JP2006178715A - 車線逸脱防止装置及び車線逸脱防止方法 - Google Patents

車線逸脱防止装置及び車線逸脱防止方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 車線からの逸脱回避のためにヨーモーメントを作用させる場合に、走行環境等によって自車両の車両挙動変動が想定した車両挙動変動以上となることを抑制する。
【解決手段】 逸脱回避制御の作動中に、目標ヨーモーメントMsに基づいて自車両に生じると予測されるヨー角加速度推定値ddφeを算出すると共に、実ヨー角加速度ddφrを算出し、実ヨー角加速度の絶対値|ddφr|が、ヨー角加速度推定値の絶対値|ddφe|よりも大きくこれらの差がオフセット量Δddφ以上であるときには制御量を補正する必要があると判断し(ステップS10)、自車両の横ずれ量に応じた目標ヨーモーメント基準値Ms0を、ヨー角加速度推定値ddφeと実ヨー角加速度ddφrとが一致する方向に補正しこれを目標ヨーモーメントMsとする(ステップS11)。
【選択図】 図2

Description

本発明は、自車両の走行車線からの逸脱を回避するようにした車線逸脱防止装置及び車線逸脱防止方法に関するものである。
従来、この種の技術として、自車両が現在の走行車線を逸脱する可能性の有無を判断し、逸脱する可能性があるとき、走行車線の基準位置からの自車両の走行位置の横ずれ量に応じて操舵アクチュエータを制御し、逸脱を回避する方向に補助操舵力を付加することで、車線からの逸脱を回避するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、自車両の走行位置の横ずれ量に応じて制動力アクチュエータを制御し、左右輪のうち逸脱方向とは反対側の車輪に制動力を付加することで、車線からの逸脱を回避するようにしたものも提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−96497号公報 特開2000−33860号公報
しかしながら、上述のように操舵アクチュエータを制御して車線からの逸脱を回避するようにした方法においては、例えば、車線変更を行う場合等に、操舵アクチュエータにより、運転者の操舵操作に関わらず操舵を行う自動操舵が行われている最中に、運転者が自動操舵による操舵方向とは逆方向に操舵した場合には、自動操舵による操舵が行われていることから、運転者は自動操舵による操舵トルクに打ち勝つ操舵トルクで操舵を行う必要があり、運転者の操舵負荷が増加することになる。
これを回避するために、運転者が簡単に打ち勝つことのできる程度の操舵トルクで自動操舵を行うようにした場合には、これはすなわち十分なトルクを発生させることができないことと同等であるから、自車両を十分に姿勢変化させるまでに時間がかかり、逸脱回避制御による制御性能を低下させることになる。また、自車両が車線から逸脱傾向にあると判断されたときに、自動操舵により急に大きな操舵が行われた場合には、ステアリングホイールを握っている運転者を驚かせてしまう可能性がある。また、そもそも逸脱回避制御のために新たに操舵アクチュエータを設ける必要があるため、その分コストの増加にもつながる。
一方、左右輪の制動力を独立に制御し、逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させることで車線逸脱を回避するようにした方法においては、運転者の操舵操作とは独立に逸脱回避制御を行うことができるため、逸脱回避制御が作動した場合であっても、操舵アクチュエータを用いる場合に比較して運転者に与える違和感を低減することができる。また、従来の制動力制御アクチュエータを用いることが可能であるから、その分コストの上昇を抑えることは可能である。
ここで、上記特許文献2記載の発明においては、車両の横ずれ状態に基づいて逸脱方向を判定し、逸脱方向と反対側の車輪に制動力を付加する場合、各車輪に対して制動力を断続的に付加するようにし、また、制動力を付加する際には、単に一定の昇圧速度で制動流体圧の増圧と減圧とを繰り返すようにしている。
このため、逸脱の状態が異なる場合であっても、同一の制御が行われるため、場合によっては、運転者に違和感を与える場合がある。つまり、制動力の付加が急激であったり、付加量が大きすぎたりする設定では、逸脱が緩やかに生じている場合に、車両に作用するヨーレートが大きくなりすぎ、運転者を驚かせる可能性がある。逆に制動力の付加が緩やかであったり、付加量が小さすぎたりする場合には、逸脱が急激な場合には十分に逸脱をくい止めることができない場合がある。つまり、逸脱を判断した場合に、制動力によりヨーレートを逸脱方向と反対側に発生させることで運転者に逸脱状態であることを警報することが主な目的となり、逸脱を適切に回避するには不十分であった。また、ヨーレートが大きくなると制御を禁止するようにしているため、制御によりヨーレートを発生させ、そのヨーレートが大きくなると、この時点で制御を中断することになり、制御が不連続となって運転者に違和感を与える場合がある。
また、このように、逸脱状態に応じて必要な目標ヨーモーメントを算出し、これに応じて制動力を制御する場合、目標ヨーモーメントはあくまでも逸脱状態に応じて決定されるため、例えば、車両の後輪が水たまり等の路面摩擦係数の低い場所にある場合であっても、乾燥路を走行している場合と同様の制御が行われることから、場合によっては、制御により発生させようとしている以上の動きが車両に発生することになり、運転者に違和感を与える可能性がある。つまり、逸脱回避制御を行うときの道路状態や車両の状態変化(ブレーキパッドのμ変化等)等により、目標とする車両の回転運動以上の動きをする可能性があり、その動きが早い場合には、運転者に違和感を与える可能性がある。
そこで、この発明は、上記従来の問題に着目してなされたものであって、走行路面の状態や自車両の状態等といった走行環境に応じて、これに適した逸脱回避制御を行うことの可能な車線逸脱防止装置及び車線逸脱防止方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明に係る車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱する傾向にあるときには、この逸脱を回避するように逸脱回避制御手段によって逸脱回避制御が行われ、自車両の車両挙動が変化し車線からの逸脱回避が図られる。
このとき、逸脱回避制御手段で逸脱回避制御を行うことにより自車両に生じる車両挙動変動の、前記逸脱回避制御で目標としている車両挙動変動量が、目標変動量検出手段で検出されると共に、前記逸脱回避制御を行うことにより実際に自車両に生じた実車両挙動変動量が実変動量検出手段で検出され、実変動量検出手段で検出される実車両挙動変動量と、目標変動量検出手段で検出した目標車両挙動変動量とに差が生じるときには、制御量補正手段により、逸脱回避制御手段での制御量が補正される。
本発明に係る車線逸脱防止装置によれば、目標変動量検出段で検出した、逸脱回避制御により目標としている、自車両に生じる車両挙動変動量と、実変動量検出手段で検出した実際に自車両に生じた実車両挙動変動量とに差が生じるときには、制御量補正手段により逸脱防止制御手段による制御量を補正するようにしたから、実車両挙動変動量と目標とする車両挙動変動量とが一致する方向に制御量を補正することで、例えば一時的な走行環境の変化等により、通常とは異なる車両挙動変動が生じた場合であっても、この通常とは異なる車両挙動変動を速やかに抑制し、目標とする車両挙動変動を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、第1の実施の形態における車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。なお、この車両は、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
図1中の符号1はブレーキペダル、2はブースタ、3はマスタシリンダ、4はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル1の踏込み量に応じて、マスタシリンダ3で昇圧された制動流体圧が、各車輪5FL〜5RRの各ホイールシリンダ6FL〜6RRに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ3と各ホイールシリンダ6FL〜6RRとの間には制動流体圧制御回路7が介挿されており、この制動流体圧制御回路7内で、各ホイールシリンダ6FL〜6RRの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
前記制動流体圧制御回路7は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ6FL〜6RRの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路7は、後述するコントロールユニット8からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ6FL〜6RRの制動流体圧を制御する。
また、この車両は、エンジン9の運転状態、自動変速機10の選択変速比、並びにスロットルバルブ11のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪5RL、5RRへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット12が設けられている。エンジン9の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。
なお、この駆動トルクコントロールユニット12は、単独で、駆動輪である後輪5RL、5RRの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述したコントロールユニット8から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
また、この車両には、自車両の走行車線からの逸脱判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための前方外界認識センサとして、CCDカメラ等で構成される単眼カメラ13及びカメラコントローラ14を備えている。このカメラコントローラ14では、単眼カメラ13で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、公知の手順で、前記走行車線に対する自車両のヨー角φ、すなわち走行車線に対する自車両の向き、走行車線中央からの自車両の横変位X、走行車線の道路曲率ρ、走行車線幅W等を算出することができるように構成されている。
なお、このカメラコントローラ14は、例えば特開平11−296660号公報に記載されているように、レーンマーカを検出すること等により、公知の手順で走行車線を検出し、この走行車線に対して前記各データを算出する。
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Xg及び横加速度Ygを検出する加速度センサ15、自車両に発生するヨーレートγを検出するヨーレートセンサ16、前記マスタシリンダ3の出力圧、いわゆるマスタシリンダ圧Pmを検出するマスタシリンダ圧センサ17、アクセルペダルの踏込み量、すなわちアクセル開度Accを検出するアクセル開度センサ18、ステアリングホイール21の操舵角θを検出する操舵角センサ19、各車輪5FL〜5RRの回転速度、いわゆる車輪速度Vwi(i=FL〜RR)を検出する車輪速度センサ22FL〜22RR、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ20が備えられ、それらの検出信号は前記車両状態コントロールユニット8に出力される。
また、前記カメラコントローラ14で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの自車両の横変位X、走行車線の曲率ρ、走行車線幅W、駆動トルクコントロールユニット12で制御された車輪軸上での駆動トルクTwも合わせて車両状態コントロールユニット8に出力される。
なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とし、右方向を負方向とする。すなわち、ヨーレートγや横加速度Yg、操舵角θ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、右旋回時に負値となる。また、横変位Xは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となり、逆に右方向にずれているときに負値となる。また、走行車線の曲率ρは、左カーブの場合に正値となり、右カーブの場合に負値となる。
また、車両には、前記車両状態コントロールユニット8によって車線逸脱が検知された場合にこれを運転者に警告するための警報装置23が設けられている。この警報装置23は、音声やブザー音を発生するためのスピーカやモニタを含んで構成され、表示情報及び音声情報によって運転者に警告を発するようになっている。
次に、コントロールユニット8で行われる演算処理の処理手順を図2のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、所定サンプリング時間ΔT(例えば、10〔ms〕)毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読み出される。
この演算処理では、まず、ステップS1の処理で、前記各センサで検出された前後加速度Xg、横加速度Yg、ヨーレートγ、各車輪速度Vwi、アクセル開度Acc、マスタシリンダ圧Pm、操舵角θ、方向指示スイッチ信号、カメラコントローラ14からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの自車両の横変位X、走行車線の道路曲率ρ、走行車線幅W、駆動トルクコントロールユニット12からの、車輪軸上での駆動トルクTw等の情報を読み込む。
次いで、ステップS2に移行し、各車輪速度Vwi(i=FL〜RR)のうち、非駆動輪である前左右輪速度VwFL、VwFRの平均値から自車両の走行速度Vを算出する。
なお、ここでは、前左右輪速度VwFL、VwFRに基づいて走行速度Vを算出するようにした場合について説明したが、例えば、車両に公知のアンチスキッド制御を行うABS制御手段が搭載されており、このABS制御手段によりアンチスキッド制御が行われている場合には、このアンチスキッド制御での処理過程で推定される推定車体速を用いるようにすればよい。
次に、ステップS3に移行し、逸脱推定値Xsを次式(1)から算出する。
Xs=Tt×V×(φ+Tt×V×ρ)+X ……(1)
なお、式(1)中の、Ttは車頭時間、VはステップS2で算出した自車両の走行速度、φは自車両の走行車線に対する車両のヨー角、ρは走行車線の道路曲率、Xは現時点における走行車線中心からの横変位である。なお、逸脱量は正確にいうと車線の端からの横変位であるが、本実施例では、車線中央からの横変位をもとに逸脱量を推定するので、Xsを、逸脱推定値と呼ぶ。
なお、ここでは、前記(1)式に基づいて逸脱推定値Xsを算出するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば車両に作用するヨーレートを考慮して算出するようにしてもよい。例えば、ヨーレートセンサ16の精度が高くまたノイズが少ない場合等には、このように、ヨーレートを考慮して逸脱推定値Xsを算出することによって、逸脱警報や逸脱回避制御をより的確なタイミングで作動させ、また、解除させることができる。
なお、前記Ttは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ttに自車両の走行速度Vを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Tt後の走行車線中央からの横変位推定値が逸脱推定値Xsとなる。後述するように、本実施形態では、この逸脱推定値Xsが所定の逸脱判定値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断する。
一般に、運転者が警報に気づいて逸脱の回避操作を行うまでには、いくらかの所要時間を要する場合が多い。また、自車両が車線逸脱する可能性が高いと判定して逸脱回避制御が作動したとしても、自車両は逸脱回避制御の作動に伴ってすぐに走行中の車線中央へ向かって移動するわけではなく、車線を逸脱する速度は低くなるものの、車両の向きが車線内側へ向くまでの間は、走行車線の外側に向かって移動していく。このため、運転者に対し、余裕をもって車線の逸脱回避操作を行うことを促すために、車頭時間Ttは“0”〔s〕よりも大きな値に設定することが望ましい。
次に、ステップS4に移行し、逸脱回避制御を行うことにより生じる車両挙動変動が想定以上であるかどうかを判断するための、オフセット量Δddφを算出する。このオフセット量Δddφは、例えば、ステップS2で算出した自車両の走行速度Vに応じて設定する。例えば、図3の制御マップに示すように、走行速度Vが比較的小さい領域にあるときには比較的大きな値に設定し、走行速度Vが比較的大きい領域にあるときには比較的小さな値に設定し、走行速度Vが中速程度の領域にあるときには、走行速度Vが大きいときほどより小さな値となるように設定される。なお、図3において、横軸は走行速度V、縦軸はオフセット量Δddφである。
次に、ステップS5に移行し、運転者が車線変更を行っているか否か、すなわち、運転者に車線変更をする意志があるか否かの運転者意図判断を行う。この判断は、方向指示スイッチ20の指示方向及び操舵角θに基づいて行う。
まず、方向指示スイッチ20の指示方向に基づいて判断する場合には、方向指示スイッチ20がオン状態であるか否かを判定する。そして、オン状態である場合には方向指示スイッチ20の指示方向と、ステップS3で算出した逸脱推定値Xsで特定される逸脱方向とが一致するかどうかを判定する。そして、これらが一致するときには車線変更を行うものと判定し、車線変更判断フラグFLCを“ON”に設定する。一方、方向指示スイッチ20の指示方向と、推定横変位Xsで特定される逸脱方向とが一致しない場合には車線変更ではないと判定し、車線変更判断フラグFLCを“OFF”に維持する。
また、方向指示スイッチ20がオン状態からオフ状態に切り換わった場合には、これ以後、所定時間経過するまでの間は、車線変更の過渡状態であると判断し、方向指示スイッチ20がオフ状態であってもオン状態であるとして処理を行う。そして、方向指示スイッチ20がオン状態からオフ状態に切り替わった時点から所定時間経過したときに、車線変更は終了とし、以後、方向指示スイッチ20の状態に応じて処理を行う。
なお、前記所定時間は、車線変更の後期の時点で方向指示スイッチ20がオフ状態に切り替えられた時点から、自車両の走行位置が車線変更先の車線中央よりの位置に達したとみなすことの可能な時間に設定され、例えば4秒程度に設定される。これは、運転者によっては、実際に車線変更している最中に方向指示スイッチ20を解除したり、また、運転操作によっては、車線変更している最中に方向指示スイッチ20が解除されたりする場合があるため、車線変更中に逸脱回避制御が作動してしまうことを回避するためである。
また、方向指示スイッチ20が操作されていない場合であっても、運転者が逸脱方向に操舵している場合には、操舵角θ及び操舵角θの変化量Δθが設定値以上であるときには、運転者が車線変更をする目的で操舵を行っており、車線変更の意図があると判断し、車線変更判断フラグFLCを“ON”に設定する。なお、ここでは、操舵角θ及びその変化量Δθに基づいて運転者の車線変更の意図の有無を判断するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、操舵トルクに基づいて判断するようにしてもよい。
次に、ステップS6に移行し、自車両が逸脱傾向にあることを運転者に通知するための警報を発するかどうかの判断を行う。この判断は、ステップS3で算出した逸脱推定値の絶対値|Xs|と、警報判断しきい値Xwとの比較により判断する。なお、警報判断しきい値Xwは、横変位限界値である、逸脱判断しきい値Xcと連動して設定される値であって、逸脱警報が作動してから逸脱推定値の絶対値|Xs|が逸脱判断しきい値Xc以上となって逸脱回避制御が作動するまでのマージン(定数)Xmを、前記逸脱判断しきい値Xcから減算した値(=Xc−Xm)である。
前記逸脱判断しきい値Xcは、定数であって、日本国内では、高速道路の車線幅は約3.35〔m〕であることから、例えば、0.8〔m〕程度に設定すればよい。また、例えば、走行車線幅Wの半分値から自車両の車幅の半分値を減じた値と、例えば、前記0.8〔m〕とのうちの何れか小さい方を用いるようにしてもよい。また、今後、道路のインフラストラクチャーが整備され、インフラストラクチャー側からのいわゆる路車間通信により車線幅が与えられた場合には、この車線幅を用いるようにしてもよい。また、逸脱方向の車線までの距離(W/2(走行車線幅)−|Xs|)が、道路に埋め込まれたマーカー等のインフラスチラクチャーからの情報により検出することができるのであれば、この情報を用いるようにしてもよい。
そして、逸脱推定値Xsの絶対値|Xs|が、警報判断しきい値Xwより小さいとき(|Xs|<Xw)、警報装置23を作動させ、警報を発生させる。また、一旦、逸脱推定値Xsの絶対値|Xs|が、警報判断しきい値Xwより小さくなったときには(|Xs|<Xw)、これ以後、逸脱推定値Xsの絶対値|Xs|が、警報判断しきい値Xwから逸脱警報のハンチングを回避するためのヒステリシス値Xhを減算した値以上となるまでの間は、引き続き警報装置23を作動させ、警報を発生させ続ける。
このようにして、警報判断が終了したならば、ステップS7に移行し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの逸脱判断を行う。
この逸脱判断は、ステップS3で算出した逸脱推定値Xsと、逸脱判断しきい値Xcとを比較することにより行う。具体的には、Xs≧Xcであるときには、左に車線逸脱すると判断し、逸脱判断フラグFLDを“1”に設定する。また、Xs≦−Xcであるときには右に車線逸脱すると判断し、逸脱判断フラグFLDを“−1”に設定する。そして、Xs≧Xcでなく且つXs≦−Xcでない場合には自車両は逸脱状態ではないと判断して逸脱判断フラグFLDを“0”に設定する。
さらに、ステップS5で算出した、運転者の車線変更の意図判断結果に応じて、逸脱判断フラグFLDを補正する。具体的には、車線変更判断フラグFLDが“ON”の場合、つまり、車線変更を行っている場合には逸脱回避制御を行わないから、逸脱推定値Xsに基づいて逸脱判断フラグFLDが“−1”又は“1”に設定されている場合であっても、これを“0”に変更する。また、アンチスキッド制御やトラクション制御、また、車両の横すべりを抑制するようにした車両挙動制御等といったタイヤが限界域に入っていることを検出可能な車両の場合には、タイヤが限界域に入っていることが検出されたときにも、逸脱回避制御を行わないように、逸脱判断フラグFLDを強制的に“0”に変更するようにしてもよい。
このようにして、自車両が逸脱傾向にあるかどうかを判断したならば、ステップS8に移行し、次に、逸脱回避制御を作動させるか否かの判断を行う。
この判断は、逸脱推定値Xsに基づいて行い、逸脱判断フラグがFLD≠0であって、自車両が逸脱傾向にある状態であり且つ、逸脱推定値Xsの前回値Xszと今回の逸脱推定値Xsとの偏差が、しきい値Lxs以上であるときには、逸脱推定値Xsが不連続に変化したと判断し、逸脱回避制御禁止フラグFcanを、逸脱回避制御の禁止を表す“ON”に設定する。なお、前記逸脱推定値Xsの前回値Xszは、ステップS3で逸脱推定値Xsを算出した際に、所定の記憶領域に保持するようにすればよい。
そして、逸脱判断フラグFLDが“0”、つまり、逸脱していないと判断される状態であるときには、逸脱回避制御禁止フラグFcanを“OFF”に設定する。
つまり、逸脱回避制御禁止フラグFcanは、自車両が逸脱傾向にあって且つ逸脱推定値Xsの変化が大きく逸脱が急であるときに“ON”に設定され、その後、自車両が逸脱傾向から復帰し、逸脱判断フラグFLDが“0”となるまでの間、逸脱回避制御禁止フラグFcanは“ON”を維持し、自車両が逸脱傾向から復帰したとき、逸脱回避制御禁止フラグFcanは“OFF”に設定される。
このようにして、逸脱回避制御を作動させるか否かの判断を行ったならば、ステップS9に移行し、自車両に発生させるヨーモーメントの基準となる、目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出する。
この目標ヨーモーメント基準値Ms0は、逸脱フラグFLD及び逸脱回避制御禁止フラグFcanに応じて逸脱推定値Xsと逸脱判断しきい値Xcとから算出する。具体的には、逸脱判断フラグがFLD≠0であり且つ、逸脱回避制御禁止フラグFcanが“OFF”の場合には、目標ヨーモーメント基準値Ms0を次式(2)から算出する。そして、これ以外の場合には、目標ヨーモーメント基準値は、Ms0=0に設定する。
Ms0=−K1×K2×(Xs−Xc) ……(2)
なお、式(2)中のK1は車両諸元によって定まる定数である。また、K2は、自車両の走行速度Vに応じて設定される比例係数であって、例えば、図4に示すように設定される。図4において、横軸は車両の走行速度V、縦軸は比例係数K2である。この比例係数K2は、走行速度Vが比較的小さい領域では、比較的大きな一定値に設定され、走行速度Vが比較的大きい領域では、比較的小さな一定値に設定され、走行速度Vが中速程度の領域では、走行速度Vが大きいときほどこれに反比例して減少するように設定される。つまり、走行速度Vが比較的大きいときには比例係数K2を比較的小さな値に設定して目標ヨーモーメント基準値Ms0を抑制し、高速走行時に大きなヨーモーメントが作用することにより車両挙動が不安定となることを回避し、逆に走行速度Vが比較的小さいときには比例的大きな値に設定して、十分なヨーモーメントを発生させることにより逸脱状態からの速やかな回復を図るようになっている。
次いで、ステップS10に移行し、逸脱回避制御における制御量、すなわち、ステップS9で算出した目標ヨーモーメント基準値MS0に対して補正を行うかどうかを判断する。ここでは、後述の、最終的に発生させるヨーモーメントである目標ヨーモーメントMsの過去値、具体的には、サンプリング周期がm周期前の時点における目標ヨーモーメントMs(m)に基づいて車両に発生するヨー角加速度を推定し、このヨー角加速度推定値と、実際に車両に発生しているヨー角加速度とを比較することで、制御量の補正を行うか否かの判断を行う。
まず、現在車両に発生すると予測されるヨー角加速度推定値ddφeを次式(3)から算出する。
ddφe=Ms(m)/Im ……(3)
なお、式(3)中のImは、車両の慣性ヨーモーメントである。
また、実際に目標ヨーモーメントMsが算出され、これに従い制駆動力制御が行われて車両の挙動に反映されるまでには遅れが生じるため、この遅延時間を考慮して、m周期前の、目標ヨーモーメントMs(m)に基づいてヨー角加速度推定値ddφeを算出している。
なお、ここでは、m周期前の目標ヨーモーメントMs(m)を用いてヨー角加速度推定値ddφeを算出したが、これに限るものではない。ヨー角加速度推定値ddφeの推定精度をより向上させるために、後述の目標制動流体圧差ΔPsF、ΔPsRを用いて前記ヨー角加速度推定値ddφeを算出するようにしてもよく、また、実際のホイールシリンダにおける流体圧を、流体圧センサを用いて検出し、実際に発生している流体圧差から算出するようにしてもよい。
このようにして、ヨー角加速度推定値ddφeを算出したならば、このヨー角加速度推定値ddφeと実際に発生している実ヨー角加速度ddφrとを比較し、制御量の補正を行うかどうかを判断する。具体的には、次式(4)を満足するかどうかを判断する。なお(4)式中のΔddφは、ステップS4で算出したオフセット量である。
|ddφr|≧|ddφe|+Δddφ ……(4)
つまり、上記(4)式を満足し、逸脱回避制御により発生させようとした車両挙動以上の車両挙動変動が、実際に生じていると判断される場合には、制御量の補正を行う必要があると判断し、制御量補正判断フラグFhを“1”に設定する。逆に前記(4)式を満足しないときには、実際の車両挙動変動は、想定の範囲内であると判断し、制御量の補正を行う必要はないと判断して、制御量補正判断フラグFhを“0”に設定する。
なお、前記実ヨー角加速度ddφrは、例えば、ヨーレートセンサ16で検出されるヨーレートγの変化量Δγを算出し、これを実ヨー角加速度ddφrとして用いればよい。前記ヨーレートγの変化量Δγは、今回のヨーレートγから前回のサンプリング周期におけるヨーレートγ(z)を減算し、これをサンプリング周期で割算して算出すればよい。
また、実際に車両に発生する実ヨー角加速度ddφrが生じる要因として、逸脱回避制御による車両挙動変動以外に、運転者のステアリングホイールの切り増し等といった操舵操作による車両挙動変動等もある。この実施形態においては、操舵量は一定として定常的なヨーレートではなく、あくまでその変化量すなわちヨー角加速度に着目している。そのため、脇見などの運転者のミスによる逸脱等の場合には、運転者の操舵量はあまり大きくないとして操舵に伴う車両挙動変動は考慮していないが、当然、操舵角の変化等を検出し、操舵操作による影響、すなわちヨー角加速度の変化を推定し、その分を実ヨー角加速度ddφrから差し引いて、逸脱回避制御のみによる車両挙動変動を考慮して、制御量の補正を行うかどうかの判断を行うようにしてもよい。
このようにして、制御量補正判断フラグFhを設定したならば、ステップS11に移行し、制御量補正判断フラグFhに応じて制御量を補正する。すなわち、車両挙動変動の過剰分相当値として、挙動変化過剰率Rddφを算出し、これに応じて補正を行う。
まず、次式(5)から挙動変化過剰率Rddφを算出する。
Rddφ=|ddφr|/(|ddφe|+Δddφ) ……(5)
次に、補正ゲインGhを算出する。具体的には、制御量補正判断フラグFhが“1”の場合には、次式(6)から補正ゲインGhを算出する。制御量補正判断フラグFhが“0”の場合には補正を行う必要はないから補正ゲインGhは“1”とする。
Gh=1/Rddφ ……(6)
そして、次式(7)に示すように、補正ゲインGhを用いて前記ステップS9で算出した目標ヨーモーメント基準値Ms0を補正し、これを最終的な目標ヨーモーメントMsとする。
Ms=Gh×Ms0 ……(7)
なお、この実施の形態においては、目標ヨーモーメント基準値Ms0を補正することで、制御量を補正するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、後述の、制動力及び駆動力を算出する処理において、これら制動力及び駆動力を補正することで、制御量の補正を行うようにしてもよい。
このようにして、制御量の補正を行ったならば、ステップS12に移行し、各車輪の目標制動流体圧Psi(i=FLからRR)を算出する。
まず、逸脱判断フラグFLDが“OFF”又は、逸脱回避制御禁止フラグFcanが“ON”である場合には、自車両は逸脱状態になくヨーモーメントを発生させる必要はないか、又は、逸脱推定値Xsが不連続に変化しすなわち逸脱が急であって運転者に車線変更の意志があると予測されるか又は逸脱を認識しているとみなすことができることから、ヨーモーメントの発生は行わないと判断し、運転者による制動操作であるマスタシリンダ圧Pmを考慮して各輪の目標制動流体圧Psi(i=FL〜RR)を次式(8)から算出する。なお、(8)式中のPmRは、マスタシンダ圧Pmから算出される前後配分を考慮した後輪用マスタシリンダ圧である。
PsFL=PsFR=Pm
PsRL=PsRR=PmR ……(8)
一方、逸脱判断フラグFLDが“ON”である場合には、ステップS11で算出した最終の目標ヨーモーメントMsを考慮して目標制動流体圧Psi(i=FL〜RR)を算出する。
まず、目標ヨーモーメントMsの大きさに応じて場合分けを行って、前後輪の左右輪の制動力差ΔPsF、ΔPsRを算出する。目標ヨーモーメントの絶対値|Ms|が予め設定したしきい値Ms0よりも小さいとき(|Ms|<Ms0)には、前後輪の制動力差ΔPsF、ΔPsRを、次式(9)から算出し、最終目標ヨーモーメントの絶対値|Ms|が予め設定したしきい値Ms0以上であるとき(|Ms|≧Ms0)には、前後輪の制動力差ΔPsF、ΔPsRを、次式(10)から算出する。
|Ms|<Ms0のとき
ΔPsF=0
ΔPsR=2×KbR×|Ms|/T ……(9)
|Ms|≧Ms0のとき
ΔPsF=2×KbF×(|Ms|−Ms0)/T
ΔPsR=2×KbR×Ms0/T ……(10)
なお、式(9)及び(10)中のTはトレッドである。また、KbF及びKbRは、制動力を制動流体圧に変換するための換算係数であって、ブレーキ諸元によって決まる定数である。
なお、ここでは、前輪及び後輪を共に制御することで、ヨーモーメントを発生させるようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、前輪のみで制御することも可能である。この場合には、前輪側の制動力差ΔPsFは、ΔPsF=2×KbF×|Ms|/Tから算出し、後輪側の制動力差はΔPsR=0とすればよい。
そして、逸脱方向と、運転者による制動操作であるマスタシリンダ圧Pmとを考慮して、各輪の目標制動流体圧Psi(i=FL〜RR)を算出する。具体的には、目標ヨーモーメントMsが負値であるとき、すなわち、自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときには目標制動流体圧Psiを次式(11)により算出する。
PsFL=Pm
PsFR=Pm+ΔPsF
PsRL=PmR
PsRR=PmR+ΔPsR ……(11)
一方、前記最終目標ヨーモーメントMsが零以上の値であってすなわち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときには目標制動流体圧Psiを下記(12)式により算出する。
PsFL=Pm+ΔPsF
PsFR=Pm
PsRL=PmR+ΔPsR
PsRR=PmR ……(12)
このようにして、目標制動流体圧Psiを算出したならば、ステップS13に移行し、駆動輪の目標駆動力を算出する。この実施の形態においては、逸脱判断フラグがFLD≠0であり且つ逸脱回避制御禁止フラグFcanが“OFF”であって、自車両が逸脱傾向にあり且つ逸脱回避制御が作動する場合には、運転者によりアクセルペダルが操作されている場合であってもエンジン出力を絞って加速できないようにしている。つまり、逸脱回避制御が作動中は次式(13)にしたがって、アクセル開度Accと逸脱回避制御における制御量に応じて目標駆動トルクTrqを算出し、逸脱回避制御が非作動中は、次式(14)にしたがって、アクセル開度Accに応じた目標駆動トルクTrqを算出する。
Trq=f(Acc)−g(Ps) ……(13)
Trq=f(Acc) ……(14)
なお、(13)及び(14)式中のf(Acc)は、アクセル開度Accに応じた駆動トルクを算出するためのアクセル関数fにより算出される、駆動トルク相当値である。また、前記(13)式中のPsは、逸脱回避制御により発生させる前及び後の左右輪目標制動流体圧差ΔPsR及びΔPsFの和(Pg=ΔPsR+ΔPsF)であって、g(Ps)は、目標制動流体圧差の和Psによって発生が予測される制動トルクを算出するための関数gにより算出される、制動トルク相当値である。つまり、逸脱回避制御中は、逸脱回避制御により発生される制動トルク分を差し引いて駆動トルクを発生させるようにしている。
なお、この実施の形態では、ヨーモーメント制御は、左右輪の制動力を制御することにより行い、駆動力の左右輪の制御は行っていないが、駆動力をアクティブに左右配分可能な機構を備えた車両の場合には、駆動力の左右配分を制御することによりヨーモーメント制御を行うようにしてもよい。この場合、加速時又は運転者のアクセルペダルの操作が行われた場合には、左右の駆動力配分を制御することでヨーモーメント制御を行い、それ以外、すなわちコースティングや制動時等には左右輪の制動力を制御することでヨーモーメント制御を行うようにすればよい。
このようにして目標駆動トルクTrqを算出したならばステップS14に移行し、ステップS13で算出した目標駆動トルクTrqを発生するよう駆動トルクコントロールユニット12に制御信号を出力し、また、前記ステップS12で算出した各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路7に向けて出力する。
以上の処理によって図2に示す演算処理が終了する。そして、一連の演算処理が終了したならば、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
次に、上記第1の実施の形態の動作を説明する。
今、自車両が走行車線中央よりを直進走行している場合には、推定横変位Xsが比較的小さいことから、逸脱推定値Xsの絶対値|Xs|は、逸脱警報用の逸脱判定値Xw及び“Xw−Xh”よりも小さくなって、警報は発生されない(ステップS1〜S6)。
また、逸脱判断しきい値Xcよりも小さいことから、逸脱判断フラグFLDは“0”に設定され、目標ヨーモーメント基準値はMs0=0に設定される(ステップS9)。
したがって、ステップS9で算出される目標ヨーモーメントMsは零となることから、目標制動流体圧としてマスタシリンダ圧Pmに応じた流体圧が設定され、また、目標駆動トルクTrqとしてアクセル開度Accに応じた駆動トルクが設定されることから、運転者のアクセルペダルの操作量に応じた目標駆動力が発生されると共にマスタシリンダ圧Pmに応じた制動力が発生されることになり、ヨーモーメントは発生されず、運転者の運転操作に即した車両挙動となる。
この状態から、自車両が左に逸脱する傾向となり逸脱推定値Xsが増加し、逸脱判断しきい値Xc以上となると、このとき、運転者が車線変更を目的として方向指示スイッチ20をオン状態にしている場合には、方向指示スイッチ20による指示方向と推定横変位Xsに基づく逸脱方向とが共に左側であってこれらは一致するから車線変更であると判断し、ステップS5の処理で車線変更フラグFLCが“1”に設定される。
このため、逸脱推定値Xsが逸脱判断しきい値Xc以上である場合でも、運転者に車線変更の意図があることから逸脱判断フラグFLCは“0”に設定されるため、自車両にヨーモーメントが発生されることはない。
一方、自車両の逸脱推定値Xsが逸脱判断しきい値Xc以上であって、運転者に車線変更の意図がないと判断される場合には、自車両が左方向に逸脱する傾向にあることから逸脱判断フラグFLCは“1”に設定される(ステップS7)。また、逸脱推定値Xsが警報判断しきい値Xw以上となった時点で警報が発せられる(ステップS6)。
このとき、前回の逸脱推定値Xszと今回の逸脱推定値Xsとの偏差がしきい値Lxsよりも小さく、自車両が緩やかに逸脱が進む方向に移動しており、逸脱推定値Xsが緩やかに変化している場合には、逸脱回避制御禁止フラグFcanは“OFF”に維持されたままとなる(ステップS8)。このため、ステップS9の処理で、逸脱判断フラグFLCが“1”、逸脱回避制御禁止フラグFcanが“OFF”であることから、この時点における逸脱推定値Xsと逸脱判断しきい値Xcとの偏差に応じた目標ヨーモーメント基準値Ms0が算出される。
そして、現時点よりもm周期分前の処理実行時における目標ヨーモーメントMsに基づいて現在自車両に発生していると予測される自車両のヨー角加速度推定値ddφeと、実際に発生している実ヨー角加速度ddφrとを比較する。
このとき、m周期前の目標ヨーモーメントMsが自車両に作用しているならば、このヨーモーメントが作用することで自車両に車両挙動変動が生じることから、目標ヨーモーメントMsに応じたヨー角加速度推定値ddφeが生じることになる。
ここで、例えば、ヨー角加速度推定値ddφe、実ヨー角加速度ddφrとが同等であって、自車両の車両挙動変動が想定通りであった場合には、実ヨー角加速度ddφrとヨー角速度推定値ddφrとの偏差はオフセット量Δddφよりも小さくなり、前記(4)式を満足しないことから、制御量の補正を行う必要はないと判断される(ステップS10)。
このため、制御補正ゲインGhは“1”に設定されることから、目標ヨーモーメント基準値Ms0の補正は行われず、目標ヨーモーメント基準値Ms0が目標ヨーモーメントMsとして設定されることから、自車両の逸脱量に応じたヨーモーメントが発生されることになる。
逆に、例えば、逸脱回避のためのヨーモーメントを発生させた場合に、自車両の車両挙動変動が想定した車両挙動変動よりも大きく、実ヨー角加速度ddφrがヨー角加速度推定値ddφeよりも大きく、その偏差がオフセット量Δddφよりも大きい場合には、制御量の補正を行う必要があると判断され(ステップS10)、制御量補正判断フラグFhは“1”に設定される。このため、実ヨー角加速度ddφrと、ヨー角加速度推定値ddφe及びオフセット量Δddφとの和との比である挙動変化過剰率Rddφから補正ゲインGhが算出され、これに応じて目標ヨーモーメント基準値Ms0が補正されて目標ヨーモーメントMsが算出される。すなわち、挙動変化過剰率Rddφに応じて目標ヨーモーメント基準値Ms0が小さく抑制され、すなわち、実ヨー角加速度ddφrとヨー角加速度推定値ddφeとの差が小さくなる方向に補正されることになる。
このため、目標ヨーモーメント基準値Ms0相当のヨーモーメントを発生するように制動力及び駆動力を制御した場合には、実ヨー角加速度ddφrは、目標ヨーモーメント基準値Ms0から予想されるヨー角加速度推定値ddφeよりも大きくなり、想定以上の車両挙動変動が生じるが、目標ヨーモーメント基準値Ms0をより小さな値に抑制した目標ヨーモーメントMsを発生させるようにしているから、実ヨー角加速度ddφrはより小さくなる。
したがって、目標ヨーモーメントMsから予想される自車両の車両挙動変動よりも、大きな車両挙動変動が生じる傾向にある場合には、車両挙動変動の差分を考慮し、車両挙動変動が目標とする車両挙動変動と同等程度となるように目標ヨーモーメントMsを補正するようにしているから、想定以上に車両挙動変動が生じることを回避することができる。そして、このように、想定以上の車両挙動変動が生じることを回避し、目標とする車両挙動変動が生じるように制御することができるから、想定以上の車両挙動変動が生じることによって運転者に違和感を与えることを回避することができる。
例えば、図5(a)に示すように、自車両が一定の走行速度且つ操舵角一定で走行している状態であり、さらに、逸脱回避制御が行われている状態で、自車両後輪のみが水たまり等の路面摩擦係数の低い場所に位置する状態となった場合、逸脱回避のためのヨーモーメントが作用することにより、場合によっては、車両挙動が想定以上に変化する場合があり、例えば、図5(b)に細実線で示すように、時点t1で、逸脱回避制御を開始した後、後輪が路面摩擦係数の低い場所を通過すると、実ヨー角加速度ddφrが大きく変化する場合がある。
しかしながら、図5(b)に太実線m1で示すように、時点t1で逸脱回避制御が開始され、自車両にヨーモーメントに応じたヨー角加速度ddφrが生じるが、水たまりを通過することで想定以上の車両挙動変動が生じ、実ヨー角加速度ddφrがヨー角加速度推定値ddφe以上となると、実ヨー角加速度ddφrとヨー角加速度推定値ddφeとの差がオフセット量Δddφ以上となった時点t2で目標ヨーモーメント基準値Ms0の抑制が開始される。
このため、時点t2以後、車両挙動変動が抑制されることになり、実ヨー角加速度ddφrが抑制されることになる。したがって、後輪が水たまり等の低摩擦係数路面を走行している場合の急な車両挙動変動を速やかに抑制することができる。
したがって、逸脱回避制御により逸脱を回避しつつ、車両挙動変動、すなわちヨー角加速度が大きくなりすぎることを回避し、運転者に違和感を与えることを回避することができる。
また、このとき、実際に発生させる目標ヨーモーメントMsから、これにより生じると予測されるヨー角加速度推定値ddφeを推測し、この推測値と、実際に生じたヨー角加速度ddφrとを比較することで制御量を補正する必要があるかどうかを判断するようにしているから、制御量の補正の必要性の有無を的確に判断することができる。また、このように、実際のヨー角加速度ddφrをもとに判断するようにしているから、上述のように、道路状況に起因する車両挙動変動だけでなく、例えば、ブレーキパッドの摩擦係数μの変化等といった自車両の一時的或いは定常的な特性の変化に起因する車両挙動変動をも含んで制御量の補正の必要性の有無を判断することができる。また、実ヨー角加速度ddφrやヨー角加速度推定値ddφeは、比較的検出しやすいことから、これらを自車両の車両挙動変動を表す値として用いることによって、その分、自車両の車両挙動変動の検出に要する処理負荷を軽減することができる。
また、このとき、オフセット量Δddφは、走行速度Vに応じて設定するようにしている。ここで、自車両の走行速度Vが比較的低速である場合に比較して、自車両が高速で走行しているときの方が、車両挙動変動に対して運転者は敏感になる。上記実施の形態においては、オフセット量Δddφを図3の制御マップに示すように、走行速度Vが大きいときほど小さくなるように設定し、すなわち、ステップS10の処理で、実ヨー角加速度ddφrとヨー角加速度推定値ddφeとの差がオフセット量Δddφ以上となり易くなり、制御量の補正を行う必要があると判断されやすくなるようにオフセット量Δddφを設定している。
したがって、高速走行しているときほど、制御量の補正を行うタイミングが早まる傾向となり、車両挙動変動がより小さい時点でこの車両挙動変動を抑制するように目標ヨーモーメント基準値Ms0が抑制されるから、車両挙動変動に対して運転者が敏感な高速走行している場合であっても的確なタイミングで制御量の補正を行うことができる。逆に、運転者が車両挙動変動にそれほど敏感ではない低速走行をしているときには、制御量を抑制するタイミングを遅らせることで、できるだけ長い期間十分なヨーモーメントを発生させて十分な逸脱回避を図ることができる。
また、このようにオフセット量Δddφを設けるようにしているから、ヨー角加速度推定値ddφeと実ヨー角角速度ddφrとの微小な変動によって、制御量の補正の必要性の有無の判断結果が変化することを回避することができる。
また、上記第1の実施の形態においては、各車輪の制動力及び駆動力を個別に制御可能に構成し、単に逸脱方向にヨーモーメントを発生させるだけでなく、逸脱量に応じたヨーモーメント量を算出し、このヨーモーメントを発生するように各車輪の制動力及び駆動力を制御するように構成しているから、車線からの逸脱を回避するために必要な適当なヨーモーメントを算出して作用させることができる。よって的確なヨーモーメントを作用させることができ、車線からの逸脱を的確に回避することができる。また、このとき、直接車両に発生させることの可能な制動力及び駆動力を制御することでヨーモーメントを発生させるようにしているから、より正確にヨーモーメントの制御を行うことができる。また、各車輪の制動力及び駆動力を運転者の運転操作とは独立に制御できるように構成しているから、運転者により運転操作に関わらず、所望のヨーモーメントを発生させることができる。
また、上述のように、ステップS7の処理で逸脱判断を行う際に、自車両の将来の走行車線からの逸脱量を推定逸脱値Xsとして予測し、これに基づいて逸脱判断を行うようにしているから、将来予測される逸脱状況に応じて前以って自車両の逸脱回避を図ることができる。
なお、上記第1の実施の形態においては、実際に発生させる目標ヨーモーメントMsから、これにより生じると予測されるヨー角加速度推定値ddφeを推測し、この推測値と、実際に生じたヨー角加速度ddφrとを比較することで制御量を補正する必要があるかどうかを判断するようにした場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、実際に車両の生じたヨーモーメントを検出し、この実際のヨーモーメントと目標ヨーモーメントMsとを比較することで制御量の補正する必要があるか否かの判断を行うようにいてもよく、また、ヨーレートに基づいて推測するようにしてもよく、要は、逸脱回避制御を行うことにより自車両に生じる、車両挙動変動の度合を検出することができればどのような値であっても適用することができる。
また、上記第1の実施の形態においては、オフセット量Δddφを走行速度Vに応じて変更するようにした場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、予め設定した一定値をオフセット量Δddφとして設定することで、想定した車両挙動変動と同等程度の車両挙動が生じるように補正を行うようにしてもよい。この場合、オフセット量Δddφを設けることで、ヨー角加速度推定値ddφeと実ヨー角角速度ddφrとの微小な変動によって、制御量の補正の必要性の有無の判断結果が変化することを回避することができる。
また、前記オフセット量Δddφを、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量、操舵角等といった、運転者の運転操作に伴う操作量に応じて設定するようにしてもよい。つまり、加速操作中や減速操作中、また、操舵操作中といった、運転者が運転操作を行っているときには、その操作量が大きいときほど、運転者が目的を持って運転操作を行っているとみなすことができ、逸脱状態であることを運転者が認識している可能性が高い。
したがって、例えば図6に示すように、運転者の運転操作量が大きく、運転者が逸脱状態であることを認識している可能性が高いときには、オフセット量Δddφがより小さな値となるように設定し、制御量を補正するタイミングを早めることによって、ヨーモーメントが作用することにより運転者の運転操作による車両挙動変動が妨げられることを回避し、不要なヨーモーメントの発生を抑制することができる。逆に、運転者の運転操作量が小さく、運転者が逸脱傾向にあることを認識している可能性が小さいときにはオフセット量Δddφを比較的大きな値に設定して、制御量を補正するタイミングを遅らせることで、十分なヨーモーメントを発生させ十分な逸脱回避を図ることができる。なお、図6において、横軸は運転者の運転操作量、縦軸はオフセット量Δddφである。
また、前記オフセット量Δddφを、自車両の旋回状態に応じて設定するようにしてもよい。つまり、急旋回しているときほど、運転者は車両挙動変動に対して敏感になる。したがって、例えば図7に示すように、旋回状態として、横加速度、或いはヨーレート等を検出し、旋回状態が大きく、運転者が車両挙動変動に対して敏感になるときほど、オフセット量Δddφがより小さな値となるように設定し、制御量を補正するタイミングを早めることで、ヨーモーメントが作用することにより大きな車両挙動変動が発生し、運転者に違和感を与えることを回避することができる。逆に、旋回状態が小さく、運転者が車両挙動変動に対してそれほど敏感ではないときには、オフセット量Δddφを比較的大きな値に設定し、制御量を補正するタイミングを遅らせることで、十分なヨーモーメントを発生させ十分な逸脱回避を図ることができる。なお、図7において横軸は、横加速度の絶対値、ヨーレートの絶対値といった旋回度合、縦軸はオフセット量Δddφである。
また、前記オフセット量Δddφを、道路勾配、カントといった道路状態に応じて設定するようにしてもよい。つまり、道路勾配が大きいとき、或いはカントが大きいときには、その傾斜方向と自車両の逸脱方向とによっては、ヨーモーメントを作用させることに伴う車両挙動変動が生じ易い場合がある。
したがって、例えば図8に示すように、道路状況と自車両の逸脱方向とから自車両の車両挙動変動が生じやすい状況にあるときには、路面勾配や路面カントといった道路状態が、車両挙動変動が生じ易い状態にあるときほど、オフセット量Δddφがより小さな値となるように、オフセット量Δddφを設定し、制御量を補正するタイミングを早めることで、目標とする車両挙動変動と実際の車両挙動変動との差が大きいときほど、制御量を補正するタイミングを早めることによって、より早い段階で、想定以上の車両挙動変動が生じることを回避することができる。なお、図8において、横軸は道路勾配、カントといった道路状態、縦軸はオフセット量Δddφである。
なお、前記道路状態は、例えば、逸脱回避制御が作動するまでの走行状態から公知の手順で推定すればよい。この場合には、逸脱回避制御が作動している間は、オフセット量Δddφは一定値に維持されることになる。また、前記道路状態は、例えば、ナビゲーション装置やインフラ設備との間で路車間通信を行うこと等によって獲得するようにしてもよい。
また、前記オフセット量Δddφを、走行路面の路面摩擦係数に応じて設定するようにしてもよい。つまり、路面摩擦係数が小さく、通常の状態(ドライ)とは異なるときほど車両挙動変動が生じやすい。したがって、例えば図9に示すように、路面摩擦係数が小さく、路面摩擦係数が大きなドライ路面を走行している場合に比較して、車両挙動変動が生じ易いときほど、オフセット量Δddφがより小さな値となるように、オフセット量Δddφを設定し、制御量を補正するタイミングを早めることで、路面摩擦係数が小さいことに起因して想定以上の車両挙動変動が生じることを抑制し運転者に違和感を与えることを回避することができる。なお、図9において横軸は路面摩擦係数、縦軸はオフセット量Δddφである。
なお、前記路面摩擦係数は、逸脱回避制御が作動するまでの走行状態或いは走行中に公知の手順で推定すればよい。逸脱回避制御が作動するまでの走行状態に基づいて推定する場合には、逸脱回避制御が作動している間は、オフセット量Δddφは一定値に維持されることになる。
また、前記オフセット量Δddφを、走行速度や、運転者の運転操作量等一つの条件に基づいて設定するのではなく、複数の条件を考慮してオフセット量Δddφを設定するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、道路状態や車両の特性変化等に起因して、自車両の車両挙動変動が想定した車両挙動変動よりも大きい場合について説明したが、自車両の車両挙動変動が想定した車両挙動変動が小さい場合に、想定した車両挙動変動が生じるように、目標ヨーモーメント基準値Ms0を補正することも可能である。この場合には、例えば、実際の車両挙動変動が予測される車両挙動変動よりも小さく、その差がオフセット量以上であるときに、制御量の補正を行う必要があると判断して、実際の車両挙動変動と予測される車両挙動変動との差分に応じて、車両挙動変動がより大きくなるような補正ゲインGhを算出し、これを用いて目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出するようにすればよい。
この場合、前記オフセット量は、例えば一定値にしてもよく、また、例えば、道路勾配、カントといった道路状態に応じて設定するようにしてもよい。つまり、道路勾配が大きいとき、或いはカントが大きいときには、その傾斜方向と、自車両の逸脱方向とによっては、ヨーモーメントを作用させたとしても車両挙動変動が生じにくい場合がある。したがって、例えば前記図8に示すように、道路勾配やカントといった道路状態が、平坦路とは異なり車両挙動変動が生じにくい状態にあるときほど、オフセット量Δddφがより小さな値となるように、オフセット量Δddφを設定し、制御量を補正するタイミングを早めることで、目標とする車両挙動変動と実際の車両挙動変動との差が大きいときほど、制御量を補正するタイミングを早めることによって、より早い段階で、想定した車両挙動変動が生じず、車両挙動変動不足となることを回避することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
この第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態において、コントロールユニット8で実行される演算処理の処理手順が異なること以外は同様であるので、同一部の詳細な説明は省略する。
図10は、第2の実施の形態において、コントロールユニット8で実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図10において、ステップS1からステップS3の処理は、上記第1の実施の形態における図2のステップS1からステップS3の処理と同様であって、各種データを読み込み(ステップS1)、車体速度Vを算出し(ステップS2)、逸脱推定値Xsを算出した後(ステップS3)、ステップS4aに移行し、オフセット量Δddφを算出する。このオフセット量Δddφは、上記第1の実施の形態と同様に、車両挙動変動が想定以上であるか否かを判断するために用いる。
この第2の実施の形態においては、オフセット量Δddφを、逸脱回避制御によって制動力及び駆動力が制御される、制御対象の車輪のスリップ状態に応じて設定する。具体的には、後輪側の制御輪のスリップ率に応じて、例えば、図11に示す制御マップから設定する。
この図11において、横軸は後輪の制御輪のスリップ率、縦軸はオフセット量Δddφである。つまり、逸脱回避制御により制御されている後輪のスリップ率が大きいときには、今後の車両挙動変動が、逸脱回避制御で想定している車両挙動変動よりも大きくなる可能性が高いと予測されることから、スリップ率が大きいときほどオフセット量Δddφを小さな値に設定し、制御量を補正するタイミングを早めることで、より早い時点で想定以上の車両挙動変動が発生することを回避し、運転者に違和感を与えることを回避することができる。逆に、スリップ率が小さいときには、想定している車両挙動変動と同等程度の車両挙動変動が生じると予測されることから、制御量を補正するタイミングを遅らせることで、十分なヨーモーメントを作用させ、十分な逸脱回避を図ることができる。
なお、前記スリップ率は、自車両の走行速度Vと、後ろ制御輪の車輪速度とから公知の手順で算出すればよい。
このようにして、オフセット量Δddφを設定したならば、ステップS5に移行し、以後、ステップS9まで、上記第1の実施の形態における図2のステップS5からステップS9の処理と同様に処理を行い、運転者の意図判断(ステップS5)、警報判断(ステップS6)、逸脱判断(ステップS7)、制御作動開始判断(ステップS8)を行い、目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出した後(ステップS9)、ステップS10aに移行する。
このステップS10aでは、逸脱回避制御を中断するか否かの判断を行う。具体的には、上記第1の実施の形態において図2のステップS10の処理で制御量補正判断フラグFhを設定した場合と同様の手順で判断する。すなわち、前記(3)式から算出したヨー角加速度推定値ddφeと、実際に発生している実ヨー角加速度ddφrとを比較し、前記(4)式を満足するか否かに応じて、逸脱回避制御を中断するか否かを判断する。なお、式(4)中のオフセット量Δddφは、ステップS4aで設定した、後ろ制御輪のスリップ率に応じたオフセット量Δddφを用いる。
つまり、逸脱判断フラグがFLD≠0である場合には、上記(4)式を満足し、すなわち、想定以上の車両挙動変動が生じていると判断される場合には、逸脱回避制御を中断すると判断し、制御中断判断フラグFsを“1”に設定する。また、前回の処理実行時に制御中断フラグFsが“1”に設定されているときには、制御中断フラグFsを引き続き“1”に設定する。また、前記逸脱判断フラグがFLD≠0、且つ、前回処理実行時の制御中断判断フラグがFs=0であり、且つ前記(4)式を満足しないときには、実際の車両挙動変動は、想定した車両挙動変動の範囲内であると判断し、逸脱回避制御を中断する必要はないと判断し、制御中断判断フラグFsを“0”に設定する。
そして、逸脱判断フラグFLDが“0”である場合には、制御中断判断フラグFsを“0”に設定する。つまり、制御中断判断フラグFsは、一旦“1”に設定されたならば、逸脱判断フラグFLDが“0”となり自車両が逸脱傾向から復帰するまでの間、“1”に設定される。
このようにして逸脱回避制御の中断判断を行ったならば、ステップS11aに移行し、逸脱回避制御の中断判断の判断結果に応じて、制御量を補正し目標ヨーモーメントMsを算出する。すなわち、制御中断判断フラグFsが“0”であって、逸脱回避制御を中断する必要がないと判断されるときには、ステップS9で算出された目標ヨーモーメント基準値Ms0をそのまま目標ヨーモーメントMsとして設定する。一方、制御中断判断フラグFsが“1”であって、逸脱回避制御を中断する必要があると判断されるときには、制御中断判断フラグFsが“0”から“1”に変化したときの目標ヨーモーメントMsの値を初期値とし、この初期値から予め設定した減少量ΔMsずつ零まで減少する値を、目標ヨーモーメントMsとして設定する。なお、このとき、目標ヨーモーメントMsが零となるまでの間に、自車両が逸脱傾向から復帰したとしても逸脱判断フラグFLDは“1”を維持するようにし、目標ヨーモーメントMsが零となったときに逸脱判断フラグFLDを“0”に設定する。
このようにして、目標ヨーモーメントMsを算出したならば、ステップS12に移行し、以後、上記第1の実施の形態における図2のステップS12以後の処理と同様に、各車輪に対する目標制動流体圧を算出し、駆動輪に対する目標駆動力を算出し(ステップS13)、これら目標制動流体圧及び目標駆動力を達成し得る制御信号を駆動トルクコントロールユニット12及び制動流体圧制御回路7に向けて出力する。
以上の処理によって図10に示す演算処理が終了する。そして、一連の演算処理が終了したならば、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
つまり、この第2の実施の形態においては、逸脱回避制御により発生した実際の車両挙動変動が、逸脱回避制御において想定している車両挙動変動よりも大きく、その差がオフセット量Δddφよりも大きいときには、逸脱回避制御を中断する必要があると判断し、この時点で、ヨーモーメントの発生を終了する。したがって、想定した車両挙動変動よりも大きな車両挙動変動が生じている状態が継続することを回避し、運転者に与える違和感を速やかに取り除くことができる。また、このとき、逸脱回避制御を中断する場合には、目標ヨーモーメントMsを徐々に減少させるようにしているから、ヨーモーメントが急に作用しなくなることによって、かえって車両挙動変動が生じ、運転者に違和感を与えることを回避することができる。
例えば、図12(a)に示すように、自車両が一定の走行速度且つ一定の操舵角で低摩擦係数路面を走行している状態で、自車両が逸脱傾向にあると判断されて、図12(b)に示すように時点t11で逸脱回避制御が開始された場合、自車両に逸脱回避のためのヨーモーメントが作用することから、自車両に車両挙動変動が生じ、実ヨー角加速度ddφrが増加するが、この場合、自車両は低摩擦係数路面を走行しているから、想定した車両挙動変動以上の車両挙動変動が生じる場合がある。このように、想定した以上の車両挙動変動が生じた場合には、図12(b)に細実線で示すように、実ヨー角加速度ddφrが増加することになる。しかしながら、図12(b)に、太実線m11で示すように、実ヨー角加速度ddφrが逸脱回避制御によるヨー角加速度推定値ddφeよりも大きく、且つその差がオフセット量Δddφ以上となった時点t12で、目標ヨーモーメントMsは減少を開始し、やがて零になる。このため、自車両に作用するヨーモーメントが徐々に減少することから、自車両の車両挙動変動も徐々に小さくなり、やがて車両挙動変動が収まる。
したがって、低摩擦係数路面を走行している場合等には、想定以上の車両挙動変動が生じた場合、運転者は継続して大きな車両挙動変動が生じるのではないかと感じる場合があるが、このように、想定以上の車両挙動変動が生じた場合には、ヨーモーメントを発生させないようにし、車両挙動変動自体が発生しないようにしているから、運転者に車両挙動変動に対する不安感を与えることを速やかに回避することができる。
また、このとき、自車両のスリップ率を算出し、これに基づいてオフセット量Δddφを設定しているから、スリップ率から予測される今後の車両の動きを考慮してオフセット量Δddφを設定することができ、的確なタイミングで逸脱回避制御を中断させることができる。
また、一旦、逸脱回避制御を中断したならば、これ以後、自車両が逸脱傾向から復帰するまでの間は、逸脱回避制御を行わないようにしているから、一時的に車両挙動変動量が想定値と同等程度になった場合等に、逸脱回避制御によりヨーモーメントが発生されたり、発生されなかったりと自車両に作用するヨーモーメントが頻繁に変化することによりかえって自車両の車両挙動が不安定となることを回避することができる。
なお、この第2の実施の形態においては、自車両のスリップ率に応じてオフセット量Δddφを設定した場合について説明したが、これに限るものではなく、この第2の実施の形態においても、上記第1の実施の形態において説明したように、走行速度V(図3)や、運転者の運転操作量(図6)、自車両の旋回度合(図7)、道路状態(図8)、路面摩擦係数(図9)等に基づいて設定するようにしてもよく、また、これらを組み合わせて設定するようにしてもよい。
なお、上記この第2の実施の形態においても、上記第1の実施の形態で説明したように、同様の手順で自車両の車両挙動変動が想定した車両挙動変動が小さい場合に、想定した車両挙動変動が生じるように、目標ヨーモーメント基準値Ms0を補正することも可能である。
ここで、上記第1及び第2の実施の形態において、図2、図10のステップS1からステップS8の処理が逸脱判断手段に対応し、ステップS9及びステップS12からステップS14の処理が逸脱回避制御手段に対応し、ステップS10又はステップS10aの処理でヨー角加速度推定値ddφeを算出する処理が目標変動量検出手段に対応し、実ヨー角加速度ddφrを算出する処理が実変動量検出手段に対応し、ステップS10及びステップS11の処理又はステップS10a及びステップS11aの処理が制御量補正手段に対応している。また、図2、図10のステップS2の処理で走行速度Vを算出する処理が走行状態検出手段に対応し、ステップS4又はステップS4aの処理がしきい値設定手段に対応し、カメラコントローラ14が走行車線検出手段及び走行状態検出手段に対応し、ステップS3の処理が逸脱推定値算出手段に対応している。また、図2、図10のステップS12及びステップS13の処理が制駆動力制御量算出手段に対応し、駆動トルクコントローラ12及び制動流体圧制御回路7が制駆動力配分調整手段に対応し、制動流体圧制御回路7が制動力制御手段に対応している。
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
この第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態において、コントロールユニット8で実行される演算処理の処理手順が異なること以外は同様であるので、同一部の詳細な説明は省略する。
図13は、第3の実施の形態において、コントロールユニット8で実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図13において、ステップS11からステップS13の処理は、上記第1の実施の形態における図2のステップS1からステップS3の処理と同様であって、各種データを読み込み(ステップS11)、車体速度Vを算出し(ステップS12)、逸脱推定値Xsを算出した後(ステップS13)、ステップS14に移行し、制御履歴に基づく学習補正ゲインを設定する。
具体的には、逸脱判断フラグがFLD=0であって逸脱傾向にないと判断されるときには、現時点以前に逸脱回避制御が作動したときの、制御量を補正するための補正ゲインとして設定された補正ゲインGhの最小値をもとに、過去複数回における逸脱回避制御作動時の補正ゲインGhの最小値の平均値を算出し、これを学習補正ゲインGhaとする。ここでは、例えば、前回逸脱回避制御が作動したときの補正ゲインの最小値Ghm1、2回前に逸脱回避制御が作動したときの補正ゲインの最小値Ghm2及び3回前に逸脱回避制御が作動したときの補正ゲインの最小値Ghm3をもとに、過去3回における補正ゲインの最小値の平均値を算出する。なお、制御量の補正が行われなかった場合には補正ゲインGhは“1”としてその平均値を算出する。
なお、過去の逸脱回避制御で実行された補正ゲインGhの最小値は、後述のように予め所定の領域に記憶しておく。
また、ここでは、過去3回の逸脱回避制御で設定された補正ゲインの最小値Ghmに基づいて学習補正ゲインGhaを設定するようにした場合について説明したが、3回に限るものではなく、任意回数の補正ゲインの最小値の平均値から学習補正ゲインGhaを設定してもよい。また、時間的な制限を設け、所定時間以上が経過した場合には、補正ゲインの最小値を“1”として平均値を求めるようにしてもよい。つまり、例えば3回前の逸脱回避制御が、1時間以上前に実行されている場合には、3回前の逸脱回避制御における補正ゲインの最小値を“1”として算出するようにしてもよい。また、過去所定時間内に実行された逸脱回避制御における補正ゲインの最小値を全て用いて学習補正ゲインGhaを算出するようにしてもよい。
また、これらの補正ゲインの最小値の過去の履歴は、イグニッションスイッチがオンとなった時点で全て“1”にリセットするようにしてもよい。このように、時間的な制限を設けることで、現在の走行環境とは異なる環境において設定された補正ゲインの最小値を用いて、学習補正ゲインGhaが設定されることを回避することができ、より現在の走行環境に則した学習補正ゲインGhaを算出することができる。
一方、逸脱判断フラグがFLD≠0であって、逸脱傾向にあると判断された場合には、前回のサンプリング周期において設定された学習補正ゲインGhaを、今回の学習補正ゲインGhaとして設定し前回値を維持する。
つまり、逸脱判断フラグがFLD=0であって、逸脱回避制御によりヨーモーメントが発生されない間は、過去の補正ゲインGhの最小値に基づいて学習補正ゲインGhaを算出する。そして、逸脱判断フラグがFLD≠0となり逸脱回避制御によりヨーモーメントの発生が開始された場合には、学習補正ゲインGhaは前回値を保持する。
このようにして学習補正ゲインGhaを設定したならば、ステップS15に移行する。このステップS15からステップS19の処理は、上記第1の実施の形態における図2のステップS4からステップS8の処理と同様である。つまり、車両挙動変動が想定以上であるか否かを判断するためのオフセット量Δddφを走行速度Vに基づいて算出し(ステップS15)、運転者に車線変更の意志があるか否かといった運転者の意図判断(ステップS16)、警報を発するかどうかといった警報判断(ステップS17)、逸脱する傾向にあるかどうかの逸脱判断(ステップS18)、制御作動開始判断(ステップS19)を行う。そして、ステップS20に移行する。
このステップS20では、車両に発生させる目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出する。この第3の実施の形態においては、逸脱判断フラグがFLD≠0であって自車両が逸脱傾向にあり、且つ逸脱回避制御禁止フラグFcanが“OFF”のとき、次式(15)にしたがって、目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出する。
Ms0=−Gha×K1×K2×(Xs−Xc) ……(15)
なお、式(15)中のK1は車両諸元によって定まる定数である。また、K2は、自車両の走行速度Vに応じて設定される比例係数であって、例えば前記図4に示すように設定される。
このようにして、目標ヨーモーメント基準値Ms0を算出したならば、ステップS21に移行し、上記第1の実施の形態における図2のステップS10及びステップS11の処理と同様にして、制御量を補正するか否かを判断し、補正ゲインGhに基づいて、ステップS20で算出した目標ヨーモーメント基準値Ms0の補正を行って目標ヨーモーメントMsを算出した後(ステップS22)、ステップS23に移行し、次回の逸脱回避制御における学習補正ゲインGhaの算出用に、補正ゲインの最小値Ghmの更新を行う。
具体的には、逸脱判断フラグがFLD=0の状態から、FLD≠0となったときには、過去の補正ゲイン最小値Ghm2及びGhm1を新たにGhm3及びGhm2として更新すると共に、前回の補正ゲイン最小値Ghm1として、ステップS22で算出した補正ゲインGhを設定する。なお、実際には、逸脱回避制御の開始直後であり、ヨー角加速度の発生遅れが生じることから、前回の補正ゲイン最小値Ghm1として“1”が設定されることになる。
一方、逸脱判断フラグがFLD≠0の状態を維持しており前回に引き続き逸脱状態である場合には、今回のステップS22の処理で算出された補正ゲインGhと、補正ゲイン最小値Ghm1として設定されている値とを比較し、何れか小さい方を、今回の補正ゲイン最小値Ghm1として設定する。つまり、逸脱回避制御が作動している間は、サンプリング周期毎に算出される補正ゲインGhの最小値が補正ゲイン最小値Ghm1として設定される。
また、逸脱判断フラグがFLD=0の場合には、全ての補正ゲインGhm1、Ghm2、Ghm3は、その前回値を保持する。
このようにして、補正ゲインの最小値の更新を行ったならばステップS24に移行し、以後、上記第1の実施の形態における図2のステップS12からステップS14の処理と同様にして、各車輪に対する目標制動流体圧を算出し、駆動輪に対する目標駆動力を算出し(ステップS25)、これら目標制動流体圧及び目標駆動力を達成し得る制御信号を駆動トルクコントロールユニット12及び制動流体圧制御回路7に向けて出力する(ステップS26)。
以上の処理によって図13に示す演算処理が終了する。そして、一連の演算処理が終了したならば、タイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
つまり、この第3の実施の形態においては、自車両が逸脱傾向にあることが検出されたときに、過去の逸脱回避制御作動時に設定された補正ゲインの最小値Ghm1〜Ghm3に基づいて、学習補正ゲインGhmが算出され、この学習補正ゲインGhmに応じて予め補正された目標ヨーモーメント基準値Ms0が算出される。そして、この予め過去の補正ゲインに基づいて補正された目標ヨーモーメント基準値Ms0に対し、さらに、実際の車両挙動変動に応じて補正が行われた目標ヨーモーメントMs相当のヨーモーメントが発生される。つまり、逸脱回避制御の作動開始時点から、学習補正ゲインGhmによって既に補正された目標ヨーモーメント基準値Ms0に応じたヨーモーメントが発生されることから、想定以上の車両挙動変動が発生すること自体が抑制されることになる。
したがって、例えば、図14に示すように、自車両が、一定の走行速度且つ一定の操舵角で低摩擦係数路面に進入し、その後頻繁に自車両が逸脱傾向となった場合等には、1回目に逸脱傾向となったことにより逸脱回避制御が作動すると、この1回目の時点では、これまで比較的高摩擦係数路面を走行しており、高摩擦係数路面を走行しているときに逸脱回避制御により算出した補正ゲインか、或いは逸脱回避制御が所定時間以上実行されていない場合には“1”が、補正ゲインの最小値として設定されている。
このため、この1回目の時点で算出される学習補正ゲインGhaは、比較的大きな値に設定される。よって、低摩擦係数路面を走行していることから、目標ヨーモーメントMs相当のヨーモーメントが発生された場合、場合によっては、制御開始初期の段階で自車両の車両挙動変動は想定した車両挙動変動と同等又はそれよりも大きくなる場合があるが、その後、上記第1の実施の形態と同様の手順で、補正ゲインGhが逐次算出され、この補正ゲインGhにより目標ヨーモーメントMsが補正されることから、徐々に、車両挙動変動が収まり、想定以上の車両挙動変動が生じることが抑制されることになる。
そして、この逸脱回避制御の1作動中に算出されていた補正ゲインGhの最小値が、補正ゲインの最小値Ghm1として記憶される。
次に、2回目に逸脱傾向となったときには、この時点では、1回目の逸脱回避制御の1作動期間中に逐次算出された補正ゲインの最小値Ghm1と、その前の回における補正ゲインの最小値Ghm2及び前々回における補正ゲインの最小値Ghm3に基づいて学習補正ゲインGhaが算出される。
ここで、前回逸脱傾向となったとき、低摩擦係数路面を走行していたことから、補正ゲインの最小値Ghm1は、“1”よりも小さな値に設定されている。
したがって、この補正ゲインの最小値Ghm1を用いて算出される学習補正ゲインGhaは、前回の学習補正ゲインGhaよりも小さな値に設定されることから、2回目に算出される学習補正ゲインGhaに基づいて算出された目標ヨーモーメントMs相当のヨーモーメントが作用した場合、制御初期の段階で生じる車両挙動変動は、1回目に比較してより小さくなり、想定した車両挙動変動により近くなる。そして、これ以後は、上記第1の実施の形態と同様の手順で、補正ゲインGhが逐次算出され、この補正ゲインGhにより目標ヨーモーメントMsが補正されることから、仮に、想定以上の車両挙動変動が生じたとしても、徐々に、車両挙動変動が収まり、想定以上の車両挙動変動が生じることが抑制されることになる。
そして、この逸脱回避制御の1作動中に算出されていた補正ゲインGhの最小値が、補正ゲインの最小値として記憶される。
そして、3回目に自車両が逸脱傾向となった場合、この場合には、1回目に算出された補正ゲインの最小値と、2回目に算出された補正ゲインの最小値とに基づいて、学習補正ゲインGhaが算出されるため、算出される学習補正ゲインGhaは、前回よりも、より小さな値に設定され、実際の車両挙動変動が想定した車両挙動変動と同等程度となり得る補正ゲインにより近づく。このため、3回目に算出された学習補正ゲインGhaに基づいて算出した目標ヨーモーメントMs相当のヨーモーメントを発生させた場合、自車両の車両挙動変動は、逸脱回避制御の初期の段階から、より小さくなり、想定した車両挙動変動により近づくことになる。
このように、この処理を繰り返し行うことによって、低摩擦係数路面に適した学習補正ゲインGhaが設定されることになる。したがって、逸脱傾向が頻繁に起こるとその回数が増加するにつれて、学習補正ゲインGhaが低摩擦係数路面での車両挙動変動を抑制し得る適切な値に設定されることになり、この学習補正ゲインGhaで予め補正した目標ヨーモーメント基準値Ms0相当の目標ヨーモーメントMsを発生させることにより、逸脱回避制御の作動開始時点からその車両挙動変動が想定した車両挙動変動となり得る目標ヨーモーメントMsが算出されることになって、逸脱回避制御の初期段階から適正な逸脱回避制御を行うことができる。したがって、逸脱回避制御による制御効果を維持しつつ、運転者に違和感を与えることを回避することができる。
つまり、繰り返し逸脱回避制御が作動する状況で、且つ逸脱回避制御時に制御量の補正が行われている場合には、想定以上の車両挙動変動が生じる原因が、一時的なものではなく、定常的なものであると判断することができるため、次に、逸脱回避制御を行う場合には、これを考慮して制御量を予め小さくして制御することにより、車両挙動をより安定させることができる。
特に、低摩擦係数路面が続く場合等には、逸脱回避制御の開始時点から補正ゲインをより小さな値に設定しておくことにより、制御開始の時点からヨーモーメントの補正を行うことができ、想定以上の車両挙動変動が生じることを的確に抑制することができ安全性をより向上させることができる。
また、例えば、ブレーキパッドの摩擦係数の変化等、車両特性の変化により、想定した以上の車両挙動変動が生じる傾向にある場合には、過去の補正ゲインの最小値から学習した学習補正ゲインGhaを用いることにより、前以って、車両特性の変化分を考慮したヨーモーメントが作用されることになって、逸脱回避制御の初期の段階から的確なヨーモーメントを発生させることができる。
また、この場合、過去3回における補正ゲインの最小値の平均を用いて学習補正ゲインGhaを算出するようにしているから、車両挙動変動が想定以上となる原因が一時的なものである場合であっても、一時的な補正ゲインが学習補正ゲインGaの値を決定する割合は小さい。したがって、例えば前回一時的な車両挙動変動が生じている場合であっても、学習補正ゲインGaが必要以上に小さな値に設定されることを回避することができる。
なお、この第3の実施の形態においては、自車両の走行速度Vに応じてオフセット量Δddφを設定する場合について説明したが、この場合も上記第1の実施の形態において説明したように、運転者の運転操作量(図6)、自車両の旋回度合(図7)、道路状態(図8)、路面摩擦係数(図9)、また、上記第2の実施の形態において説明したように、スリップ率(図11)等に基づいて設定するようにしてもよく、また、これらを組み合わせて設定するようにしてもよい。
ここで、上記第3の実施の形態において、図13のステップS11からステップS19の処理が逸脱判断手段に対応し、ステップS20及びステップS24からステップS26の処理が逸脱回避制御手段に対応し、ステップS21の処理でヨー角加速度推定値ddφeを算出する処理が目標変動量検出手段に対応し、実ヨー角加速度ddφrを算出する処理が実変動量検出手段に対応し、ステップS21及びステップS22の処理が制御量補正手段に対応している。また、図13のステップS14及びステップS20の処理が事前補正手段に対応し、ステップS12の処理で走行速度Vを算出する処理が走行状態検出手段に対応し、ステップS15の処理がしきい値設定手段に対応し、カメラコントローラ14が走行車線検出手段及び走行状態検出手段に対応し、ステップS13の処理が逸脱推定値算出手段に対応している。また、図13のステップS24及びステップS25の処理が制駆動力制御量算出手段に対応し、駆動トルクコントローラ12及び制動流体圧制御回路7が制駆動力配分調整手段に対応し、制動流体圧制御回路7が制動力制御手段に対応している。
本発明における車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。 図1のコントロールユニットで実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図2の演算処理で用いられる、オフセット量設定用の制御マップの一例である。 図2の演算処理で用いられる制御マップの一例である。 第1の実施の形態の動作説明に供する説明図である。 オフセット量設定用の制御マップのその他の例である。 オフセット量設定用の制御マップのその他の例である。 オフセット量設定用の制御マップのその他の例である。 オフセット量設定用の制御マップのその他の例である。 第2の実施の形態においてコントロールユニットで実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図10の演算処理で用いる、オフセット量設定用の制御マップの一例である。 第2の実施の形態の動作説明に供する説明図である。 第3の実施の形態においてコントロールユニットで実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 第3の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
符号の説明
5FL〜5RR 車輪
6FL〜6RR ホイールシリンダ
7 制動流体圧制御回路
8 コントロールユニット
9 エンジン
12 駆動トルクコントロールユニット
13 単眼カメラ
14 カメラコントローラ
15 加速度センサ
16 ヨーレートセンサ
17 マスタシリンダ圧センサ
18 アクセル開度センサ
19 操舵角センサ
20 方向指示スイッチ
22FL〜22RR 車輪速度センサ

Claims (18)

  1. 自車両が走行車線から逸脱する傾向にあるかどうかを判断する逸脱判断手段と、
    当該逸脱判断手段で自車両が逸脱傾向にあると判断されるとき、この逸脱を回避するように逸脱回避制御を行う逸脱回避制御手段と、を備えた車線逸脱防止装置において、
    前記逸脱回避制御手段による逸脱回避制御で目標とする自車両の車両挙動変動量を検出する目標変動量検出手段と、
    前記逸脱回避制御により実際に自車両に生じた実車両挙動変動量を検出する実変動量検出手段と、
    当該実変動量検出手段で検出される実車両挙動変動量と、前記目標変動量検出手段で検出した目標車両挙動変動量とに差が生じるとき、前記逸脱回避制御における制御量を補正する制御量補正手段と、を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置。
  2. 前記制御量補正手段は、前記実車両挙動変動量が、前記目標車両挙動変動量よりも大きいとき、前記制御量を、減少方向に補正することを特徴とする請求項1記載の車線逸脱防止装置。
  3. 前記制御量補正手段は、前記実車両挙動変動量が、前記目標車両挙動変動量よりも大きいときには、前記制御量を、前記逸脱回避制御を中断し得る値に補正することを特徴とする請求項2記載の車線逸脱防止装置。
  4. 前記制御量補正手段は、前記実車両挙動変動量が、前記目標車両挙動変動量よりも大きく且つ、その差が予め設定したしきい値よりも大きいとき、前記制御量を補正することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  5. 自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
    当該走行状態検出手段で検出した自車両の走行状態に応じて前記しきい値を設定するしきい値設定手段と、を備えることを特徴とする請求項4記載の車線逸脱防止装置。
  6. 前記走行状態検出手段は、自車両の走行速度を検出し、
    前記しきい値設定手段は、前記走行速度が大きいときほど前記しきい値が小さくなるように、前記しきい値を設定することを特徴とする請求項5記載の車線逸脱防止装置。
  7. 前記走行状態検出手段は、運転者の運転操作量を検出し、
    前記しきい値設定手段は、前記運転操作量が大きいときほど前記しきい値が小さくなるように、前記しきい値を設定することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の車線逸脱防止装置。
  8. 前記走行状態検出手段は、自車両の旋回状態を検出し、
    前記しきい値設定手段は、前記旋回状態が急であるときほど前記しきい値が小さくなるように、前記しきい値を設定することを特徴とする請求項5から請求項7の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  9. 前記走行状態検出手段は、自車両の走行路の傾斜状況を検出し、
    前記しきい値設定手段は、前記走行路の傾斜が大きいときほど前記しきい値が小さくなるように、前記しきい値を設定することを特徴とする請求項5から請求項8の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  10. 前記走行状態検出手段は、自車両の走行車線の路面摩擦係数を検出し、
    前記しきい値設定手段は、前記路面摩擦係数が小さいときほど前記しきい値が小さくなるように、前記しきい値を設定することを特徴とする請求項5から請求項9の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  11. 前記制御量補正手段により前記制御量を以前に補正したときの前記制御量の補正度合に基づいて、前記制御量を前以って補正する事前補正手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項10の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  12. 前記事前補正手段は、予め設定した過去の所定期間内における前記補正度合に基づいて、前記制御量を補正することを特徴とする請求項11記載の車線逸脱防止装置。
  13. 前記逸脱回避制御手段は、逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生し、
    前記目標変動量検出手段は、前記目標車両挙動変動量として前記逸脱回避制御手段で発生するヨーモーメントの目標値を検出し、
    前記実変動量検出手段は、実際に車両に生じたヨーモーメントを前記実車両挙動変動量として検出することを特徴とする請求項1から請求項12の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  14. 前記逸脱回避制御手段は、逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生し、
    前記目標変動量検出手段は、前記目標車両挙動変動量として、前記逸脱回避制御手段で発生するヨーモーメントの目標値に基づいて自車両に発生するヨー角変化の角加速度を推定し、
    前記実変動量検出手段は、実際に車両に生じたヨー角変化の角加速度を前記実車両挙動変動量として検出するようになっていることを特徴とする請求項1から請求項12の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  15. 走行車線を検出する走行車線検出手段と、
    自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
    前記走行車線検出手段で検出された走行車線及び前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から、自車両の走行速度、走行車線に対する自車両のヨー角、走行車線に対する横変位、自車両前方の走行車線の曲率の少なくとも一つ以上に基づいて、走行車線の所定位置からの将来の自車両の横変位を逸脱推定値として算出する逸脱推定値算出手段と、を備え、
    前記逸脱判断手段は、前記逸脱推定値算出手段で算出された逸脱推定値が所定値以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判断することを特徴とする請求項1から請求項14の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
  16. 前記逸脱回避制御手段は、
    前記逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判断されたときに、前記走行車線検出手段で検出された走行車線及び前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態に応じて前記走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように左右輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、
    当該制駆動力制御量算出手段で算出された左右輪の制駆動力制御量に応じて各車輪への制駆動力の配分を調整する制駆動力配分調整手段と、を備えることを特徴とする請求項15に記載の車線逸脱防止装置。
  17. 運転者の制動操作とは個別に各車輪の制動力を制御可能な制動力制御手段を備えることを特徴とする請求項16記載の車線逸脱防止装置。
  18. 自車両が走行車線から逸脱する傾向にあるとき、この逸脱を回避するように逸脱回避制御を行う車線逸脱防止方法において、
    前記逸脱回避制御で目標とする自車両の車両挙動変動量と、前記逸脱回避制御により実際に自車両に生じた車両挙動変動量とを比較し、
    実際の車両挙動変動量が、目標とする車両挙動変動量よりも大きいときには、前記逸脱回避制御における制御量を補正することを特徴とする車線逸脱防止方法。
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