JP2005122274A - 車輌の走行態様判定制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推定される車輌の走行経路及び道路の状況に基づき運転者の運転操作を操舵角の及び操舵トルクについて推定すると共に、推定された運転操作と実際の運転操作との関係に基づいて車輌の走行態様を判定することにより、車輌の走行態様を正確に判定する。
【解決手段】車輌の現在の走行状態の延長として予測走行経路Ｒが演算され（Ｓ２０）、ＣＣＤカメラの撮像画像より推定される道路の形状に基づき基準時間Ｔeまでの所定の時間ΔＴ毎の予想操舵角θaj及び予想操舵トルクＴsajが演算され（Ｓ３０、７０）、操舵角θ、予測操舵角θaj、操舵トルクＴs、予想操舵トルクＴsajの関係に基づき車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかが判定され（Ｓ８０〜１４０）、判定結果に応じて衝突の虞れ判定制御の態様が変更される（Ｓ１５０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輌の走行態様の判定に係り、更に詳細には走行態様判定制御装置に係る。

自動車等の車輌の判定制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、車輌前方の障害物までの距離及び障害物に対する相対速度に基づき障害物との衝突の虞れを判定し、衝突の虞れが高いときには警報信号を発生する障害物検出装置であって、車輌の左右方向の加速度を検出するセンサを有し、左右方向の加速度の大きさが所定値以上であるときには警報信号を発生しないよう構成された障害物検出装置が従来より知られている。
特開平８−１５３３００号公報

しかし上述の如き従来の障害物検出装置に於いては、左右方向の加速度の大きさが所定値以上であるか否かによって運転者が操舵しているか否かしか判定されないため、運転者が操舵している状況を判定することはできるが、車輌の走行態様が車線に沿う通常走行、車線変更、Ｕターン、コーナリングの何れであるかを判別することができず、そのため走行経路に存在する障害物を正確に検出し障害物との衝突の虞れを正確に判定することができないという問題がある。

本発明は、左右方向の加速度の大きさが所定値以上であるか否かによって運転者が操舵しているか否かを判定するよう構成された従来の障害物検出装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、推定される車輌の走行経路及び道路の状況に基づき運転者の運転操作を操舵角の如き旋回指標値及び操舵トルクについて推定すると共に、推定された運転操作と実際の運転操作との関係に基づいて車輌の走行態様を判定することにより、車輌の走行態様を正確に判定することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち現在の車輌走行状態に基づき基準時間後までの走行経路を予測する手段と、前記走行経路及び道路情報に基づき前記基準時間後までの予想旋回指標値を推定する手段と、前記予想旋回指標値に基づき予想操舵トルクを演算する手段と、前記予想旋回指標値、実際の旋回指標値、前記予想操舵トルク、実際の操舵トルクの関係に基づき車輌の旋回走行態様を判定する判定手段とを有することを特徴とする車輌の走行態様判定制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記旋回指標値は操舵角若しくは車輌のヨーレートであるよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記判定手段は車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかを判定するよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、車輌は障害物検出装置を有し、前記判定手段は判定した車輌の走行態様に応じて前記障害物検出装置による障害物の検出態様を変更するよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記走行経路を予測する手段は現在の車輌状態量及び運転者の操作量に基づいて走行経路を予測するよう構成される（請求項５の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の構成に於いて、前記予想旋回指標値を推定する手段はカメラにより撮影された走行路を画像解析処理することにより前記道路情報を求めるよう構成される（請求項６の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至５の構成に於いて、前記予想旋回指標値を推定する手段はナビゲーション装置より前記道路情報を求めるよう構成される（請求項７の構成）。

上記請求項１の構成によれば、現在の車輌走行状態に基づき基準時間後までの走行経路が予測され、走行経路及び道路情報に基づき基準時間後までの予想旋回指標値が推定され、予想旋回指標値に基づき予想操舵トルクが演算され、予想旋回指標値、実際の旋回指標値、予想操舵トルク、実際の操舵トルクの関係に基づき車輌の走行態様が判定されるが、予想旋回指標値、実際の旋回指標値、予想操舵トルク、実際の操舵トルクの関係は車輌の走行態様、例えば通常走行（車輌が道路に沿って走行する状況）、Ｕターン、車線変更、車線逸脱によって異なるので、車輌の走行態様を確実に判定することができる。

また上記請求項２の構成によれば、旋回指標値は操舵角若しくは車輌のヨーレートであるので、予測される旋回操作及び実際の旋回操作を正確に把握し、これにより車輌の走行態様を確実に判定することができる。

また上記請求項３の構成によれば、車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかが判定されるので、これらを確実に区別して車輌の走行態様を判定することができる。

また上記請求項４の構成によれば、車輌は障害物検出装置を有し、判定した車輌の走行態様に応じて障害物検出装置による障害物の検出態様が変更されるので、車輌の走行態様に応じた最適の検出態様にて障害物検出装置による障害物の検出を行うことができる。

また上記請求項５の構成によれば、現在の車輌状態量及び運転者の操作量に基づいて走行経路が予測されるので、走行経路は現状の走行経路の延長として予測され、これにより予測された走行経路及び道路情報に基づき推定される予想旋回指標値を確実に推定することができる。

また上記請求項６の構成によれば、カメラにより撮影された走行路が画像解析処理されることにより道路情報が求められるので、走行路の形状を含む道路情報を確実に求めることができ、これにより予想旋回指標値を確実に推定することができる。

また上記請求項７の構成によれば、ナビゲーション装置より道路情報が求められるので、例えば現在地、車輌の進行方向、道路地図に基づいて走行路の形状を含む道路情報を確実に求めることができ、これにより予想旋回指標値を確実に推定することができる。

［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、予想旋回指標値を推定する手段は予測された走行経路及び道路形状情報に基づき基準時間後までの予想旋回指標値を推定するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、予想旋回指標値を推定する手段は車輌の旋回特性若しくは運転者の運転特性を学習し、車輌の旋回特性若しくは運転者の運転特性を考慮して予想旋回指標値を推定するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、道路形状情報は道路の湾曲度合の情報を含むよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、予想操舵トルクを演算する手段は予想旋回指標値及び横加速度に基づき操舵輪の横力を演算し、操舵輪の横力に基づき操舵輪のセルフアライニングトルクを演算し、セルフアライニングトルクに基づき予想操舵トルクを演算するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、予想操舵トルクを演算する手段は操舵輪の横力及び路面の摩擦係数に基づき操舵輪のセルフアライニングトルクを演算するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、予想旋回指標値を推定する手段は走行された走行経路及び道路形状情報に基づき現在地より基準時間後に車輌が到達すると考えられる地点との間の複数の各領域について複数の予想旋回指標値を推定するよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様６の構成に於いて、複数の領域数は車速が高いほど多くなるよう車速に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、基準時間が経過する度毎に予測情報を更新するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様８の構成に於いて、基準時間は車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であるときには車輌の走行態様が正常な走行又は車線変更であるときに比して小さくなるよう判定された車輌の走行態様に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、判定手段は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさ若しくは変化率の差が対応する基準値以下であるときには車輌の走行態様が正常な走行であると判定するよう構成される（好ましい態様１０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、判定手段は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさの差及び予想操舵トルク及び実際の操舵トルクの大きさの差がそれぞれ対応する基準値以下であるときには車輌の走行態様が正常な走行であると判定するよう構成される（好ましい態様１１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、判定手段は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさ若しくは変化率の差が対応する基準値以下ではない場合又は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさの差及び予想操舵トルク及び実際の操舵トルクの大きさの差がそれぞれ対応する基準値以下ではない場合に於いて、実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの変化率の大きさがそれぞれ対応する基準値以上であり且つ実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの大きさがそれぞれ対応する基準値以上であるときには車輌の走行態様がＵターンであると判定するよう構成される（好ましい態様１２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、判定手段は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさ若しくは変化率の差が対応する基準値以下ではなく又は予想旋回指標値及び実際の旋回指標値の大きさの差及び予想操舵トルク及び実際の操舵トルクの大きさの差がそれぞれ対応する基準値以下ではなく且つ実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの変化率の大きさ若しくは実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの大きさが対応する基準値未満である場合に於いて、実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの符号の関係が車輌の正常な旋回時の関係と同一であるときには車輌の走行態様が車線変更であると判定し、実際の旋回指標値及び実際の操舵トルクの符号の関係が車輌の正常な旋回時の関係とは異なるときには車輌の走行態様が車線逸脱であると判定するよう構成される（好ましい態様１３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、判定した車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であるときには障害物の検出を中止するよう構成される（好ましい態様１４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、判定した車輌の走行態様が車線変更であるときには主として変更先の車線の障害物を検出するよう構成される（好ましい態様１５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、障害物検出装置は障害物を検出したときには該障害物との衝突の虞れを判定し、衝突の虞れがあると判定したときには衝突の虞れを低減する制御を行うよう構成される（好ましい態様１６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１４の構成に於いて、衝突の虞れを低減する制御は自動制動による減速制御であるよう構成される（好ましい態様１７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、障害物検出装置は障害物を検出したときには該障害物との衝突の虞れが高いか否かを判定し、衝突の虞れが高いと判定したときには衝突の影響を低減する衝突影響低減装置を作動させるよう構成される（好ましい態様１８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、走行経路を予測する手段は現在の車輌状態量としての車速及び車輌のヨーレート及び運転者の操作量としての操舵角に基づいて走行経路を予測するよう構成される（好ましい態様１９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、カメラはＣＣＤカメラであるよう構成される（好ましい態様２０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、予想旋回指標値を推定する手段はナビゲーション装置より現在地、車輌の進行方向、道路地図の情報を求めるよう構成される（好ましい態様２１）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は障害物検出機能を備えた本発明による車輌の走行態様判定制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは図１には示されていないが運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L及び１８Rを介して操舵される。

各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４FR、２４FL、２４RR、２４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置３０により増減圧制御弁が制御されることによって制御される。

車輪１０FR〜１０RLにはそれぞれ対応する車輪のホイールシリンダ２４FR〜２４RLの圧力Ｐi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を制動圧として検出する圧力センサ３２FR〜３２RLが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ３４及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ３６が設けられ、マスタシリンダ２８には運転者の制動操作量としてのマスタシリンダ圧力Ｐmを検出する圧力センサ３８が設けられている。

車輌１２には例えばミリ波の如き電波やレーザ光を利用して先行車輌の如き障害物を検出すると共に障害物までの距離Ｌre及び先行車輌に対する自車の相対速度Ｖreを検出するレーダーセンサ４０と、車輌の前方を撮像するＣＣＤカメラ４２とが設けられている。また車輌１２には車速Ｖを検出する車速センサ４４、車輌のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ４６、車輌の横加速度Ｇyを検出する横加速度センサ４８、路面の摩擦係数μを検出する摩擦係数センサ５０が設けられている。

図示の如く、圧力センサ３２FR〜３２RLにより検出された各車輪の制動圧Ｐiを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ３６により検出された操舵トルクＴsを示す信号、圧力センサ３８により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号、レーダーセンサ４０により検出された障害物までの相対距離Ｌre及び障害物に対する相対速度Ｖreを示す信号、ＣＣＤカメラ４２により撮像された車輌前方の画像を示す信号、車速センサ４４により検出された車速Ｖを示す信号、ヨーレートセンサ４６により検出された車輌のヨーレートγを示す信号、横加速度センサ４８により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す信号、摩擦係数センサ５０により検出された路面の摩擦係数μを示す信号は電子制御装置３０に入力される。

尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。また操舵角センサ３４、トルクセンサ３６、ヨーレートセンサ４６、横加速度センサ４８はそれぞれ車輌の左旋回の場合を正として操舵角θ、操舵トルクＴs、ヨーレートγ、横加速度Ｇyを検出する。

また図１には示されていないが、車輌１２には衝突影響低減装置の衝突影響低減手段として、エアバッグの展開により乗員を保護するエアバッグ装置、プリテンショナを備え張力を増減するシートベルト装置、車高調整機能を備えた減衰力可変式のサスペンション装置、乗員に退避行動を促す視覚若しくは聴覚の警報を発する警報装置等が設けられている。衝突影響低減手段はこれらに限定されるものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の手段であってよい。

電子制御装置３０は、図２に示されたフローチャートに従い、車輌の現在の走行状態の延長として車輌の予測走行経路Ｒを演算し、ＣＣＤカメラ３４により撮像された車輌前方の画像に基づき道路の形状を推定し、道路の形状に基づき現在より基準時間Ｔe後までの所定の時間ΔＴ毎の予測操舵角θajを演算し、予測操舵角θaj及び車輌の横加速度Gyに基づき車輌１２が基準時間Ｔe後まで走行する際の予測ヨーレートγajを演算する。

また電子制御装置３０は、操舵角θ、予測操舵角θaj、ヨーレートγ、予測ヨーレートγajの関係に基づき車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかを判定する。

更に電子制御装置３０は、車輌の走行態様が正常な走行又は車線変更であるときには、車輌の進行方向に障害物が存在し障害物と衝突する虞れがあるか否かを判定し、衝突の虞れがあると判定したときには自動制動により車輌を減速させ、衝突の虞れが高いと判定したときにはエアバッグ装置の如き衝突影響低減装置を作動させ、車輌が障害物に衝突した場合の影響をできるだけ低減する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して実施例１に於ける走行態様判定制御ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、イグニッションスイッチが開成されるまで所定の時間毎に繰返し実行される（このことは後述の他の実施例についても同様である）。

まずステップ１０に於いては車速Ｖを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては現在の車輌状態量としての車速Ｖ、車輌のヨーレートγ及び運転者の操舵操作量としての操舵角θに基づき図４に示されている如く現在より基準時間Ｔe（正の定数）後までの車輌の予測走行経路Ｒが演算され、ステップ３０に於いてはＣＣＤカメラ３４により撮像された車輌前方の画像に対し当技術分野に於いて公知の画像解析処理が行われることにより、図４に示されている如く現在の地点１００より基準時間Ｔe後に車輌１２が到達する地点１０２までの道路１０４の形状が推定される。

ステップ５０に於いては推定された道路１０４の形状に基づき道路１０４の地点１００と地点１０２との間の複数の各領域について道路の湾曲度合として曲率半径Ｒrj（ｊ＝１、２、３…、ｎ（ｎは正の一定の整数））が演算されると共に、曲率半径Ｒrj、現在の車速Ｖ及びヨーレートγに基づいて、現在より基準時間Ｔe後までの所定の時間ΔＴ（図２に示されたフローチャートのサイクルタイムΔtの整数倍）毎の予測操舵角θaj（ｊ＝１、２、３…、ｎ）が予想旋回指標値として演算される。

この予測操舵角θajの演算に際しては車輌の旋回特性（例えば車速Ｖ及び操舵角θに基づく車輌の基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの比較による車輌が曲がり易いか否か等の特性）及び運転者の運転特性（例えばカーブ走行時に旋回内側寄りに走行する等）が考慮され、これにより予測操舵角θajの演算に使用される車輌モデルと実際の車輌とのずれが車輌の旋回特性及び運転者の運転特性により是正される。

ステップ６０に於いては前回の車輌の走行態様の判定が通常走行であったか否かの判別、即ち前回のステップ８０の判別が肯定判別であったか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ１５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ７０へ進む。

ステップ７０に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて予測操舵角θaj及び車輌の横加速度Ｇyに基づき操舵輪である左右前輪１０FL及び１０FRの横力Ｆtyjが演算され、横力Ｆtyj及び路面の摩擦係数μに基づき左右前輪のセルフアライニングトルクＳＡＴjが演算され、セルフアライニングトルクＳＡＴj及び電動式パワーステアリング装置１６の操舵アシストトルクＴasに基づき予測操舵角θajに対応する予想操舵トルクＴasj（ｊ＝１、２、３…、ｎ）が演算される。

ステップ８０に於いては各サイクルタイム毎に操舵角θを示す信号及び操舵トルクＴsを示す信号の読み込みが行われると共に、操舵角θと対応する予測操舵角θajとの偏差の大きさが基準値θo（正の定数）以下であり且つ操舵トルクＴsと対応する予測操舵トルクＴsajとの偏差の大きさが基準値Ｔso（正の定数）以下であるか否かの判別により、車輌１２が道路に沿って走行するよう運転者が予想通りに操舵しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ９０に於いて車輌の走行態様が通常走行であり車輌が道路に沿って走行していると判定された後ステップ１５０へ進む。

尚ステップ８０に於いては操舵角θと対応する予測操舵角θajとの偏差の大きさが基準値θo以下であり且つ操舵角θ及び対応する予測操舵角θajの変化率の大きさの偏差が基準値Δθo（正の定数）以下であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ９０に於いて車輌の走行態様が通常走行であると判定されてもよい。

ステップ１００に於いては実際の旋回指標値としての操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの変化率の大きさがそれぞれ対応する基準値以上であり且つ操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの大きさがそれぞれ対応する基準値以上であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１２０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１１０に於いて車輌の走行態様がＵターンであると判定された後ステップ１５０へ進む。

ステップ１２０に於いては操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの符号の関係が逆であり車輌の正常な旋回時の関係とは異なるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１３０に於いて車輌の走行態様が車線変更であると判定され、否定判別が行われたときにはステップ１４０に於いて車輌の走行態様が車線逸脱であると判定された後ステップ１５０へ進む。

ステップ１５０に於いては後述の如く図３に示されたフローチャートに従って走行経路Ｒeが予測されると共に予測された走行経路Ｒeに障害物が存在するか否か及び該障害物と衝突する虞れがあるか否かの判定が行われると共に、それらの判定結果に応じて必要な車輌制御が行われる。

ステップ１８０に於いては車輌の走行態様が通常走行又は車線変更であると判定されたときには基準時間Ｔが変更されることなく、また車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であると判定されたときにはＴrをＴよりも小さい正の定数として基準時間ＴがＴ−Ｔrに低減された後、基準時間Ｔが経過したか否かの判別により、予測情報の更新が必要であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ６０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１９０へ進む。

ステップ１９０に於いては例えば基準時間Ｔeが経過するまでの車輌の走行状況及び操舵角θの変化に基づきそれぞれ車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が学習され、ステップ２００に於いては予測走行経路Ｒ、予測操舵角θaj、予想操舵トルクＴsajの情報がＲＡＭよりクリアされ、しかる後ステップ１０へ戻る。

次に図３に示されたフローチャートを参照して上記ステップ１５０に於ける衝突の虞れ判定制御ルーチンについて説明する。尚衝突の虞れ判定制御自体は本発明の要旨をなすものではないので、車輌の走行態様に応じて衝突の虞れの判定態様が変更される限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

まずステップ１５２に於いては車輌の走行態様が車線変更であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１５６へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１５４に於いて後述のステップ１６０に於ける障害物判定のための車輌の走行経路として変更先の車線側へシフトされた予測走行経路Ｒe′が推定される。

ステップ１５６に於いては車輌の走行態様が通常走行であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには、即ち車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であるときにはそのままステップ１８０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１５８に於いて後述のステップ１６０に於ける障害物判定のための車輌の走行経路として走行経路Ｒ及び予測操舵角θajに基づいて予測走行経路Ｒeが推定される。

ステップ１６０に於いてはレーダセンサ３２よりの信号に基づき予測走行経路Ｒe又はＲe′に存在する先行車輌の如き障害物が検出されたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには衝突の虞れはないのでそのままステップ１８０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１６２へ進む。

ステップ１６２に於いては下記の式１に従って障害物に衝突するまでの時間Ｔcが演算されると共に、衝突までの時間Ｔcが第一の基準値Ｔc1（正の定数）以下であり、車輌が障害物に衝突する虞れがあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１６４に於いて油圧回路２２が制御され各車輪の制動圧Ｐbiが増圧されることにより自動制動が実行され、否定判別が行われたときには自動制動が実行されている場合にはステップ１６６に於いて自動制動が解除された後ステップ１８０へ進む。
Ｔc＝Ｌre／Ｖre ……（１）

尚自動制動は運転者により制動操作又はアクセルペダルが踏み込が行われているときには実行されず、運転者により制動操作が行われておらず且つアクセルペダルが踏み込まれていない状況に於いて車輌が障害物に衝突する虞れがあると判定されたときには相対距離Ｌre及び相対速度Ｖreに基づき車輌の目標減速度Ｇxbtが演算され、車輌の減速度Ｇxbが目標減速度Ｇxbtになるよう車輌が自動制動により減速される。

ステップ１６８に於いては衝突までの時間Ｔcが第二の基準値Ｔc2（第一の基準値Ｔc1よりも小さい正の定数）以下であり、車輌が障害物に衝突する虞れが高いか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１７０に於いて衝突影響低減装置が作動された後ステップ１８０へ進み、否定判別が行われたときにはリセット可能な衝突影響低減装置が作動されている場合にはステップ１７２に於いて該衝突影響低減装置の作動が解除された後ステップ１８０へ進む。

かくして図示の実施例１によれば、ステップ２０に於いて車輌の現在の走行状態の延長として車輌の予測走行経路Ｒが演算され、ステップ３０に於いてＣＣＤカメラ４２により撮像された車輌前方の画像に基づき道路１０４の形状が推定され、ステップ５０に於いて道路１０４の形状に基づき現在より基準時間Ｔe後までの所定の時間ΔＴ毎の予想操舵角θajが演算され、ステップ７０に於いて予測操舵角θaj等に基づき車輌１２が基準時間Ｔe後まで走行する際に生じると予測される予想操舵トルクＴasjが演算される。

そしてステップ８０に於いて操舵角θと対応する予測操舵角θajとの偏差の大きさ及び操舵トルクＴsと対応する予測操舵トルクＴsajとの偏差の大きさに基づき車輌１２が道路に沿って走行するよう運転者が予想通りに操舵しているか否かの判別が行われ、運転者が予想通りに操舵していると判定されたときにはステップ９０に於いて車輌の走行態様が通常走行であると判定され、運転者が予想通りに操舵していないと判定されたときにはステップ１００に於いて実際の旋回指標値としての操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの変化率の大きさがそれぞれ対応する基準値以上であり且つ操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの大きさがそれぞれ対応する基準値以上であるか否かの判別により、車輌の走行態様がＵターンであるか否かが判別される。

更にステップ１００に於いて車輌の走行態様がＵターンではないと判定されると、ステップ１２０に於いて操舵角θ及び実際の操舵トルクＴsの符号の関係が逆であり車輌の正常な旋回時の関係とは異なるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１３０に於いて車輌の走行態様が車線変更であると判定され、否定判別が行われたときにはステップ１４０に於いて車輌の走行態様が車線逸脱であると判定される。

例えば図５は道路が直線道路である状況に於いて、車輌が道路に沿って通常走行する場合（Ａ）、車輌がＵターンする場合（Ｂ）、車輌が車線変更する場合（Ｃ）、車輌が車線逸脱する場合（Ｄ）について、予測操舵角θaj、操舵角θ、予想操舵トルクＴasj、実際の操舵トルクＴsの変化の例を示す説明図である。

図５（Ａ）に示されている如く、車輌が道路に沿って通常走行する場合には操舵角θ及び操舵トルクＴsは実質的に０であり、これらに対応する予測操舵角θaj及び予想操舵トルクＴasjは０であり、従って操舵角θと対応する予測操舵角θajとの偏差の大きさが基準値θo以下であり且つ操舵トルクＴsと対応する予測操舵トルクＴsajとの偏差の大きさが基準値Ｔso以下であることにより、或いは操舵角θと対応する予測操舵角θajとの偏差の大きさが基準値θo以下であり且つ操舵角θ及び対応する予測操舵角θajの変化率の大きさの偏差が基準値Δθo以下であることにより、車輌の走行態様が通常走行であると判定することができる。

これに対し図５（Ｂ）に示されている如く、車輌がＵターンする場合には、操舵角θ及び操舵トルクＴsの大きさが比較的急激に増大し、そのため操舵角θ及び操舵トルクＴsの大きさが大きくなると共にそれらの変化率が大きくなる。また操舵トルクＴsの符号は操舵角θの大きさの減少過程に於いて操舵角θの大きさの増大過程とは逆になり、操舵角θの符号は実質的に逆にならない。

また図５（Ｃ）に示されている如く、車輌が車線変更する場合には、操舵トルクＴsの大きさが比較的急激に増大するが、操舵角θは比較的穏やかに増大し、そのため操舵角θの大きさが大きくなると共にそれらの変化率が大きくなるが、操舵トルクＴsの大きさ及び変化率はそれほど大きくならない。また操舵トルクＴs及び操舵角θの符号は実質的に互いに同期して正から負又は負から正に変化する。

また図５（Ｄ）に示されている如く、車輌が車線逸脱する場合には、操舵角θ及び操舵トルクＴsの大きさが比較的急激に増大し、操舵トルクＴsの大きさが比較的大きくなるが、操舵角θ及び操舵トルクＴsの符号は互いに逆になる。

図示の実施例１によれば、ステップ８０、１００、１２０に於いて上述の如く操舵角θ、実際の操舵トルクＴs、予測操舵角θaj、予測操舵トルクＴsajの関係について判別されることにより、ステップ９０、１１０、１３０、１４０の判定が行われるので、車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかを確実に区別して車輌の走行態様を判定することができる。

また図示の実施例１によれば、車輌の走行態様が通常走行であるときには、ステップ１５６、１５８、１６０に於いて走行経路Ｒ及び予測操舵角θajに基づいて推定される予測走行経路Ｒeについて障害物の検出及び衝突の虞れが判定され、車輌の走行態様が車線変更であるときには、ステップ１５２、１５４、１６０に於いて変更先の車線側へシフトされた予測走行経路Ｒe′について障害物の検出及び衝突の虞れが判定され、車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であるときには、障害物の検出及び衝突の虞れの判定が中止される。

従って車輌の走行態様が通常走行又は車線変更であるときには、車輌が実際に進行する方向について適正に障害物の検出及び衝突の虞れの判定を行うことができ、車輌の走行態様がＵターン又は車線逸脱であるときには、不必要な障害物の検出及び衝突の虞れの判定が行われること及び衝突影響低減装置が不必要に作動されることを確実に防止することができる。

例えば図４に示された状況に於いて、運転者が予想通りに操舵し車輌１２が道路１０４の走行路に沿って走行する場合には、衝突判定の走行経路は道路１０４に沿う走行経路Ｒeとされるので、同一のレーンを走行する先行車輌１０６を障害物として衝突の虞れを適正に判定することができ、隣のレーンを走行する先行車輌１０８が障害物と判定され衝突の虞れが不適切に行われることを効果的に防止することができる。

また図４に示された状況に於いて、運転者が車線変更を希望し車輌１２が走行しながら右側レーンより左側レーンへ移動する場合には、衝突の虞れ判定の障害物は同一のレーンの先行車輌１０６ではなく隣のレーンの先行車輌１０８とされるべきである。この状況に於いては運転者の操舵操作は予想される操舵操作とは異なり、衝突判定の予測走行経路は走行経路Ｒe′になるので、同一のレーンの先行車輌１０６を障害物として衝突の虞れが不適切に行われることを効果的に防止することができると共に、隣のレーンの先行車輌１０８を障害物として衝突の虞れを適正に行うことができる。

図６は障害物検出機能を備えた本発明による走行態様判定制御装置の実施例２に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図６に於いて図２に示されたステップに対応するステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている（このことも後述の他の実施例についても同様である）。

この実施例２に於いては、上述の実施例１のステップ５０に対応するステップ５５に於いて、曲率半径Ｒrj、現在の車速Ｖ及び操舵角θに基づいて、現在より基準時間Ｔ1後までの所定の時間ΔＴ毎の予測ヨーレートγaj（ｊ＝１、２、３…）が予想旋回指標値として演算され、ステップ７０に於いて予測ヨーレートγaj及び車輌の横加速度Ｇyに基づき操舵輪である左右前輪１０FL及び１０FRの横力Ｆtyjが演算されることにより、予測操舵角θajに対応する予想操舵トルクＴasjが演算される。尚予測ヨーレートγajの演算の際にも車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が考慮される。

また上述の実施例１のステップ８０、１００、１２０にそれぞれ対応するステップ８５、１０５、１２５に於いて、各サイクルタイム毎にヨーレートγを示す信号の読み込みが行われると共に、操舵角θに代えてヨーレートγが使用されると共に予測操舵角θajに代えて予測ヨーレートγajが使用される点を除きステップ８０、１００、１２０の場合と同様の判別が行われる。

更にステップ１９０に於いては例えば基準時間Ｔeが経過するまでの車輌の走行状況及びヨーレートγの変化に基づきそれぞれ車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が学習され、上述の実施例１のステップ２００に対応するステップ２０５に於いては予測走行経路Ｒ、予測ヨーレートγaj、予想操舵トルクＴsajの情報がＲＡＭよりクリアされる。尚他のステップは上述の実施例１の場合と同様に実行される。

かくして図示の実施例２によれば、上述の実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができ、また上述の実施例１の場合に比して車速Ｖの変化が比較的大きい場合にも車輌の走行態様を正確に予測し、障害物との衝突の虞れの判定及び制御を正確に且つ適正に行うことができる。

図７は障害物検出機能を備えた本発明による車輌の走行態様判定制御装置の実施例３を示す概略構成図、図８は実施例３に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図７に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この実施例３に於いては、車輌１２はＣＣＤカメラ４２を有していないが、ナビゲーション装置５２を備えている。ナビゲーション装置５２はそれ自身周知のナビゲート機能を果たすと共に、電子制御装置３０よりの要求に応じて車輌１２の現在地、進行方向、道路地図等のナビ情報を電子制御装置３０へ出力する。

また実施例３に於いては、図８に示されている如くステップ２０の次に実行されるステップ４０に於いてナビゲーション装置５２よりのナビ情報に基づき図４に示されている如く現在の地点１００より基準時間Ｔ1後に車輌１２が到達する地点１０２までの道路１０４の形状が推定される。尚他のステップは上述の実施例１の場合と同様に実行される。

かくして図示の実施例３によれば、ナビゲーション装置５２を備えた車輌に於いてナビゲーション装置５２よりのナビ情報を有効に利用して道路の形状を推定することができ、上述の実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができると共に、ＣＣＤカメラ４２及び画像解析処理の必要性を排除することができる。

図９は障害物検出機能を備えた本発明による走行態様判定制御装置の実施例４に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。

この実施例４に於いては、ステップ４０が実施例３の場合と同様に実行され、ステップ５５、７０、８５、１０５、１２５、１９０、２０５が実施例２の場合と同様に実行され、他のステップが実施例１の場合と同様に実行される。

かくして図示の実施例４によれば、上述の実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができ、また上述の実施例３の場合と同様の作用効果を得ることができる。

尚上述の各実施例によれば、基準時間Ｔeは一定であり、車速Ｖが高いほど基準時間Ｔe中に車輌が走行する距離は長くなるが、車速Ｖが高いほど推定される予測走行経路Ｒの距離も自動的に長くなるので、予測走行経路Ｒが一定の距離について推定される場合に比して車速Ｖに拘らず好ましい距離範囲について車輌の走行態様を判定することができる。

また上述の各実施例によれば、ステップ５０又は５５に於いて道路１０４の現在地点１００と基準時間経過時の到達地点１０２との間の複数の各領域について道路の湾曲度合として複数の曲率半径Ｒrjが演算され、曲率半径Ｒrj、現在の車速Ｖ及びヨーレートγ又は操舵角θに基づいて現在より基準時間Ｔeまでの所定の時間ΔＴ毎の複数の予測操舵角θaj又は予測ヨーレートγajが予想旋回指標値として演算されるので、一つの曲率半径及び予測旋回指標値しか演算されない場合に比して予測走行経路を高精度に推定することができる。

更に上述の各実施例によれば、ステップ１９０に於いて情報更新区間毎に車輌の走行状況及び操舵角θ又はヨーレートγの変化に基づきそれぞれ車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が学習され、予想旋回指標値としての予測操舵角θaj（ステップ５０）又は予測ヨーレートγaj（ステップ５５）の演算に際し車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が考慮されるので、車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が考慮されない場合に比して予測操舵角θajや予測ヨーレートγajを実際の状況に応じて正確に演算し、このことによっても予測走行経路を高精度に推定することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかが判定されるようになっているが、何れかの走行態様の判定が省略されてもよく、例えばＵターンと車線逸脱とが区別されることなく正常な走行、車線変更、Ｕターン又は車線逸脱の何れであるかが判定されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、複数の各領域について道路の湾曲度合として複数の曲率半径Ｒrjが演算され、曲率半径Ｒrj、現在の車速Ｖ及びヨーレートγ又は操舵角θに基づいて現在より基準時間Ｔeまでの所定の時間ΔＴ毎の複数の予測旋回指標値θaj又はγajが演算され、ｊは一定であるが、一つの曲率半径及び予測旋回指標値が演算されるよう修正されてもよく、またｊは例えば車速Ｖが高いほど大きくなるよう車速Ｖに応じて可変設定されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が学習され、予想旋回指標値としての予測操舵角θaj又は予測ヨーレートγajの演算に際し車輌の旋回特性及び運転者の運転特性が考慮されるようになっているが、予想旋回指標値は車輌の旋回特性及び運転者の運転特性の少なくとも一方が考慮されることなく演算されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、基準時間Ｔeは一定であるが、基準時間は車速Ｖに応じて可変設定されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、ステップ１５０に於いて予測走行経路Ｒに障害物が存在するか否か及び該障害物と衝突する虞れがあるか否かの判定が行われると共に、それらの判定結果に応じて必要な車輌制御が行われるようになっているが、これらの処理は図２等に示されたルーチンとは別のルーチンにより達成されるよう修正されてもよい。

更に上述の各実施例に於いては、ステップ８０又は８５、ステップ１００又は１０５に於いて否定判別が行われるとそれぞれステップ１００又は１０５、ステップ１２０又は１２５へ進むようになっているが、ステップ８０又は８５、ステップ１００又は１０５に於いて否定判別が連続して所定回数行われた場合に次のステップへ進むよう修正されてもよい。

障害物検出機能を備えた本発明による車輌の走行態様判定制御装置の実施例１を示す概略構成図である。（実施例１） 実施例１に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例１） 図２のステップ１５０に於ける衝突の虞れ判定制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例１〜４） 実施例１に於ける道路の形状推定の要領を示す説明図である。（実施例１） 道路が直線道路である状況に於いて、車輌が道路に沿って通常走行する場合（Ａ）、車輌がＵターンする場合（Ｂ）、車輌が車線変更する場合（Ｃ）、車輌が車線逸脱する場合（Ｄ）について、予測操舵角θaj、操舵角θ、予想操舵トルクＴasj、実際の操舵トルクＴsの変化の例を示す説明図である。（実施例１〜４） 障害物検出機能を備えた本発明による走行経路予測制御装置の実施例２に於ける走行経路予測制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例２） 障害物検出機能を備えた本発明による車輌の走行態様判定制御装置の実施例３を示す概略構成図である。（実施例３） 実施例３に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例３） 実施例４に於ける走行態様判定制御ルーチンを示すフローチャートである。（実施例４）

符号の説明

２０ 制動装置
２６ ブレーキペダル
３０ 電子制御装置
３４ 操舵角センサ
３６ トルクセンサ
４０ レーダーセンサ
４４ 車速センサ
４６…ヨーレートセンサ
４８ 横加速度センサ
５０…摩擦係数センサ
５２ ナビゲーション装置

Claims (7)

1. 現在の車輌走行状態に基づき基準時間後までの走行経路を予測する手段と、前記走行経路及び道路情報に基づき前記基準時間後までの予想旋回指標値を推定する手段と、前記予想旋回指標値に基づき予想操舵トルクを演算する手段と、前記予想旋回指標値、実際の旋回指標値、前記予想操舵トルク、実際の操舵トルクの関係に基づき車輌の旋回走行態様を判定する判定手段とを有することを特徴とする車輌の走行態様判定制御装置。
2. 前記旋回指標値は操舵角若しくは車輌のヨーレートであることを特徴とする請求項１に記載の車輌の走行態様判定制御装置。
3. 前記判定手段は車輌の走行態様が正常な走行、Ｕターン、車線変更、車線逸脱の何れであるかを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の走行態様判定制御装置。
4. 車輌は障害物検出装置を有し、前記判定手段は判定した車輌の走行態様に応じて前記障害物検出装置による障害物の検出態様を変更することを特徴とする請求項１乃至３に記載の車輌の走行態様判定制御装置。
5. 前記走行経路を予測する手段は現在の車輌状態量及び運転者の操作量に基づいて走行経路を予測することを特徴とする請求項１乃至４に記載の車輌の走行態様判定御装置。
6. 前記予想旋回指標値を推定する手段はカメラにより撮影された走行路を画像解析処理することにより前記道路情報を求めることを特徴とする請求項１乃至５に記載の車輌の走行態様判定制御装置。
7. 前記予想旋回指標値を推定する手段はナビゲーション装置より前記道路情報を求めることを特徴とする請求項１乃至５に記載の車輌の走行態様判定制御装置。
   

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