JP2008290717A - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車線逸脱と判断されるときには、要求駆動力τmを走行抵抗力τr相当の駆動力に抑制してこれを目標駆動力τsとし、車線逸脱と判断される場合であっても要求駆動力τmが走行抵抗力τr相当の駆動力以下であるときには、要求駆動力τmを目標駆動力τsとする(ステップS25)。登坂路など走行抵抗力がある状況下で車線逸脱回避のための制動力を発生させると、ドライバは平坦路よりも減速感を感じるが、走行抵抗力τr相当分だけ要求駆動力τmを抑制するからその分、ドライバに与える減速感が減少し違和感を与えることを回避することができる。
【選択図】 図6
Description
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、走行抵抗が作用する状況下で車線逸脱防止制御に伴い制動力が生じた場合であっても、ドライバに違和感を与えることなく、車線逸脱防止を行うことの可能な車線逸脱防止装置を提供することを目的としている。
図1は、第1の参考実施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。
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、前述した車両状態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。
なお、このカメラコントローラ14は、レーンマーカ等を検出するための走行車線検出エリアを用いて走行車線検出を行い、その検出された走行車線に対して前記各データを算出する。走行車線の検出には、例えば特開平11−296660号公報に記載される手法を用いることができる。
また、運転席近傍には、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ドライバに警告するための、警告用のモニタ23が設けられている。このモニタ23には、音声やブザー音を発生するためのスピーカが内蔵され、表示情報及び音声情報によってドライバに警告を発するようになっている。
この演算処理では、まずステップS1で、前記各センサや各コントローラ、コントロールユニットからの各種データを読込む。具体的には、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φ、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δ、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θ、走行車線中央からの自車両の横変位X、走行車線の曲率β、また駆動トルクコントロールユニット12からの駆動トルクTwを読込む。
Xs=Tt×V×(θ+Tt×V×β)+X ……(1)
なお、式(1)において、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将来の推定横変位Xsとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位Xsが所定の横変位限界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。
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。
具体的には、推定横変位Xsと逸脱判断しきい値XcとがXs≧Xcである場合には左に逸脱すると判断し、逸脱判断フラグFLDを“ON”に設定する。また、Xs≦−Xcである場合には右に逸脱すると判断し、逸脱判断フラグFLDを“ON”に設定する。また、Xs≧Xc及びXs≦−Xcのいずれも満足しない場合には、逸脱していないと判断し逸脱判断フラグFLDを“OFF”に設定する。
Ms=−K1×K2×Kas×(Xs−Xc) ……(2)
Ms=−K1×K2×Kas×(Xs+Xc) ……(3)
なお、図4において、横軸はステップS4で算出された目標駆動力に相当する擬似アクセル開度As、縦軸は補正ゲインKasであって、アクセルペダル操作による駆動力と車線逸脱を回避するための制動力との干渉を回避するように設定される。
まず、前記ステップS1で読み込んだマスタシリンダ圧Pmに対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をPmRとしたとき、前記逸脱判断フラグがFLD“OFF”である場合には、前左右輪5FL、5FRのホイールシリンダ6FL、6FRへの目標制動流体圧PsFL、PsFRは共に、マスタシリンダ圧Pmとなり、後左右輪5RL、5RRのホイールシリンダ6RL、6RRへの目標制動流体圧PsRL、PsRRは共に後輪用マスタシリンダ圧PmRとなる。
ΔPsR=2×KbR×|Ms|/T ……(4)
ΔPsF=2×KbF×(|Ms|−Ms0)/T ……(5)
ΔPsR=2×KbR×Ms0/T ……(6)
なお、ここでは、前後輪をそれぞれ制御するようにした場合について説明したが、例えば前輪のみで制御するようにしてもよく、この場合には、例えば、ΔPsF=2×KbF×|Ms|/Tとすればよい。
PsFL=Pm
PsFR=Pm+ΔPsF
PsRL=PmR
PsRR=PmR+ΔPsR ……(7)
PsFL=Pm+ΔPsF
PsFR=Pm
PsRL=PmR+ΔPsR
PsRR=PmR ……(8)
次いで、ステップS8に移行して、前記ステップS6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。また、前記逸脱判断フラグFLDが“ON”である場合には、警告用のモニタ23を作動させ車線逸脱傾向にあることを通報する等の処理を行う。そして、メインプログラムに復帰する。
今、自車両が走行車線中央を走行している場合には、前記ステップS2で算出される推定横変位Xsが、Xs≧Xc及びXs≦−Xcのいずれも満足しないから、逸脱判断フラグFLDは“OFF”に設定される(ステップS3)。したがって、逸脱判断フラグFLDが“OFF”であるから目標ヨーモーメントはMs=0に設定され、逸脱回避用のヨーモーメントは発生されない。また、逸脱判断フラグFLDが“OFF”の場合には擬似アクセル開度Asとして、アクセルペダルの踏込み量に応じたアクセル開度Accが設定されることから、ドライバ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ことになり、このとき、前述のようにヨーモーメントは発生されないから、ドライバの運転操作に即した車両挙動となる。
そして、目標ヨーモーメントMsを発生させること、或いはドライバが操舵操作を行う等によって逸脱傾向から回復し、逸脱判断フラグFLDが“OFF”となると、擬似アクセル開度Asは、逐次読み込まれるアクセル開度Accと一致するように徐々に増加する。このため、逸脱判断フラグFLDが“OFF”となると、これに伴って目標ヨーモーメントMsが徐々に減少してやがて零となり、逆に、目標アクセルペダルの操作量に対して実際に発生する駆動力が徐々に回復しやがてアクセルペダルの操作量に応じた駆動力が発生される。
この第2の参考実施形態は、上記第1の参考実施形態において、車両状態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。
この第2の参考実施形態では、図5のフローチャートに示す手順で演算処理を行う。まず、ステップS11で、上述の図2のステップS1の処理と同様にして各種データを読み込むと共に、アクセル開度Accに応じたドライバ要求駆動力(以後、要求駆動力ともいう。)τmを算出する。
次いで、ステップS12に移行し、上記第1の参考実施形態と同様にして推定横変位Xsを算出し、次いで車線逸脱判断を行う(ステップS13)。
τc=K11×K12×|Xs−Xc| ……(9)
τc=K11×K12×|Xs+Xc| ……(10)
なお、式中のK11は、車両諸元によって定まる比例係数である。また、K12は車速に応じて変動する比例係数であって、例えば、車速が高くなるにしたがって小さくなるように設定される。
なお、τeは、この時点で期待することの可能なエンジンブレーキ力の絶対値であって、この時点におけるエンジンの運転状態、自動変速機、スロットル開度等に基づいて算出する。
τs=τm−τc ……(11)
τs=−τe ……(12)
τb=τc−(τm+τe) ……(13)
この場合も、上記第1の参考実施形態と同様に、前記ステップS11で読み込んだマスタシリンダ圧Pmに対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をPmRとしたとき、前記逸脱判断フラグFLDが“OFF”である場合には、前左右輪5FL、5FRのホイールシリンダ6FL、6FRへの目標制動流体圧PsFL、PsFRは共に、マスタシリンダ圧Pmとなり、後左右輪5RL、5RRのホイールシリンダ6RL、6RRへの目標制動流体圧PsRL、PsRRは共に後輪用マスタシリンダ圧PmRとなる。
PsFL=Pm+KbF×τb
PsFR=Pm+KbF×τb
PsRL=PmR+KbR×τb
PsRR=PmR+KbR×τb ……(14)
なお、ここでは、各車輪の目標制動流体圧Psとして目標制動力τbから換算される制動流体圧とマスタシリンダ圧Pmとの和と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、目標制動流体圧Psとマスタシリンダ圧Pmとのうちの何れか大きい方を選択するようにしてもよい。
次いで、ステップS18に移行して、前記ステップS16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。また、前記逸脱判断フラグFLDが“ON”である場合には、警告用のモニタ23を作動させる等の処理を行う。そして、メインプログラムに復帰する。
この第2の参考実施形態においては、車線逸脱傾向にない場合には、逸脱判断フラグFLDが“OFF”となるから、制駆動力反発力τcは零(ステップS14)、目標駆動力はτs=τm(ステップS15)、目標制動力はτb=0(ステップS16)に設定される。したがって、車線逸脱回避のための減速は行われず、また、アクセルペダルの操作量に応じた要求駆動力τmが発生されることになって、ドライバの操作に即した走行状態となる。
この第1の実施の形態は、上記第1の参考実施形態において、車両状態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っている。また、車両状態コントロールユニット8には、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と共に、駆動トルクコントロールユニット12で検出された、エンジントルクτa及びアクセル開度Accに応じた要求駆動力τmが出力されるようになっている。
図6において、ステップS21からステップS23の処理は、上記第1の参考実施形態における図2のステップS1からステップS3の処理と同様であって、前記駆動トルクコントロールユニット12からの駆動トルクTwと共にエンジントルクτa及びドライバ要求駆動力τmを含む各種データを読み込み(ステップS21)、推定横変位Xsを算出し(ステップS22)、推定横変位Xsと逸脱判断しきい値Xcとを比較して逸脱判断を行う(ステップS23)。
τh=τa×Kg ……(15)
なお、式(15)中のKgは、エンジントルクτaを、駆動軸での駆動力に換算するための係数であって、車両諸元によって定まる総ギヤ比である。
次に、走行速度Vを用いて、次式(16)から、車両に発生している実駆動力τvを算出する。
τv=(dV/dt)×Kt ……(16)
なお、式(16)中のKtは、加速度を駆動力に換算するための係数であって、車両諸元によって定まる。
τr=τh−τv ……(17)
このようにして、走行抵抗力τrを算出したならばステップS25に移行し、目標駆動力τsを算出する。この目標駆動力τsは、逸脱判断フラグFLDに応じて、要求駆動力τmと、ステップS24で算出した走行抵抗力τrとに応じて設定する。
また、逸脱判断フラグFLDが“ON”であり、且つ要求駆動力τmが走行抵抗力τr相当の駆動力以下のとき(τm≦τr)には、図8に示すように、要求駆動力τmを目標駆動力τsとする。
Ms=−K1×K2×(Xs−Xc) ……(18)
Ms=−K1×K2×(Xs+Xc) ……(19)
次いで、ステップS29に移行し、ステップS27で算出した各車輪の目標制動流体圧Psiを制動流体圧制御回路7に向けて出力する。また、逸脱判断フラグFLDが“ON”である場合には、警告用のモニタ23を作動させ車線逸脱傾向にあることを通報する等の処理を行う。そして、メインプログラムに復帰する。
今、自車両が走行車線中央を走行している場合には、ステップS22で算出される推定横変位Xsが、Xs≧Xc及びXs≦−Xcのいずれも満足しないから、逸脱判断フラグFLDは“OFF”に設定される(ステップS23)。したがって、目標ヨーモーメントはMs=0に設定され、車線逸脱回避用のヨーモーメントは発生されない。また、逸脱判断フラグFLDが“OFF”の場合には、アクセル開度Accに応じた要求駆動力τmが目標駆動力τsとして設定されることから、ドライバ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ことになり、このとき、前述のようにヨーモーメントは発生されないから、ドライバの運転操作に則した車両挙動となる。
このとき、自車両が登坂路を走行している場合であって、アクセル開度Accに応じた要求駆動力τmが走行抵抗力τrよりも大きいときには、図7に示すように、逸脱判断フラグFLDが“ON”に切り換わった時点における要求駆動力τmを初期値τm0として、この初期値τm0から徐々に減少する値が目標駆動力τsとして設定され、目標駆動力τsが走行抵抗力τr相当の駆動力まで減少したとき、これ以後、走行抵抗力τr相当の駆動力が目標駆動力τsとして設定される。
しかしながら、上述のように、要求駆動力τmを抑制し、発生させる駆動力を走行抵抗力τr相当の駆動力まで抑制し、駆動力がより小さく抑制されたためその分制動力が作用した場合にドライバに与える減速感がより小さい状態で、車線逸脱回避のための制動力を作用させるようにしているから、走行抵抗が大きな路面を走行している状態であっても、制動力が作用することに起因してドライバに与える減速感を抑制することができる。
また、このように駆動力を抑制した状態で、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、駆動力と目標ヨーモーメントMsを発生させるための制動力とが干渉することを抑制することができ、車線逸脱回避のための制御による制御効果を十分得ることができる。
そして、目標ヨーモーメントMsを発生させること、或いはドライバが操舵操作を行うこと等によって自車両が逸脱傾向から回復し、逸脱判断フラグFLDが“OFF”となると、目標駆動力τsは、逐次読み込まれるアクセル開度Accに応じた要求駆動力τmと一致するように徐々に増加する。このため、逸脱判断フラグFLDが“OFF”になると、目標ヨーモーメントMsの発生が停止されると共に、アクセルペダルの操作量に対して実際に発生する駆動力が徐々に回復しやがてアクセルペダルの操作量に応じた駆動力が発生され、アクセルペダルの操作に応じた走行状態に復帰することになる。
ここで、駆動力を増加させる場合には、図7に示すように、徐々に増加させるようにしているから、駆動力の急な変化を防止し車両挙動が急に変化することを防止することができる。
したがって、下り坂で車線逸脱傾向となり、車線逸脱回避のための制御介入が行われ制動力が発生された場合、場合によってはドライバに減速感を与える場合があるが、車線逸脱を検出したときには、駆動力が抑制されることから、ドライバに与える減速感を低減しつつ、車線逸脱の抑制を図ることができる。また、駆動力と車線逸脱回避のためのヨーモーメントを発生させるための制動力との干渉を抑制することができ、この干渉による車線逸脱回避のための制御による制御効果の低減を抑制することができる。
なお、上記第1の実施の形態では、目標ヨーモーメントMsはそのままで、要求駆動力τmのみを抑制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、この場合も上記第1の参考実施形態と同様に、駆動力の抑制度合に応じて目標ヨーモーメントMsを調整するようにしてもよい。
この第2の実施の形態は、上記第1の参考実施形態において、車両状態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っている。また、車両状態コントロールユニット8には、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と共に駆動トルクコントロールユニット12で検出されたエンジントルクτa及び、アクセル開度Accに応じた要求駆動力τmが出力されるようになっている。
図9において、ステップS31からステップS34の処理は、上記第1の実施の形態における図6のステップS21からステップS24の処理と同様であって、前記駆動トルクコントロールユニット12から駆動トルクTwと共にエンジントルクτa及びドライバ要求駆動力τmを含む各種データを読み込み(ステップS31)、推定横変位Xsを算出し(ステップS32)、推定横変位Xsと逸脱判断しきい値Xcとを比較して逸脱判断を行った後(ステップS33)、自車両の現時点における走行抵抗力τrを算出する(ステップS34)。
また、逸脱判断フラグFLDが“OFF”の場合には、要求駆動力τmを目標駆動力τsとして設定する。なお、逸脱判断フラグFLDが“OFF”に切り換わったときの要求駆動力τmが、目標駆動力τsとは異なる値である場合には、この時点における目標駆動力τsの値を初期値として徐々に増加する値を目標駆動力τmとして設定する。
Ms=−K1×K2×Kac×(Xs−Xc) ……(20)
Ms=−K1×K2×Kac×(Xs+Xc) ……(21)
なお、式(20)及び式(21)中のKacは、ステップS36で算出された目標駆動力τsに応じて設定される目標駆動力感応ゲインKacであって、例えば図10に示すように設定される。
自車両が走行車線中央を走行している場合には、逸脱判断フラグFLDは“OFF”に設定され、目標ヨーモーメントはMs=0に設定され、また、アクセル開度Accに応じた要求駆動力τmが目標駆動力τsとして設定されることから、ドライバ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ことになり、このとき、前述のようにヨーモーメントは発生されないから、ドライバの運転操作に則した車両挙動となる。
また、このとき、要求駆動力τsが大きいときほど目標ヨーモーメントMsがより小さな値となるように抑制しているから、駆動力が大きく制動力が作用した場合にドライバに与える減速感が大きいと予測されるときほどヨーモーメントをより小さく抑制することで、ドライバに与える減速感を的確に抑制することができる。
一方、逸脱判断フラグFLDが“ON”、加速意志フラグFacが“ON”であり、且つ、目標駆動力τsが走行抵抗力τr以下である場合には、目標駆動力感応ゲインKacは100〔%〕に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目標ヨーモーメントMsとして設定される。
したがって、下り坂を走行している状態で、車線逸脱回避のための制御の介入により制動力が発生されたとき、場合によってはドライバに減速感を与える場合があるが、駆動力を抑制するようにしているから、ドライバに与える減速感を抑制しつつ、車線逸脱の抑制を図ることができる。また、駆動力が抑制されることから、駆動力とヨーモーメントを発生させるための制動力との干渉を抑制することができ、この干渉による車線逸脱回避のための制御による制御効果の低減を抑制することができる。
なお、この第2の実施の形態と同様に、上記第1の実施の形態においても、ドライバの加速意志の有無を判断し、これに応じて目標駆動力τs及び目標ヨーモーメントMsを算出するようにしてもよい。
また、上記各実施の形態においては、アクセルペダルの踏込みに応じた駆動力を発生させる場合に適用し、制駆動力要求量検出手段としてアクセル開度センサ18を適用し、アクセル開度Accに応じた駆動力を抑制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、先行車両との間の車間距離を一定に保って走行したり、或いは定速走行するよう車速制御を行う公知の追従走行制御装置からの駆動トルク指令値に応じた駆動力を発生させる場合等であっても適用することができ、この場合には、制駆動力要求量検出手段により駆動トルク指令値を検出し、これに応じた駆動力を抑制するようにすればよい。
6FL〜6RR ホイールシリンダ
7 制動流体圧制御回路
8 車両状態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
23 モニタ
Claims (10)
- 自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかを検出する逸脱検出手段と、
当該逸脱検出手段で車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両の車両挙動を制御する逸脱回避制御手段と、
制駆動力要求量を検出する制駆動力要求量検出手段と、
前記制駆動力要求量に応じた制駆動力を発生する制駆動力発生手段と、
自車両の走行抵抗力を検出する走行抵抗力検出手段と、
前記車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、前記走行抵抗力検出手段で検出される走行抵抗力に応じて前記制駆動力発生手段で発生される制駆動力を抑制する制駆動力抑制手段と、を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 前記制駆動力抑制手段は、前記走行抵抗力検出手段で検出される前記走行抵抗力相当の駆動力を下限値として前記制駆動力を抑制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。
- 前記制駆動力抑制手段は、前記制駆動力要求量検出手段で検出された制駆動力要求量相当の制駆動力が、前記走行抵抗力検出手段で検出された前記走行抵抗力相当の駆動力よりも大きいとき、前記走行抵抗力相当の駆動力を下限値として、前記制駆動力を抑制することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力抑制手段は、前記制駆動力要求量検出手段で検出された制駆動力要求量相当の制駆動力が、前記走行抵抗力検出手段で検出された前記走行抵抗力相当の駆動力以下のときには、前記制駆動力を抑制しない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。
- ドライバの加速意志の有無を判断する加速意志判断手段を備え、
前記制駆動力抑制手段は、前記加速意志判断手段でドライバに加速意志がないと判断されるときにのみ、前記制駆動力を抑制することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。 - 前記加速意志判断手段は、前記制駆動力要求量検出手段で検出される制駆動力要求量が、予め設定したしきい値以上の場合に、加速意志があると判断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。
- 前記逸脱回避制御手段は、その制御量を、前記制駆動力抑制手段による制駆動力の抑制度合に応じて設定することを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記逸脱回避制御手段は、逸脱を回避するためのヨーモーメントを発生させることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力抑制手段は、前記逸脱検出手段での検出結果に基づき逸脱傾向から回復したと予測されるときには、前記制駆動力の抑制を解除することを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力抑制手段は、前記制駆動力の抑制又は解除に伴う、前記制駆動力発生手段により発生される制駆動力の変動量を制限することを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
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