JP2003030793A - 車両の車線追従制御装置 - Google Patents
車両の車線追従制御装置Info
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Abstract
イバー介入判断を厳しくして車線追従制御を維持し、接
近車両が通過する側への自車両逸脱を効果的に防止する
車両の車線追従制御装置を提供すること。 【解決手段】 レーンキープ制御中、ドライバーの操舵
介入により生じるハンドル舵角やハンドル舵角速度や操
舵トルクがドライバー介入判断しきい値を超えた場合、
レーンキープ制御を中断する車両の車線追従制御装置に
おいて、自車両の後方状況を監視する後方車検出センサ
16により自車両後方からの接近車両が検出されたと
き、接近車両の進路と想定される車線側のドライバー介
入判断しきい値を、通常制御時の値に比べ大きな値に設
定するドライバー介入判断しきい値設定手段(ステップ
S5,S6,S7)を設けた。
Description
自車両の車線に対する横変位(横位置)等を検出し、車
線の中央部(目標車線)に沿って走行するように制御す
る車両の車線追従制御装置に関する。
システムともいう)において、車線追従制御中であって
もドライバーの操舵を優先させるために、ドライバーの
操舵介入を判断し、車線追従制御が中断されるが、この
ドライバー介入判断方法としては、例えば、特開平10
−203394号公報には、ハンドル舵角及びハンドル
舵角速度が、ドライバー介入判断しきい値を超えた場合
にドライバーの操舵介入であると判断するものが知られ
ているし、また、例えば、特開平11−286280号
公報には、トルクセンサにより検出された操舵トルク
が、ドライバー介入判断しきい値を超えた場合にドライ
バーの操舵介入であると判断するものが知られている。
ようなハンドル舵角やハンドル舵角速度や操舵トルクに
よりドライバーの操舵介入を判断するものにあっては、
自車両後方からの接近車両の存在有無にかかわらず、固
定値によるドライバー介入判断しきい値を超えた場合に
は、一義的にドライバーの操舵介入であると判断するも
のであるため、自車両後方から接近車両がある場合にお
いて、ドライバーが接近車両側に操舵すると、接近車両
がない場合と同様に、ドライバーの操舵介入であると判
断され、車線追従制御が中断されることで、制御で付加
される操舵トルクが無くなり、通常の操舵時と同様に、
接近車両が存在する側へハンドルを切ることができると
いう問題があった。
もので、その目的とするところは、自車両の後方に接近
車両が存在する時、ドライバー介入判断を厳しくして車
線追従制御を維持し、接近車両が通過する側への自車両
逸脱を効果的に防止する車両の車線追従制御装置を提供
することにある。
め、請求項1に係る発明では、ステアリング機構に設け
られた操舵アクチュエータに対する制御指令により自車
両を目標車線に追従させる車線追従制御中、ドライバー
の操舵介入により生じるドライバー介入相当値がドライ
バー介入判断しきい値を超えた場合、車線追従制御を中
断する車両の車線追従制御装置において、自車両の後方
状況を監視する後方監視手段により自車両後方からの接
近車両が検出されたとき、接近車両の進路と想定される
車線側のドライバー介入判断しきい値を、通常制御時の
値に比べ大きな値に設定するドライバー介入判断しきい
値設定手段を設けたことを特徴とする。
車両の車線追従制御装置において、接近車両の自車両へ
の接近度合を検出する接近度合検出手段を設け、前記ド
ライバー介入判断しきい値設定手段を、接近車両の自車
両への接近度合が大きいほど、ドライバー介入判断しき
い値を大きな値に設定する手段としたことを特徴とす
る。
車両の車線追従制御装置において、前記接近度合検出手
段は、自車両と接近車両の相対距離により接近度合を検
出する手段であることを特徴とする。
車両の車線追従制御装置において、前記接近度合検出手
段は、自車両と接近車両の接近する相対速度により接近
度合を検出する手段であることを特徴とする。
車両の車線追従制御装置において、前記接近度合検出手
段は、自車両と接近車両の相対距離を相対速度で除した
余裕時間により接近度合を検出する手段であることを特
徴とする。
は、ステアリング機構に設けられた操舵アクチュエータ
に対する制御指令により自車両を目標車線に追従させる
車線追従制御中、ドライバー介入判断しきい値設定手段
において、自車両の後方状況を監視する後方監視手段に
より自車両後方からの接近車両が検出されたとき、接近
車両の進路と想定される車線側のドライバー介入判断し
きい値が、通常制御時の値に比べ大きな値に設定され
る。
場合、自車両が接近車両の進路と想定される方向にドラ
イバーが操舵しても、ドライバー介入判断しきい値が高
い値とされているため、通常制御時にはドライバー介入
と判断される程度の操舵であればドライバー介入判断し
きい値を超えることがないというように、ドライバーの
操舵介入判断が生じにくくなり、車線追従制御がそのま
ま継続される。このため、自車両を目標車線に戻す方向
に動作する操舵アクチュエータの操舵トルクにより、ド
ライバーはステアリングに反力を感じ、接近車両が通過
する側への自車両逸脱を効果的に防止することができ
る。
ー介入判断しきい値設定手段において、接近度合検出手
段により検出される接近車両の自車両への接近度合が大
きいほど、ドライバー介入判断しきい値が大きな値に設
定される、つまり、接近車両の接近度合が大きいほどド
ライバーの操舵介入判断が生じにくくなる。このため、
接近車両の接近度合が大きい場合には、接近車両が通過
する方向へ操舵しようとしてもステアリング反力を感じ
ることによって早い段階で接近状況を把握できると共
に、接近車両の接近度合が小さい場合には、ドライバー
による操舵介入の適切な判断によりドライバーの操舵を
妨げないというように、ドライバーに違和感を与えるこ
とがない。
検出手段において、自車両と接近車両の相対距離により
接近度合が検出されるため、自車両と接近車両は相対距
離が近いが、相対速度が小さく余裕時間が大きくなって
しまうような場合でも、自車両の近くに接近車両が存在
する時点で早期にドライバー介入判断を生じにくくする
対応を促すことができる。
検出手段において、自車両と接近車両の接近する相対速
度により接近度合が検出されるため、相対速度が速く接
近車両が短時間にて自車両に接近してくるような場合、
自車両とは相対距離が離れた位置に接近車両が存在する
時点で早期にドライバー介入判断を生じにくくする対応
を促すことができる。
検出手段において、自車両と接近車両の相対距離を相対
速度で除した余裕時間により接近度合が検出されるた
め、自車両と接近車両の相対距離や相対速度にかかわら
ず、接近車両が自車両に接近するまでの時間が同じ時間
となる最適なタイミングにてドライバー介入判断を生じ
にくくする対応を促すことができる。
追従制御装置を実現する実施の形態を、請求項1,2,
5に対応する第1実施例に基づいて説明する。
1は第1実施例の車両の車線追従制御装置を示す全体シ
ステムであり、図1において、1はステアリングホイー
ル、2はコラムシャフト、3は油圧パワーステアリング
システム、4は左前輪、5は右前輪、6は左後輪、7は
右後輪、8はレーンガイドアクチュエータ(操舵アクチ
ュエータ)、9はモータ、10は電磁クラッチ、11は
ロータリエンコーダ、12は舵角センサ、13は車速セ
ンサ、14はレーン認識センサ、15は車線認識装置、
16は後方車検出センサ(後方監視手段)、17は後方
車位置認識装置、18はレーンキープコントロールユニ
ット、19は逸脱警報ブザー、20は逸脱警報表示器で
ある。
ーによるステアリング操作手段であり、ドライバー操舵
時にその回転角がコラムシャフト2を介して油圧パワー
ステアリングシステム3のステアリングギヤに伝えら
れ、ステアリングギヤ内のラックを左右にストローク移
動させることにより左右の前輪4,5が操舵される。
ーンキープ制御が行われる際のステアリング操作手段で
あり、モータ9と、自動運転時にONとなる電磁クラッ
チ10と、モータ9の回転をコラムシャフト2に伝える
図外の伝達機構により構成されている。
8は、前記コラムシャフト2に設けられたレーンガイド
アクチュエータ8のモータ9及び電磁クラッチ10に対
する制御指令により自車両を目標車線に追従させる車線
追従制御手段であり、ロータリエンコーダ11からのコ
ラムシャフト回転角信号、舵角センサ12からのハンド
ル舵角信号、車速センサ13からの車速信号、車両の前
方道路を撮影するCCDカメラ等によるレーン認識セン
サ14からの影像信号により走行車線を認識する車線認
識装置15からの信号(例えば、道路曲率、前方注視点
横変位等)、車両の後方を撮影するCCDカメラやレー
ザー等による後方車検出センサ16からの影像信号によ
り後方車位置を認識する後方車位置認識装置17からの
信号(例えば、後方車位置、自車両との相対距離や相対
速度等)等を入力する。
ト18においては、上記入力信号に基づいて、電磁クラ
ッチ10を締結すると共にモータ9の電流を印加するこ
とで自車両を目標車線に追従させるレーンキープ制御が
行われる。また、後述するように、レーンキープ制御
中、ドライバーの操舵介入により生じるハンドル舵角や
ハンドル舵角速度や操舵トルク(ドライバー介入相当
値)がドライバー介入判断しきい値を超えた場合、レー
ンキープ制御を中断する介入判断時制御が行われる。さ
らに、自車が目標車線から逸脱していると判断された場
合、逸脱警報として、逸脱警報ブザー19を作動させた
り、逸脱警報表示器20に逸脱量をメータ表示したりす
る逸脱警報制御が行われる。
プコントロールユニット18にてレーンキープ制御中に
実行される介入判断時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。
うかが判断され、後方車無しの場合はステップS2へ進
み、後方車有りの場合はステップS3へ進む。
きい値として、通常制御時におけるしきい値(固定値)
が設定される。具体的には、図3に示すように、ハンド
ル舵角θについてはθ=θ0、ハンドル舵角速度dθに
ついてはdθ=dθ0、操舵トルクTについてはT=T
0であり、θ0,dθ0,T0が、後方車が存在しない
通常制御時のドライバー介入判断しきい値である。
7からの信号により後方から接近してくる車が、自車両
に対し、右側を通過するのか、左側を通過するのか、も
しくは、自車両と同じレーンを走行しているかを判断す
る。自車両の右側(または左側)を通過すると判断した
場合、右側(または左側)に逸脱する際のドライバー介
入判断しきい値のみを図3に示すマップに従い変化さ
せ、反対側のしきい値は通常制御時のままとする。それ
により、あくまで後方車両が通過する側のみ、ドライバ
ー介入判断しきい値が変化し、反対側においては、通常
時と変わらず、よりドライバーが容易に操舵操作を行え
る。また、自車両の走行車線と同じレーンを、後方から
接近してくる車両がある場合、自車両のどちら側を通過
するかが不明なため、両側のドライバー介入判断しきい
値を変更させる。ここで、後方車位置の検出ロジックと
しては、例えば、特開平11−255051号公報に記
載されているような、カメラ等で撮像された画像上の移
動ベクトル(オプティカルフロー)を用いて後方から接
近する車両を検出するオプティカルフロー式後方情報検
出ロジックが適用される。
車両の、相対距離L1、相対速度△V1を検出し、余裕
時間T1(T1=△V1/L1)を算出する(接近度検
出手段)。
に示すハンドル舵角についてのドライバー介入判断しき
い値マップにより、余裕時間T1が短い時間であるほど
高い値によるドライバー介入判断しきい値θが算出され
る(ドライバー介入判断しきい値設定手段)。
に示すハンドル舵角速度についてのドライバー介入判断
しきい値マップにより、余裕時間T1が短い時間である
ほど高い値によるドライバー介入判断しきい値dθが算
出される(ドライバー介入判断しきい値設定手段)。
に示す操舵トルクについてのドライバー介入判断しきい
値マップにより、余裕時間T1が短い時間であるほど高
い値によるドライバー介入判断しきい値Tが算出される
(ドライバー介入判断しきい値設定手段)。
角センサ12により検出される実ハンドル舵角(θ)がド
ライバー介入判断しきい値θ0を超えている、実ハンド
ル舵角(θ)の微分演算により得られる実ハンドル舵角速
度(dθ)がドライバー介入判断しきい値dθ0を超えて
いる、モータ電流等を用いて推定演算することにより得
られる実操舵トルク(T)がドライバー介入判断しきい値
T0を超えている、のうち少なくとも何れか1つの条件
が成立するかどうかにより、ドライバーが操舵介入して
いるかどうかが判断される。また、後方車有りの場合、
実ハンドル舵角(θ)がドライバー介入判断しきい値θを
超えている、実ハンドル舵角速度(dθ)がドライバー介
入判断しきい値dθを超えている、実操舵トルク(T)が
ドライバー介入判断しきい値Tを超えている、のうち少
なくとも何れか1つの条件が成立するかどうかにより、
ドライバーが操舵介入しているかどうかが判断される。
そして、ドライバー介入と判断されるとステップS9へ
進み、ドライバー非介入(いずれの条件も成立しない)
と判断されると、ステップS10へ進む。なお、トルク
センサが設けられている場合には、トルクセンサ信号に
よる実操舵トルク(T)が用いられる。
る出力電流を、ドライバーに違和感を与えないように徐
々に低下させ、所定時間が経過した時点で出力電流をゼ
ロとしてレーンキープ制御を中断するドライバー介入判
断時制御が行われる。
制御が行われる。
用]自車両から検出可能な距離範囲に後方車が無く、し
かも、ドライバーが操舵介入操作を何ら行っていないと
きには、図2のフローチャートにおいて、ステップS1
→ステップS2→ステップS8→ステップS10へと進
む流れとなり、通常のレーンキープ制御が行われる。す
なわち、図4の通常制御時の出力電流(トルク)特性に
示すように、自車両が走行している車線の中央位置から
の車両横変位に応じてモータ10に対し出力電流を印加
することにより、自車両を車線の中央位置に戻し、自車
両を目標車線(車線の中央位置)に追従させる車線追従
制御が行われる。
舵介入操作を行った場合には、図2のフローチャートに
おいて、ステップS1→ステップS2→ステップS8→
ステップS9へと進む流れとなり、ステップS2におい
て、通常制御時のドライバー介入判断しきい値θ0,d
θ0,T0に設定され、ステップS8において、ドライ
バー介入判断しきい値θ0,dθ0,T0に基づいてド
ライバー介入が判断され、ステップS9において、図4
のドライバー介入判断時の出力電流(トルク)特性に示
すように、モータ9に印加している出力電流を時間の経
過と共に徐々に低下させてレーンキープ制御を中断する
ドライバー介入判断時制御が行われる。
も、ドライバーの操舵を優先させるため、ドライバーの
操舵を検出した際には、レーンキープ制御を中断するド
ライバー介入判断時制御が行われることになる。
御作用]自車両から検出可能な距離範囲に後方車が存在
し、しかも、ドライバーが操舵介入操作を行った場合に
は、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ス
テップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS
6→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、
ステップS5,S6,S7において、通常制御時のドラ
イバー介入判断しきい値θ0,dθ0,T0より高い値
によるドライバー介入判断しきい値θ,dθ,Tに設定
され(図3)、ステップS8において、実ハンドル舵角
(θ)がドライバー介入判断しきい値θを超えている、実
ハンドル舵角速度(dθ)がドライバー介入判断しきい値
dθを超えている、実操舵トルク(T)がドライバー介入
判断しきい値Tを超えている、のうち少なくとも何れか
1つの条件が成立するかどうかにより、ドライバーが操
舵介入しているかどうかが判断される。
する車両が存在する場合、自車両が接近車両の進路と想
定される方向にドライバーが操舵しても、ドライバー介
入判断しきい値θ,dθ,Tが高い値とされているた
め、通常制御時にはドライバー介入と判断される程度の
操舵であればドライバー介入判断しきい値θ,dθ,T
を超えることがないというように、ドライバーの操舵介
入判断が生じにくくなり、ステップS8からステップS
10へと進み、通常のレーンキープ制御がそのまま継続
される。このため、自車両を目標車線に戻す方向に動作
するレーンガイドアクチュエータ8の操舵トルクによ
り、ドライバーはステアリングに反力を感じ、接近車両
が通過する側への自車両逸脱を効果的に防止することが
できる。
ては、余裕時間T1が短い時間であるほど、言い換える
と、接近車両の自車両への接近度合が大きいほど、ドラ
イバー介入判断しきい値θ,dθ,Tが高い値に設定さ
れるため、接近車両の接近度合が大きいほどドライバー
の操舵介入判断が生じにくくなる。このため、接近車両
の接近度合が大きい場合には、接近車両が通過する方向
へ操舵しようとしてもステアリング反力を感じることに
よって早い段階で接近状況を把握できると共に、接近車
両の接近度合が小さい場合には、ドライバーによる操舵
介入の適切な判断によりドライバーの操舵を妨げないと
いうように、ドライバーに違和感を与えることがない。
合、自車両が接近車両の進路と想定される方向にドライ
バーが操舵しても、ドライバー介入判断しきい値θ,d
θ,Tが高い値とされているため、ドライバーの操舵介
入判断が生じにくく、レーンキープ制御がそのまま継続
されることにより、ドライバーはステアリングに反力を
感じ、接近車両が通過する側への自車両逸脱を効果的に
防止することができる。
は、余裕時間T1が短い時間であるほど、言い換える
と、接近車両の自車両への接近度合が大きいほど、ドラ
イバー介入判断しきい値θ,dθ,Tが高い値に設定さ
れるため、接近車両の接近度合が大きい場合には早い段
階で接近状況を把握でき、接近車両の接近度合が小さい
場合にはドライバーの操舵を妨げないというように、ド
ライバーに違和感を与えることがない。
時間T1を接近度合いとしてドライバー介入判断しきい
値θ,dθ,Tが設定されるため、自車両と接近車両の
相対距離L1や相対速度△V1にかかわらず、接近車両
が自車両に接近するまでの時間(余裕時間T1)が同じ
時間となる最適なタイミングにてドライバー介入判断を
生じにくくする対応(しきい値変更)を促すことができ
る。
追従制御装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具
体的な構成については、この第1実施例に限られるもの
ではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨
を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
接近度合いとしてドライバー介入判断しきい値θ,d
θ,Tを設定する例を示したが、自車両と接近車両の相
対距離L1を接近度合いとしてドライバー介入判断しき
い値θ,dθ,Tを設定するようにしても良い(請求項
3に係る発明)。この場合、自車両と接近車両の相対距
離L1により接近度合が検出されるため、自車両と接近
車両は相対距離L1が近いが、相対速度△V1が極めて
小さく余裕時間T1が大きくなってしまうような場合で
も、自車両の近くに接近車両が存在する時点で早期にド
ライバー介入判断を生じにくくする対応(しきい値変
更)を促すことができる。
度△V1を接近度合いとしてドライバー介入判断しきい
値θ,dθ,Tを設定するようにしても良い(請求項4
に係る発明)。この場合、相対速度△V1が速く接近車
両が短時間にて自車両に接近してくるような場合、自車
両とは相対距離L1が離れた位置に接近車両が存在する
時点で早期にドライバー介入判断を生じにくくする対応
(しきい値変更)を促すことができる。
舵角速度と操舵トルクの3つの判断要素を用いてドライ
バー介入判断を行う例を示したが、これらのうち1つ、
もしくは、2つの判断要素を用いてドライバー介入判断
を行うようにしても良いし、また、他の判断要素を加え
るようにしても良い。
体システム図である。
トにてレーンキープ制御中に実行される介入判断時制御
処理の流れを示すフローチャートである。
ドライバー介入判断しきい値マップを示す図である。
電流特性図及びドライバー介入判断時制御でのモータ出
力電流特性図である。
である。
タ) 9 モータ 10 電磁クラッチ 11 ロータリエンコーダ 12 舵角センサ 13 車速センサ 14 レーン認識センサ 15 車線認識装置 16 後方車検出センサ(後方監視手段) 17 後方車位置認識装置 18 レーンキープコントロールユニット 19 逸脱警報ブザー 20 逸脱警報表示器
Claims (5)
- 【請求項1】 ステアリング機構に設けられた操舵アク
チュエータに対する制御指令により自車両を目標車線に
追従させる車線追従制御中、ドライバーの操舵介入によ
り生じるドライバー介入相当値がドライバー介入判断し
きい値を超えた場合、車線追従制御を中断する車両の車
線追従制御装置において、 自車両の後方状況を監視する後方監視手段により自車両
後方からの接近車両が検出されたとき、接近車両の進路
と想定される車線側のドライバー介入判断しきい値を、
通常制御時の値に比べ大きな値に設定するドライバー介
入判断しきい値設定手段を設けたことを特徴とする車両
の車線追従制御装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の車両の車線追従制御装置
において、 接近車両の自車両への接近度合を検出する接近度合検出
手段を設け、 前記ドライバー介入判断しきい値設定手段を、接近車両
の自車両への接近度合が大きいほど、ドライバー介入判
断しきい値を大きな値に設定する手段としたことを特徴
とする車両の車線追従制御装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の車両の車線追従制御装置
において、 前記接近度合検出手段は、自車両と接近車両の相対距離
により接近度合を検出する手段であることを特徴とする
車両の車線追従制御装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の車両の車線追従制御装置
において、 前記接近度合検出手段は、自車両と接近車両の接近する
相対速度により接近度合を検出する手段であることを特
徴とする車両の車線追従制御装置。 - 【請求項5】 請求項2記載の車両の車線追従制御装置
において、 前記接近度合検出手段は、自車両と接近車両の相対距離
を相対速度で除した余裕時間により接近度合を検出する
手段であることを特徴とする車両の車線追従制御装置。
Priority Applications (4)
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