズレ量ΔＹｍが所定値ｄより大きなときには、そ
うでない場合と比較して小さな横加速度（第１の所定
値）を最大値とするような制御量（目標操舵角δ２）が
設定される。これにより、その制御量がステアリングア
クチュエータ１０に設定されることによって乗員が受け
る横加速度を和らげることができ、一方、算出したズレ
量ΔＹｍが所定値ｄより小さくなったときには、上記の
場合より大きな横加速度（第２の所定値）を最大値とす
るような制御量が設定されるため、制御応答性に優れた
制御を実現することができる。

【００９０】［参考例］次に、磁気ネイル１１が埋設さ
れ、上述した各実施形態に係る車線逸脱防止制御や自動
レーン追従制御のサービスが可能な車線が、少なくとも
２車線あるサービス区間において好適な、自動レーンチ
ェンジ制御に関する参考技術について説明する。

【００９１】図９は、参考例における車両用制御装置の
制御ブロック図であり、制御ユニット１Ａには、磁気ネ
イル１１からの磁気に基づく磁気ネイルセンサ１１、Ｃ
ＣＤカメラ２、車速センサ４、ヨーレートセンサ６、並
びに操舵角センサ７の各出力信号が入力され、それらの
信号に基づいて、ステアリングアクチュエータ１０を制
御する。これらのハードウエア構成は、上述した実施形
態における検出端及び操作端と同様である。

【００９２】図１０は、参考例において制御ユニット１
Ａが行う制御処理を示すフローチャートである。

【００９３】同図において、ステップＳ５１，ステップ
Ｓ５２：磁気ネイルセンサ５の出力信号に基づいて、磁
気ネイル１１の検出範囲外であるかを判断し（ステップ
Ｓ５１）、この判断でＹＥＳ（検出範囲外）のときに
は、ＣＣＤカメラ２の撮影画像による一般的な画像処理
に基づいて、走行車線を区画するライン（白線）が検出
できるかを判断する（ステップＳ５２）。

【００９４】ステップＳ５３：ステップＳ５２の判断に
おいて白線を検出可能であると判断したので、本ステッ
プでは、撮影画像に基づいて自車両の横位置を推定し、
その横位置を用いて、自動的なレーンチェンジを行うべ
く、ステアリングアクチュエータ１０を制御する。

【００９５】ステップＳ５４：ステップＳ５２の判断に
おいて白線を検出できないと判断したので、本ステップ
では、現在の操舵角を保持する。

【００９６】ステップＳ５５：ステップＳ５１の判断に
おいて磁気ネイル１１の検出範囲内であると判断したの
で、本ステップでは、磁気ネイルセンサ５の出力信号に
基づいて自車両の横位置を検出し、その横位置を用い
て、自動的なレーンチェンジを行うべく、ステアリング
アクチュエータ１０を制御する。

【００９７】ステップＳ５６：磁気ネイルセンサ５の出
力信号、またはＣＣＤカメラ２の撮影画像に基づく画像
処理により、レーンチェンジが完了したかを判断し、こ
の判断でＮＯ（レーンチェンジ実行中）のときにはステ
ップＳ５１に戻り、ＹＥＳ（レーンチェンジ完了）のと
きには処理を終了する。

【００９８】上述した参考技術においては、自動レーン
チェンジが行われるに際して、道路設備側の磁気ネイル
１１を用いた横位置検出を基本とし、検出範囲外（磁気
ネイルセンサ５の故障を含む）であるときには、バック
アップ的な機能として撮影画像に基づく横位置検出が行
われ、更に、撮影画像に基づく横位置検出もできない場
合には、不用意なステアリングアクチュエータ１０の制
御を行うことによるレーンチェンジ中の自車両の不安定
な挙動を防止すべく、操舵確度が保持されるので、フェ
ールセイフ性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における車両用制御装置が搭載
された車両のシステム構成を示す図である。

【図２】第１の実施形態における車両用制御装置の制御
ブロック図である。

【図３】第１の実施形態において制御ユニット１が行う
制御処理を示すフローチャートである。

【図４】第１の実施形態において制御ユニット１が行う
制御処理を示すフローチャートである。

【図５】第２の実施形態における車両用制御装置が搭載
された車両のシステム構成を示す図である。

【図６】第２の実施形態における車両用制御装置の制御
ブロック図である。

【図７】第２の実施形態において制御ユニット１が行う
制御処理を示すフローチャートである。

【図８】第２の実施形態において制御ユニット１が行う
制御処理を示すフローチャートである。

【図９】参考例における車両用制御装置の制御ブロック
図である。

【図１０】参考例において制御ユニット１Ａが行う制御
処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，１Ａ：制御ユニット， ２：ＣＣＤカメラ， ３：スピーカ， ４：車速センサ， ５：磁気ネイルセンサ， ６：ヨーレートセンサ， ７：操舵角センサ， ８：車高センサ（右側）， ９：車高センサ（左側）， １０：ステアリングアクチュエータ， １１：磁気ネイル， １２：路車間通信機， １００：車両，

───────────────────────────────────────────────────── 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 6/00 Ｂ６２Ｄ 6/00 // Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ａ Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 111:00 111:00 113:00 113:00 131:00 131:00 137:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC04 CC27 CC33 CC39 CC40 DA03 DA23 DA27 DA32 DA33 DA36 DA42 DA81 DA84 DA88 DC33 DC34 DC38 DE06 DE09 EA01 EB04 EB11 EB17 GG01 5H180 CC04 CC17 CC24 EE02 LL07 LL09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の道路設備から入手する状態量に基
   づいて、自車両の走行状態に関する情報を入手する情報
   入手手段と、 前記情報と同種類の情報を、前記自車両に搭載された検
   出装置の出力信号に基づいて推定する情報推定手段と、 前記情報入手手段によって入手した情報と、前記情報推
   定手段によって推定された情報との偏差が所定値より小
   さいときに、前記情報入手手段によって入手した情報の
   確度が高いと判定する情報確度判定手段と、 前記情報入手手段によって入手した情報の確度が高いと
   前記情報確度判定手段によって判定されたときに、その
   情報に基づいて、前記自車両が走行車線から逸脱するの
   を防止し、前記確度が低いと判定されたときには、該情
   報に基づく車線逸脱防止制御の実行を中止する車線逸脱
   防止制御手段と、を備えることを特徴とする車両用制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記検出装置は、前記自車両の前方を撮
   影する撮像装置であり、且つ前記情報推定手段は、前記
   撮像装置による撮影画像に基づいて、前記自車両前方の
   車線を区画するラインを検出しており、 前記情報確度判定手段は、前記自車両のヨーレートが大
   きくなるほど、前記所定値を大きな値に補正することを
   特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
3. 【請求項３】 前記検出装置は、前記自車両の前方を撮
   影する撮像装置であり、且つ前記情報推定手段は、前記
   撮像装置による撮影画像に基づいて、前記自車両前方の
   車線を区画するラインを検出しており、 前記情報確度判定手段は、前記自車両の走行車線を区画
   するラインと前記自車両との距離が大きくなるほど、前
   記所定値を大きな値に補正することを特徴とする請求項
   １記載の車両用制御装置。
4. 【請求項４】 前記情報確度判定手段は、前記ライン中
   央と前記自車両との距離が表わす横位置が大きくなるの
   に応じて、前記所定値を大きな値に補正することを特徴
   とする請求項３記載の車両用制御装置。
5. 【請求項５】 前記検出装置は、前記自車両の前方を撮
   影する撮像装置であり、且つ前記情報推定手段は、前記
   撮像装置による撮影画像に基づいて、前記自車両前方の
   車線を区画するラインを検出しており、 前記情報確度判定手段は、前記自車両のロール角が大き
   くなるほど、前記所定値を大きな値に補正することを特
   徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
6. 【請求項６】 前記車線逸脱防止制御手段は、前記情報
   入手手段によって入手した情報の確度が低いと前記情報
   確度判定手段によって判定されたときに、該確度の確度
   が高いと判定されたときと比較して、警報発報を早めに
   行うことを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
7. 【請求項７】 前記車線逸脱防止制御手段は、前記情報
   入手手段によって入手した情報の確度が低いと前記情報
   確度判定手段によって判定されたときに、該確度の確度
   が高いと判定されたときと比較して、前記自車両の操舵
   機構に設定する制御量の制御ゲインを小さな値に補正す
   ると共に、該情報に基づく車線逸脱防止制御を継続する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
8. 【請求項８】 更に、前記自車両が走行すべき目標軌跡
   を、外部より受信する受信手段を備え、 前記情報推定手段は、前記所定の道路設備から入手する
   状態量に基づいて、前記自車両の走行軌跡を推定する走
   行軌跡推定手段を含み、 前記車線逸脱防止制御手段は、前記情報入手手段によっ
   て入手した情報の確度が高いと前記情報確度判定手段に
   よって判定されたときに、 前記受信手段によって受信した目標軌跡と、前記走行軌
   跡推定手段によって推定された推定軌跡とのズレ量が所
   定のズレ量より小さくなるまでの期間にわたって、前記
   自車両の操舵機構を制御することによって発生するであ
   ろう横加速度が所定の第１横加速度より小さくなるよう
   な制御量を、該操舵機構に設定すると共に、 前記目標軌跡と前記推定軌跡とのズレ量が前記所定のズ
   レ量より小さくなったときには、前記横加速度が前記所
   定の第１横加速度より大きな第２横加速度より小さくな
   るような制御量を、前記操舵機構に設定することを特徴
   とする請求項１記載の車両用制御装置。