JP2018065465A - 車線逸脱抑制装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両周辺の状況に応じて適切な逸脱支援制御を実施する。【解決手段】車線逸脱抑制装置（１７）は、現在走行している走行車線からの車両（１）の逸脱を抑制する逸脱抑制支援を実行する支援手段（１７２）と、走行車線に隣接する隣接領域を検出する検出手段（１７４）と、隣接領域のうち車両が回避行動を行うことが可能な領域（３００）の幅である回避余裕幅（Ｌ）を算出する算出手段（１７４）と、回避余裕幅が小さいほど、逸脱抑制支援の強度（Ｋ）を強くするように支援手段を制御する制御手段（１７３）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、現在走行している走行車線からの車両の逸脱を抑制することが可能な車線逸脱抑制装置の技術分野に関する。
この種の装置として、走行車線から車両が逸脱する可能性がある場合に、車両の挙動を自動的に調整して逸脱を抑制するものが知られている。例えば特許文献１では、走行車線を規定する車線マークの種類に応じて車線逸脱が許容されているか否かを判定し、判定結果に応じた逸脱支援制御を行うという技術が提案されている。
他方、特許文献２では、車線幅と車線からのオフセット量に基づいて、車両の横方向の制御量を調整するという車線変更制御に関する技術も提案されている。
特許第５３５０３９７号 特開２００８−０１２９８９号公報
上述した特許文献１に記載の技術では、逸脱支援制御を行う際に、車線マークの種類を判別することが要求される。しかしながら、車両の走行中には、車線マークの種類を正確に識別できない状況も発生し得る。このような場合、車線マークを識別できないが故に、適切な逸脱支援制御を実施できなくなる可能性がある。具体的には、車両の逸脱を確実に回避すべきような状況において逸脱支援制御の制御量が不足してしまったり、逆に、車両の逸脱をある程度許容すべき状況において逸脱支援制御の制御量が大きくされたりする可能性がある。
このように車両周辺の状況を正確に判別できない場合には、適切な逸脱支援制御を実施することは非常には難しくなる。逸脱支援制御が適切に実施されなければ、車両の搭乗者に違和感を与えてしまうだけでなく、他車両や障害物との衝突の危険性も高くなるという技術的問題点が生ずる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両周辺の状況に応じて適切な逸脱支援制御を実施することが可能な車線逸脱抑制装置を提供することを課題とする。
本発明の車線逸脱抑制装置は、現在走行している走行車線からの車両の逸脱を抑制する逸脱抑制支援を実行する支援手段と、前記走行車線に隣接する隣接領域を検出する検出手段と、前記隣接領域のうち前記車両が回避行動を行うことが可能な領域の幅である回避余裕幅を算出する算出手段と、前記回避余裕幅が小さいほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する制御手段とを備える。
本発明の車線逸脱抑制装置によれば、算出された回避余裕幅が比較的小さい場合には、逸脱抑制支援の強度が相対的に強くなるように（言い換えれば、逸脱抑制支援による制御量が相対的に大きくなるように）調整される。このため、車両に衝突の危険性があるような状況において確実に車両の逸脱を抑制することできる。一方で、算出された回避余裕幅が比較的大きい場合には、逸脱抑制支援の強度が相対的に弱くなるように（言い換えれば、逸脱抑制支援による制御量が相対的に小さくなるように）調整される。このため、車両の逸脱が大きな問題とならないような状況において、強過ぎる逸脱抑制支援が行われてしまうことを防止できる。
本発明の車線逸脱抑制装置の一態様では、前記算出手段は、前記回避余裕幅に代えて、前記隣接領域に存在する車線の数を算出し、前記制御手段は、前記車線の数が少ないほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する。
この態様によれば、隣接する車線の数に応じて逸脱抑制支援の強度が調整されるため、周囲の状況を容易に判別して、適切な強度で逸脱抑制支援を行うことができる。
本発明の車線逸脱抑制装置の他の態様では、前記算出手段は、前記回避余裕幅を所定幅で除して回避余裕度を算出し、前記制御手段は、前記回避余裕幅に代えて、前記回避余裕度が小さいほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する。
この態様によれば、算出された回避余裕幅が、車両が走行し得る車線幅が一例となる所定幅で除算されることで回避余裕度が算出される。回避余裕度に応じて逸脱抑制支援の強度を調整すれば、回避余裕幅をそのまま利用する場合と比較して、より正確に周囲の状況を判別して、適切な強度で逸脱抑制支援を行うことができる。
本発明の車線逸脱抑制装置の他の態様では、前記支援手段は、前記走行車線から前記車両が逸脱する可能性がある場合に、（ｉ）前記走行車線からの前記車両の逸脱を抑制可能な抑制ヨーモーメントを算出し、（ｉｉ）当該算出した抑制ヨーモーメントが前記車両に付与されるように、車輪に制動力を付与することで前記逸脱抑制支援を実行する。
この態様によれば、車両に制動力を付与することで発生するヨーモーメントを利用して、走行車線からの逸脱を抑制できる。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。 道路を走行する車両及び回避余裕領域の一例を示す上面図である。 車両の前方に障害物が存在する場合の回避動作の一例を示す上面図である。 第１実施形態に係る車両逸脱抑制動作の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。 回避余裕幅Ｌと制御強さＫとの関係を示すマップである。 第２実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。 レーン数Ｎと制御強さＫとの関係を示すマップである。 道路を走行する車両及び隣接レーンの一例を示す上面図である。 第３実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本発明の車線逸脱抑制装置の実施形態について説明する。以下では、本発明の車線逸脱抑制装置の実施形態が搭載された車両１を用いて説明を進める。
＜第１実施形態＞
（１）車両１の構成
まず車両１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両１は、ブレーキペダル１１１と、マスタシリンダ１１２と、ブレーキパイプ１１３ＦＬと、ブレーキパイプ１１３ＲＬと、ブレーキパイプ１１３ＦＲと、ブレーキパイプ１１３ＲＲと、左前輪１２１ＦＬと、左後輪１２１ＲＬと、右前輪１２１ＦＲと、右後輪１２１ＲＲと、ホイールシリンダ１２２ＦＬと、ホイールシリンダ１２２ＲＬと、ホイールシリンダ１２２ＦＲと、ホイールシリンダ１２２ＲＲと、ブレーキアクチュエータ１３と、ステアリングホイール１４１と、振動アクチュエータ１４２と、車速センサ１５１と、車輪速センサ１５２と、ヨーレートセンサ１５３と、加速度センサ１５４と、カメラ１５５と、ディスプレイ１６１と、スピーカ１６２と、「車線逸脱抑制装置」の一具体例であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１７とを備えている。
ブレーキペダル１１１は、車両１を制動するためにドライバによって踏み込まれるペダルである。マスタシリンダ１１２は、マスタシリンダ１１２内のブレーキフルード（或いは、任意の流体）の圧力を、ブレーキペダル１１１の踏み込み量に応じた圧力に調整する。マスタシリンダ１１２内のブレーキフルードの圧力は、ブレーキパイプ１１３ＦＬ、１１３ＲＬ、１１３ＦＲ及び１１３ＲＲを夫々介してホイールシリンダ１２２ＦＬ、１２２ＲＬ、１２２ＦＲ及び１２２ＲＲに伝達される。このため、ホイールシリンダ１２２ＦＬ、１２２ＲＬ、１２２ＦＲ及び１２２ＲＲに伝達されるブレーキフルードの圧力に応じた制動力が、夫々、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲに付与される。
ブレーキアクチュエータ１３は、ＥＣＵ１７の制御下で、ブレーキペダル１１１の踏み込み量とは無関係に、ホイールシリンダ１２２ＦＬ、１２２ＲＬ、１２２ＦＲ及び１２２ＲＲの夫々に伝達されるブレーキフルードの圧力を調整可能である。従って、ブレーキアクチュエータ１３は、ブレーキペダル１１１の踏み込み量とは無関係に、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの夫々に付与される制動力を調整可能である。
ステアリングホイール１４１は、車両１を操舵する（つまり、転蛇輪を転蛇する）ためにドライバによって操作される操作子である。尚、本実施形態では、転蛇輪は、左前輪１２１ＦＬ及び右前輪１２１ＦＲであるものとする。振動アクチュエータ１４２は、ＥＣＵ１７の制御下で、ステアリングホイール１４１を振動させることが可能である。
車速センサ１５１は、車両１の車速Ｖｖを検出する。車輪速センサ１５２は、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの夫々の車輪速Ｖｗを検出する。ヨーレートセンサ１５３は、車両１のヨーレートγを検出する。加速度センサ１５４は、車両１の加速度Ａ（具体的には、前後方向の加速度Ａ１及び横方向の加速度Ａ２）を検出する。カメラ１５５は、車両１の前方の外部状況を撮像する撮像機器である。車速センサ１５１から加速度センサ１５４の検出結果を示す検出データ及びカメラ１５５が撮像した画像を示す画像データは、ＥＣＵ１７に出力される。
ディスプレイ１６１は、ＥＣＵ１７の制御下で、任意の情報を表示可能である。スピーカ１６２は、ＥＣＵ１７の制御下で、任意の音声を出力可能である。
ＥＣＵ１７は、車両１の全体の動作を制御する。本実施形態では特に、ＥＣＵ１７は、現在走行している走行車線からの車両１の逸脱を抑制するための車線逸脱抑制動作を行う。従って、ＥＣＵ１７は、いわゆるＬＤＡ（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ａｌｅｒｔ：レーンデパーチャーアラート）又はＬＤＰ（Ｌａｎｅ Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ：レーンデパーチャープリベンション）を実現するための制御装置として機能する。
車線逸脱抑制動作を行うために、ＥＣＵ１７は、ＥＣＵ１７の内部に論理的に実現される処理ブロックとして又は物理的に実現される処理回路として、データ取得部１７１と、「支援手段」の一具体例であるＬＤＡ制御部１７２と、「制御手段」の一具体例であるＬＤＡ調整部１７３と、「検出手段」及び「算出手段」の一具体例である余裕算出部１７４とを備えている。尚、データ取得部１７１、ＬＤＡ制御部１７２、ＬＤＡ調整部１７３及び余裕算出部１７４の夫々の動作については、後に詳述するが、以下にその概略について簡単に説明する。
データ取得部１７１は、車速センサ１５１、車輪速センサ１５２、ヨーレートセンサ１５３及び加速度センサ１５４の検出結果を示す検出データ、並びにカメラ１５５が撮像した画像を示す画像データを取得する。ＬＤＡ制御部１７２は、データ取得部１７１が取得した検出データ及び画像データに基づいて、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性がある場合に、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲのうちの少なくとも一つに付与される制動力を用いて、走行車線からの車両１の逸脱を抑制可能な抑制ヨーモーメントが車両１に付与されるように、ブレーキアクチュエータ１３を制御する。尚、本実施形態における「走行車線からの車両１の逸脱の抑制」とは、抑制ヨーモーメントが付与されていない場合に想定される走行車線からの車両１の逸脱距離と比較して、抑制ヨーモーメントが付与されている場合における走行車線からの車両１の実際の逸脱距離を小さくすることを意味する。ＬＤＡ調整部１７３は、車線逸脱抑制動作の制御強さＫを設定することで、付与される抑制ヨーモーメントの大きさを調整する。余裕算出部１７４は、車両１の周辺に存在する回避余裕領域３００の幅である回避余裕幅Ｌを算出する。
（２）回避余裕領域
次に、車線逸脱抑制動作の際に考慮される回避余裕領域３００について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、道路を走行する車両１及び回避余裕領域３００の一例を示す上面図である。また図３は、車両１の前方に障害物が存在する場合の回避動作の一例を示す上面図である。
図２に示すように、回避余裕領域３００は、車両１が走行している走行車線に隣接する領域であって、車両１が回避行動を行うことのできる領域として定義される。図２の例では、走行車線の左側には壁２００が存在しているため、車両１は左側に逸れるような回避行動をとることができない。よって、走行車線の左側には回避余裕領域３００は存在しない。一方で、走行車線の右側には隣接レーン及び路肩が存在しているため、車両１は右側に逸れるような回避行動をとることができる。よって、走行車線の右側には隣接レーンと路肩分の回避余裕幅Ｌを有する回避余裕領域３００が存在する。
尚、ここでは路肩を含む領域を回避余裕領域３００としているが、路肩を回避余裕領域３００に含まないようにしてもよい。即ち、路肩に向けて回避行動を行うことはできないものとして、隣接レーンのみを回避余裕領域３００として扱うようにしてもよい。また、隣接レーンが対向車線であることを判別できるような場合には、隣接レーンを回避余裕領域３００に含まないようにしてもよい。隣接レーンに対向車両が存在する状況で回避行動を行うことはできないからである。ただし、仮に対向車線であっても、対向車両が存在しない場合は回避行動をとることもできる。よって、隣接レーンが対向車線と判別できる場合でも、対向車量が存在しないことを確認できれば、回避余裕領域３００に含むようにしてよい。
図３に示すように、車両１の前方に障害物５００が存在しているとする。この場合、車両１は、図中の矢印に沿うように回避行動をとればよい。即ち、走行車線の右側に存在する回避余裕領域３００を一時的に走行して、障害物５００を避ければよい。
しかしながら、本実施形態のように車線逸脱抑制動作を行う車両１では、上述した回避動作についても車線を逸脱させないための抑制ヨーモーメントが付与される可能性がある。具体的には、車両１の搭乗者によって、車両１が回避余裕領域３００を走行するように意図的に操作された場合であっても、車両１を走行車線側に戻そうとする強い抑制ヨーモーメントが付与されてしまうおそれがある。このような車線逸脱抑制動作は、車両の搭乗者に大きな違和感を与えてしまう。
本実施形態に係る車線逸脱抑制装置は、上記のような不都合を回避するために、回避余裕領域３００の存在を考慮して、適切な車線逸脱抑制動作を実行する。
（３）車線逸脱抑制動作の詳細
次に、本実施形態に係る車線逸脱抑制装置（即ち、ＥＣＵ１７）が行う車線逸脱抑制動作について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、第１実施形態に係る車両逸脱抑制動作の流れを示すフローチャートである。
図４に示すように、車線逸脱抑制動作時には、データ取得部１７１は、車速センサ１５１、車輪速センサ１５２、ヨーレートセンサ１５３及び加速度センサ１５４の検出結果を示す検出データ及びカメラ１５５が撮像した画像を示す画像データを取得する（ステップＳ１０）。
その後、余裕算出部１７４は、ステップＳ１０で取得された画像データを解析することで、車線逸脱抑制動作の制御強さＫを設定する処理を行う（ステップＳ１１）。制御強さＫは、「逸脱抑制支援の強度」の一具体例である。尚、制御強さＫの設定処理については、後に図５を参照して詳細に説明するが、以降の処理で使用する白線を認識するための処理を含んでいる。
制御強さＫが設定されると、ＬＤＡ制御部１７２は、ステップＳ１１で特定した白線に基づいて、車両１が現在走行している走行車線の曲率半径Ｒを算出する（ステップＳ１２）。尚、走行車線の曲率半径Ｒは、実質的には、白線の曲率半径と等価である。このため、ＬＤＡ制御部１７２は、ステップＳ２０で特定した白線の曲率半径を算出すると共に、当該算出した曲率半径を、走行車線の曲率半径Ｒとして取り扱ってもよい。但し、ＬＤＡ制御部１７２は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）用いて特定される車両１の位置情報及びナビゲーション動作に用いられる地図情報を用いて、車両１が現在走行している走行車線の曲率半径Ｒを算出してもよい。
ＬＤＡ制御部１７２は、更に、ステップＳ１１で特定した白線に基づいて、車両１の現在の横位置Ｘを算出する（ステップＳ１３）。本実施形態の「横位置Ｘ」は、走行車線が延伸する方向（車線延伸方向）に直交する車線幅方向に沿った、走行車線の中央から車両１までの距離（典型的には、車両１の中央までの距離）を示す。この場合、走行車線の中央から右側に向かう方向及び左側に向かう方向のいずれか一方が、正の方向に設定され、走行車線の中央から右側に向かう方向及び左側に向かう方向のいずれか他方が、負の方向に設定されることが好ましい。後述する横速度Ｖｌや、上述した抑制ヨーモーメント等のヨーモーメントや、上述した加速度Ａや、上述したヨーレートγ等についても同様である。
ＬＤＡ制御部１７２は、更に、ステップＳ１１で特定した白線に基づいて、車両１の逸脱角度θを算出する（ステップＳ１３）。本実施形態の「逸脱角度θ」は、走行車線と車両１の前後方向軸とがなす角度（つまり、白線と車両１の前後方向軸とがなす角度）を示す。
ＬＤＡ制御部１７２は、更に、白線から算出された車両１の横位置Ｘの時系列データに基づいて、車両１の横速度Ｖ１を算出する（ステップＳ１３）。但し、ＬＤＡ制御部１７２は、車速センサ１５１の検出結果及び算出した逸脱角度θと、加速度センサ１５４の検出結果の少なくとも一方に基づいて、車両１の横速度Ｖｌを算出してもよい。本実施形態の「横速度Ｖｌ」は、車線幅方向に沿った車両１の速度を示す。
ＬＤＡ制御部１７２は、更に、許容逸脱距離Ｄを設定する（ステップＳ１４）。許容逸脱距離Ｄは、走行車線から車両１が逸脱する場合において走行車線からの車両１の逸脱距離（つまり、白線からの車両１の逸脱距離）の許容最大値を示す。このため、車線逸脱抑制動作は、走行車線からの車両１の逸脱距離が許容逸脱距離Ｄ内に収まるように、車両１に対して抑制ヨーモーメントを付与する動作となる。
ＬＤＡ制御部１７２は、法規等の要請（例えば、ＮＣＡＰ：Ｎｅｗ Ｃａｒ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍｍｅの要請）を満たすという観点から許容逸脱距離Ｄを設定してもよい。この場合、法規等の要請を満たすという観点から設定された許容逸脱距離Ｄは、デフォルトの許容逸脱距離Ｄとして用いられてもよい。
逸脱角度θが相対的に大きい場合には、逸脱角度θが相対的に小さい場合と比較して、走行車線から車両１が逸脱した場合における車両１の逸脱距離が大きくなる可能性が高い。同様に、横速度Ｖｌが相対的に大きい場合には、横速度Ｖｌが相対的に小さい場合と比較して、走行車線から車両１が逸脱した場合における車両１の逸脱距離が大きくなる可能性が高い。つまり、逸脱角度θ及び横速度Ｖｌの少なくとも一方が相対的に大きい場合には、脱角度θ及び横速度Ｖｌの少なくとも一方が相対的に小さい場合と比較して、車両１の逸脱距離を許容逸脱距離Ｄ内に収めるように車両１に付与される抑制ヨーモーメントが大きくなる可能性が高い。一方で、過度に大きい抑制ヨーモーメントの付与は、車両１の挙動の不安定化を招く可能性がある。このため、ＬＤＡ制御部１７２は、ステップＳ１３で算出した逸脱角度θ及び横速度Ｖｌの少なくとも一方に基づいて許容逸脱距離Ｄを設定してもよい（或いは、デフォルトの許容逸脱距離Ｄを調整してもよい）。例えば、ＬＤＡ制御部１７２は、逸脱角度θ及び横速度Ｖｌの少なくとも一方が大きくなるほど許容逸脱距離Ｄが大きくなるように、許容逸脱距離Ｄを設定又は調整してもよい。
その後、ＬＤＡ制御部１７２は、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。具体的には、ＬＤＡ制御部１７２は、将来の横位置Ｘｆを算出する。例えば、ＬＤＡ制御部１７２は、車両１が現在の位置から前方注視距離に相当する距離を走行した時点における横位置Ｘを、将来の横位置Ｘｆとして算出する。将来の横位置Ｘｆは、現在の横位置Ｘに対して、横速度Ｖｌと車両１が前方注視距離を走行するために必要な時間Δｔとの乗算値を加算又は減算することで算出可能である。その後、ＬＤＡ制御部１７２は、将来の横位置Ｘｆの絶対値が逸脱閾値以上であるか否かを判定する。車両１が車線延伸方向に平行な方向を向いていると仮定する場合、逸脱閾値は、例えば、走行車線の幅及び車両１の幅に基づいて定まる値（具体的には、（走行車線の幅−車両１の幅）／２）である。この場合、将来の横位置Ｘｆの絶対値が逸脱閾値と一致する状況は、車線幅方向に沿った車両１の側面（例えば、走行車線の中央から遠い方の側面）が白線上に位置する状況に相当する。将来の横位置Ｘｆの絶対値が逸脱閾値より大きくなる状況は、車線幅方向に沿った車両１の側面（例えば、走行車線の中央から遠い方の側面）が白線の外側に位置する状況に相当する。このため、将来の横位置Ｘｆの絶対値が逸脱閾値以上でない場合には、ＬＤＡ制御部１７２は、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性がないと判定する。一方で、将来の横位置Ｘｆの絶対値が逸脱閾値以上となる場合には、ＬＤＡ制御部１７２は、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性があると判定する。但し、実際には車両１が車線延伸方向に平行な方向を向いている場合もあるため、逸脱閾値として、上述の例とは異なる任意の値が用いられてもよい。
尚、ここで説明した動作は、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性があるか否かを判定する動作の一例に過ぎない。従って、ＬＤＡ制御部１７２は、任意の判定基準を用いて、現在走行している走行車線から車両１が逸脱する可能性があるか否かを判定してもよい。尚、「走行車線から車両１が逸脱する可能性がある」状況の一例として、近い将来に（例えば、上述した前方注視距離に相当する距離を走行した時点で）車両１が白線を跨ぐ又は踏む状況があげられる。
ステップＳ１５の判定の結果、走行車線から車両１が逸脱する可能性がないと判定される場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、車線逸脱抑制動作が終了する。従って、走行車線から車両１が逸脱する可能性があると判定される場合に行われる動作（ステップＳ１６からステップＳ２１）は行われない。つまり、ＬＤＡ制御部１７２は、抑制ヨーモーメントを車両１に付与しない（つまり、抑制ヨーモーメントを車両１に付与可能な制動力を付与しない）ように、ブレーキアクチュエータ１３を制御する。更に、ＬＤＡ制御部１７２は、走行車線から車両１が逸脱する可能性がある旨を、ドライバに対して警告しない。
走行車線から車両１が逸脱する可能性がないと判定されたことに起因して車線逸脱抑制動作が終了した場合には、ＥＣＵ１７は、第１所定期間（例えば、数ミリ秒から数十ミリ秒）が経過した後に再度ステップＳ１０から車線逸脱抑制動作を開始してもよい。つまり、車線逸脱抑制動作は、第１所定期間に応じた周期で繰り返し行われる。尚、第１所定期間は、車線逸脱抑制動作を繰り返し行うデフォルトの周期に相当する期間である。
他方で、ステップＳ１５の判定の結果、走行車線から車両１が逸脱する可能性があると判定される場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ＬＤＡ制御部１７２は、走行車線から車両１が逸脱する可能性がある旨を、ドライバに対して警告する（ステップＳ１６）。例えば、ＬＤＡ制御部１７２は、走行車線から車両１が逸脱する可能性があることを示す画像を表示するように、ディスプレイ１６１を制御してもよい。或いは、例えば、ＬＤＡ制御部１７２は、上述したようにディスプレイ１６１を制御することに加えて又は代えて、走行車線から車両１が逸脱する可能性があることをステアリングホイール１４１の振動でドライバに伝えるように、振動アクチュエータ１４２を制御してもよい。或いは、例えば、ＬＤＡ制御部１７２は、上述したようにディスプレイ１６１及び振動アクチュエータ１４２の少なくとも一方を制御することに加えて又は代えて、走行車線から車両１が逸脱する可能性があることを警報音でドライバに伝えるように、スピーカ（いわゆる、ブザー）１６２を制御してもよい。
走行車線から車両１が逸脱する可能性があると判定される場合には更に、ＬＤＡ制御部１７２は、抑制ヨーモーメントを車両１に付与可能な制動力を付与するように、ブレーキアクチュエータ１３を制御する（ステップＳ１７からステップＳ２１）。
具体的には、車両１が走行車線から逸脱する可能性がある場合には、車両１は、走行車線の中央から離れるように走行している可能性が高い。このため、車両１の走行軌跡が、走行車線の中央から離れるように走行する走行軌跡から、走行車線の中央に向かって走行する走行軌跡に変更されれば、走行車線からの車両１の逸脱が抑制される。このため、ＬＤＡ制御部１７２は、検出データ、画像データ、特定した白線、算出した曲率半径Ｒ、算出した横位置Ｘ、算出した横速度Ｖｌ、算出した逸脱角度θ及び設定した許容逸脱距離Ｄに基づいて、走行車線の中央から離れるように走行していた車両１が走行車線の中央に向かうように走行することになる新たな走行軌跡を算出する。このとき、ＬＤＡ制御部１７２は、ステップＳ１４で設定した許容逸脱距離Ｄの制約を満たす新たな走行軌跡を算出する。更に、ＬＤＡ制御部１７２は、算出した新たな走行軌跡を走行する車両１に発生すると推定されるヨーレートを、目標ヨーレートγｔｇｔとして算出する（ステップＳ１７）。
その後、ＬＤＡ制御部１７２は、車両１に目標ヨーレートγｔｇｔを発生させるために車両１に付与するべきヨーモーメントを、目標ヨーモーメントＭｔｇｔとして算出する（ステップＳ１８）。尚、目標ヨーモーメントＭｔｇｔは、抑制ヨーモーメントと等価である。
ここで本実施形態では特に、ＬＤＡ調整部１７３が、ＬＤＡ制御部１７２が付与しようとする目標ヨーモーメントＭｔｇｔを調整する処理を実行する（ステップＳ１９）。具体的には、目標ヨーモーメントＭｔｇｔに制御強さＫを乗算することで、調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２を算出する。よって、算出される調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２は、制御強さＫが小さい程、小さい値となる。また、制御強さＫは、０≦Ｋ≦１の範囲で設定される値である。このため、算出される調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２は、目標ヨーモーメントＭｔｇｔと同じ値か、それよりも小さい値となる。
その後、ＬＤＡ制御部１７２は、調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２を車両１に付与することが可能な制動力を算出する。この場合、ＬＤＡ制御部１７２は、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの夫々に付与される制動力を個別に算出する。その後、ＬＤＡ制御部１７２は、算出した制動力を発生させるために必要なブレーキフルードの圧力を指定する圧力指令値を算出する（ステップＳ２０）。この場合、ＬＤＡ制御部１７２は、ホイールシリンダ１２２ＦＬ、１２２ＲＬ、１２２ＦＲ及び１２２ＲＲの夫々の内部でのブレーキフルードの圧力を指定する圧力指令値を個別に算出する。
例えば、車両１の進行方向に対して右側に位置する白線を跨いで車両１が走行車線から逸脱する可能性があると判定される場合には、走行車線からの車両１の逸脱を抑制するためには、車両１の進行方向に対して左側に向けて車両１を偏向させることが可能な抑制ヨーモーメントが車両１に付与されればよい。この場合には、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲに制動力が付与されない一方で左前輪１２１ＦＬ及び左後輪１２１ＲＬの少なくとも一方に制動力が付与されれば、又は、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの少なくとも一方に相対的に小さい制動力が付与される一方で左前輪１２１ＦＬ及び左後輪１２１ＲＬの少なくとも一方に相対的に大きい制動力が付与されれば、左側に向けて車両１を偏向させることが可能な抑制ヨーモーメントが車両１に付与される。車両１の進行方向に対して左側の白線を跨いで車両１が走行車線から逸脱する可能性があると判定される場合には、逆に、左前輪１２１ＦＬ及び左後輪１２１ＲＬに制動力が付与されない一方で右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの少なくとも一方に制動力が付与されれば、又は、左前輪１２１ＦＬ及び左後輪１２１ＲＬの少なくとも一方に相対的に小さい制動力が付与される一方で右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲの少なくとも一方に相対的に大きい制動力が付与されれば、車両１の進行方向に対して右側に向けて車両１を偏向させることが可能な抑制ヨーモーメントが車両１に付与される。
その後、ＬＤＡ制御部１７２は、ステップＳ２０で算出した圧力指令値に基づいて、ブレーキアクチュエータ１３を制御する。従って、圧力指令値に応じた制動力が、左前輪１２１ＦＬ、左後輪１２１ＲＬ、右前輪１２１ＦＲ及び右後輪１２１ＲＲのうちの少なくとも一つに付与される（ステップＳ２１）。その結果、車両１には調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２と等価な抑制ヨーモーメントが付与されるがゆえに、走行車線からの車両１の逸脱が抑制される。
（４）制御強さＫの設定処理の詳細
次に、上述した車線逸脱抑制動作における制御強さＫの設定処理（即ち、図４のステップＳ１１）について、図５及び図６を参照して詳細に説明する。図５は、第１実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。また図６は回避余裕幅Ｌと制御強さＫとの関係を示すマップである。
図５に示すように、制御強さＫの設定処理が開始されると、余裕算出部１７４は、ステップＳ１０で取得された画像データを解析することで、車両１が現在走行している走行車線を規定する白線を認識する（ステップＳ１０１）。即ち、余裕算出部１７４は、車両が走行している道路に描かれている白線の位置を、カメラ１５５が撮像した画像内で特定する。また、余裕算出部１７４は、走行車線を規定する白線以外にも白線が存在している場合（例えば、隣接する車線が存在する場合）、他の白線についても認識する。尚、白線は車線端の一例として認識されるものであるが、白線以外のものを車線端として認識するようにしてもよい。
その後、余裕算出部１７４は、認識した白線（具体的には、車両１が現在走行している走行車線を規定する白線）の外側に位置する回避余裕領域３００を検出する（ステップＳ１０２）。尚、余裕算出部１７４は、車両１から見て右側に存在する回避余裕領域３００と、車両１から見て左側に存在する回避余裕領域３００とを別々に検出する。回避余裕領域３００は、例えば、車両１から見て、走行車線を規定する白線の外側に位置する領域のうち、他の車線を規定する白線や障害物（言い換えれば、道路端）までの間に存在する領域として検出されればよい。
尚、回避余裕領域３００は、車両が回避動作を行うことが可能な領域であるから、車線延伸方向（即ち、車両の進行方向）に沿った長さが十分に確保できる領域であることが好ましい。このため、車線延伸方向に沿った長さが、例えば車両１の車速等に応じて決まる安全停止距離に満たない領域については、回避余裕領域３００として検出されないようにしてもよい。
その後、余裕算出部１７４は、回避余裕領域３００の幅である回避余裕幅Ｌを算出する（ステップＳ１０２）。回避余裕幅Ｌは、回避余裕領域３００の車線延伸方向に直交する車線幅方向に沿った長さとして算出される。
その後、余裕算出部１７４は、回避余裕幅Ｌに応じて制御強さＫを設定する（ステップＳ１０４）。余裕算出部１７４は、回避余裕幅Ｌが大きいほど、制御強さＫを小さい値として設定する。
図６に示すように、余裕算出部１７４は、例えば回避余裕幅Ｌと制御強さＫとの関係を示すマップを予め記憶しており、回避余裕幅Ｌに応じた制御強さＫの値を決定する。図６の例では、回避余裕幅Ｌが所定値Ｌ１よりも小さい場合には、制御強さＫが１．０として決定される。また、回避余裕幅Ｌが所定値Ｌ１よりも大きく所定値Ｌ２よりも小さい場合には、制御強さＫが徐々に大きくなるように決定される。また、回避余裕幅Ｌが所定値Ｌ２よりも大きい場合には、制御強さＫが０．３として決定される。尚、所定値Ｌ１は、車両１が回避行動を行うことが困難な幅に対応するような値として設定されている。また、所定値２は、車両１が十分に余裕を持って回避行動を行うことができ、それ以上の領域を必要としないような幅に対応するような値として設定されている。
上述した制御強さＫの設定方法はあくまで一例であり、回避余裕幅Ｌに応じて制御強さＫが小さくなるのであれば、異なる手法で制御強さＫを設定してもよい。また、制御強さＫの最小値である０．３についても任意に設定することができる。例えば、制御強さＫの最小値を０．８程度の比較的大きい値にした場合、最小値０．３の場合と比べて車線逸脱抑制動作が制限されにくくなる（即ち、調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２が小さく制限され難くなる）。或いは、制御強さＫの最小値を０にすれば、回避余裕幅Ｌが十分に大きい場合に、車線逸脱抑制動作を中止させることもできる。
このように制御強さＫを設定すれば、回避余裕幅Ｌが比較的小さい場合には、車両１が車線を逸脱する可能性があると、相対的に大きい調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２が車両１に付与される。よって、車両１が車線逸脱を確実に防止することができる。一方で、回避余裕幅Ｌが比較的大きい場合には、車両１が車線を逸脱する可能性があると、相対的に小さい調整目標ヨーモーメントＭｔｇｔ２が車両１に付与される。よって、回避行動を行おうとしている車両１に対して不適切なヨーモーメント（言い換えれば、制動力）が付与され、車両１の搭乗者に違和感を与えてしまうことを防止できる。また、回避行動を妨げない程度の最低限のヨーモーメントが車両１に付与されることにより、車両の搭乗者に、車線逸脱に対する注意喚起も行える。
尚、本実施形態のように回避余裕幅Ｌを利用すれば、例えば白線の線種が認識できないような場合にも、車両周辺の状況を正確に判断し、適切な車線逸脱抑制動作を実行することが可能である。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車線逸脱抑制装置について説明する。尚、第２実施形態は、上述した第１実施形態と比べて、制御強さＫの設定処理の一部が異なるのみであり、他の動作や装置構成については概ね同様である。このため、以下では、すでに説明した第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
第２実施形態に係る制御強さＫの設定処理について、図７から図９を参照して説明する。図７は、第２実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。図８は、レーン数Ｎと制御強さＫとの関係を示すマップである。図９は、道路を走行する車両及び隣接レーンの一例を示す上面図である。なお、図７については、図５を用いて説明した処理と同様のものに同一のステップ番号を付している。
図７に示すように、制御強さＫの設定処理が開始されると、余裕算出部１７４は、車両１の周辺に存在している白線を認識する（ステップＳ１０１）。
その後、余裕算出部１７４は、認識した白線に基づいて、車両１が走行している走行車線に隣接する隣接レーンを認識する（ステップＳ２０２）。尚、ここで認識される「隣接レーン」は、走行車線と互いに隣り合う車線だけではなく、走行車線以外の全ての車線を含む広い概念である。つまり走行車線の隣に位置する車線だけでなく、更にその隣ある車線等も隣接レーンとして認識される。
その後、余裕算出部１７４は、認識した隣接レーンの数であるレーン数Ｎを算出する（ステップＳ２０３）。レーン数Ｎは、車両１の右側と左側とで別々に算出される。尚、ここでのレーン数Ｎは、第１実施形態の回避余裕幅Ｌ（即ち、回避行動を行うことが可能な回避余裕領域３００の幅）に対応するものとして算出される。このため、例えば他の車両等が存在することにより、回避行動を行うことが不可能であるような隣接レーンについては、レーン数Ｎにカウントせずともよい。
その後、余裕算出部１７４は、レーン数Ｎに応じて制御強さＫを設定する（ステップＳ２０４）。余裕算出部１７４は、レーン数Ｎが多いほど、制御強さＫを小さい値として設定する。
図８に示すように、余裕算出部１７４は、例えばレーン数Ｎと制御強さＫとの関係を示すマップを予め記憶しており、レーン数Ｎに応じた制御強さＫの値を決定する。図８の例では、レーン数が１に満たない場合（つまり、隣接レーンが存在しない場合）には、制御強さＫが１．０として決定される。一方で、レーン数が１以上の場合（つまり、隣接レーンが存在する場合）には、制御強さＫが０．３として決定される。尚、ここでの制御強さＫは２値的に決定されているが、図６で示したように、制御強さＫがレーン数Ｎに応じてリニアに又は段階的に変化するようにしてもよい。
図９に示すように、例えば車両１の左側には路肩が存在しており、車両１の右側に第１隣接レーン、更にその隣に第２隣接レーンが存在しているとする。この場合、車両１の左側のレーン数Ｎは０（つまり１未満）であるため、制御強さＫは１．０となる。つまり、路肩は回避動作を行うことができない領域として扱われ、車両１が左側に逸脱しそうな場合には、強い抑制ヨーモーメントが付与される。一方、車両１の右側のレーン数Ｎは２（つまり１以上）であるため、制御強さＫは０．３となる。つまり、車両１が回避動作を行うための領域は十分に存在していると判断され、車両１が右側に逸脱しそうな場合には、弱い抑制ヨーモーメントしか付与されない。
このようにレーン数Ｎに応じて制御強さＫを設定すれば、回避余裕幅Ｌを用いる第１実施形態と比較して、より簡単に抑制ヨーモーメントの強さ（言い換えれば、車線逸脱抑制動作の強さ）を調整できる。具体的には、回避余裕幅Ｌのような値を正確に算出せずとも、白線を認識してレーン数を算出するだけで、制御強さＫを設定できる。また、レーン数Ｎを利用することで、車両１が走行（即ち、回避動作）に要するであろう幅の一例である「車線幅」を基準にした判断が行える。例えば、レーン数Ｎが１であれば、回避余裕領域３００が少なくとも車線幅１つ分存在していると判断でき、レーン数が０であれば、回避余裕領域３００が車線幅１つ分にも満たないと判断できる。よって、回避余裕幅Ｌのような具体的な幅の大きさを示す値を算出せずとも、適切な制御強さＫを設定できる。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る車線逸脱抑制装置について説明する。尚、第３実施形態は、上述した第１及び第２実施形態と比べて、制御強さＫの設定処理の一部が異なるのみであり、他の動作や装置構成については概ね同様である。このため、以下では、すでに説明した第１及び第２実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
第３実施形態に係る制御強さＫの設定処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、第３実施形態に係る制御強さＫの設定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１０については、図５を用いて説明した処理と同様のものに同一のステップ番号を付している。
図１０に示すように、制御強さＫの設定処理が開始されると、余裕算出部１７４は、車両１の周辺に存在している白線を認識し（ステップＳ１０１）、回避余裕領域３００を検出し（ステップＳ１０２）、回避余裕幅Ｌを算出する（ステップＳ１０３）。
その後、余裕算出部１７４は、回避余裕幅Ｌを所定幅Ｌｉで除算することによって、回避余裕度Ｐを算出する（ステップＳ３０４）。所定幅Ｌｉは、車両１が走行している車線の幅、或いは一般的な車線の幅に相当する値として設定される値である。このため、回避余裕幅Ｌを所定幅Ｌｉで除算して得られる回避余裕度Ｐは、実質的には第２実施形態のレーン数Ｎに近い値となる。
その後、余裕算出部１７４は、回避余裕度Ｐに応じて制御強さＫを設定する（ステップＳ３０５）。余裕算出部１７４は、回避余裕度Ｐが大きいほど、制御強さＫを小さい値として設定する。制御強さＫは、例えば図６や図８で示したようなマップを用いて設定されればよい。
回避余裕度Ｐは、すでに説明したように、実質的には第２実施形態のレーン数Ｎに近い値として算出されるため、第２実施形態と同様に制御強さＫを設定して、適切な車線逸脱抑制制御を実施することが可能である。また、回避余裕度Ｐを算出することで、レーン数Ｎを算出するための白線が正常に認識できないような状況においても、レーン数Ｎに近い値を取得することができる。例えば、車両１が走行している走行車線を規定する白線は認識できているものの、他の白線については認識できない場合であっても、障害物の有無等に基づいて道路端を検出できれば、そこから回避余裕領域３００を検出して回避余裕幅Ｌを算出することができ、レーン数Ｎに相当する回避余裕度Ｐを算出した上で、適切な制御強さＫを設定できる。
以上説明したように、第１から第３実施形態に係る車両逸脱抑制装置によれば、回避余裕幅Ｌ、レーン数Ｎ、或いは回避余裕幅Ｐを利用して、制御強さＫが設定される。この結果、車両周辺の状況に応じた適切な車線逸脱抑制動作を行うことが可能である。
尚、上述した第１から第３実施形態では、車線逸脱抑制動作として、所謂ブレーキＬＤＡを実施する車両１を例に挙げて説明したが、車線逸脱抑制動作として、他の制御（例えば、ＥＰＳ−ＬＤＡ）等を実施可能な車両１であっても、同様の技術的効果を得ることができる。即ち、車線逸脱抑制動作は特に限定されるものではなく、車両１が車線から逸脱するのを抑制できるものであればよい。
本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車線逸脱抑制装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
１ 車両
１３ ブレーキアクチュエータ
１５１ 車速センサ
１５２ 車輪速センサ
１５３ ヨーレートセンサ
１５４ 加速度センサ
１５５ カメラ
１７ ＥＣＵ
１７１ データ修得部
１７２ ＬＤＡ制御部
１７３ ＬＤＡ調整部
１７４ 余裕算出部
２００ 壁
３００ 回避余裕領域
５００ 障害物
Ｋ 制御強さ
Ｌ 回避余裕幅
Ｎ レーン数
Ｐ 回避余裕度

Claims (4)

  1. 現在走行している走行車線からの車両の逸脱を抑制する逸脱抑制支援を実行する支援手段と、
    前記走行車線に隣接する隣接領域を検出する検出手段と、
    前記隣接領域のうち前記車両が回避行動を行うことが可能な領域の幅である回避余裕幅を算出する算出手段と、
    前記回避余裕幅が小さいほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする車線逸脱抑制装置。
  2. 前記算出手段は、前記回避余裕幅に代えて、前記隣接領域に存在する車線の数を算出し、
    前記制御手段は、前記車線の数が少ないほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱抑制装置。
  3. 前記算出手段は、前記回避余裕幅を所定幅で除して回避余裕度を算出し、
    前記制御手段は、前記回避余裕幅に代えて、前記回避余裕度が小さいほど、前記逸脱抑制支援の強度を強くするように前記支援手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱抑制装置。
  4. 前記支援手段は、前記走行車線から前記車両が逸脱する可能性がある場合に、（ｉ）前記走行車線からの前記車両の逸脱を抑制可能な抑制ヨーモーメントを算出し、（ｉｉ）当該算出した抑制ヨーモーメントが前記車両に付与されるように、車輪に制動力を付与することで前記逸脱抑制支援を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車線逸脱抑制装置。
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