JP2021113002A

JP2021113002A - 車線逸脱防止装置の制御装置

Info

Publication number: JP2021113002A
Application number: JP2020007127A
Authority: JP
Inventors: 龍雄高橋; Tatsuo Takahashi
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: DE112021000270T5; CN115023377A; JP7207339B2; WO2021149543A1; US20230059106A1

Abstract

【課題】衝突の危険性を効果的に低減しつつ、運転者の意図を効果的に反映する。【解決手段】車線逸脱を検出する車線逸脱検出部１３０と、後方車両がいるか否かを判定する後方車両判定部１１０と、車線変更開始を検出する車線変更開始検出部１４０と、車線変更完了を検出する車線変更完了検出部１５０と、車線逸脱が検出されると、走行車線を維持するように、ステアリングホイール２１に対して車線逸脱方向とは逆向きの補助操舵トルクを所定期間に亘って付与する操舵補助制御部１６０と、後方車両がいない場合において、車線変更開始を検出すると、補助操舵トルクの付与を解除する一方、後方車両がいる場合において、車線変更完了を検出すると、補助操舵トルクの付与を解除する補助操舵トルク解除部１７０，１８０とを備えた。【選択図】図４

Description

本開示は、車線逸脱防止装置の制御装置に関する。

この種の車線逸脱防止装置においては、車両が車線を逸脱しそうになると、ステアリングホイールに対して車両の逸脱方向とは逆向きの補助操舵トルクを付与することにより、車線逸脱防止が図られるようになっている。このような補助操舵トルクは、運転者が予め設定されたオーバライド閾値よりも大きな操舵操作を行うことにより解除できるように構成されている。

車線逸脱防止装置の一例として、例えば、特許文献１には、隣接する車線を走行する後方車の有無に応じてオーバライド閾値を可変とする技術が開示されている。

特開２０１７−１４６８１７号公報

上記車線逸脱防止装置において、車線逸脱防止の実効性を高めるには、車両の逸脱方向とは逆向きの補助操舵トルクを、車線逸脱から所定期間に亘って継続して付与することが好ましい。しかしながら、係る逆向きの補助操舵トルクが、車両の車線変更後においても継続して付与されると、運転者が変更後の車線を維持したい場合に、その意思に反することになる。すなわち、運転者に対して補助操舵トルクに打ち勝つ操舵操作を所定期間強いることになり、煩わしいといった課題がある。

このような補助操舵トルクを容易に解除するには、オーバライド閾値を低く設定することが考えられる。しかしながら、オーバライド閾値を低くすると、後方車両が存在する場合に、衝突の可能性を高めることで、安全性を担保できなくなるといった課題がある。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、衝突の危険性を効果的に低減しつつ、運転者の意図を効果的に反映することができる車線逸脱防止装置の制御装置を提供することを目的とする。

本開示の技術は、車両の走行車線からの車線逸脱を検出する車線逸脱検出部と、前記車両の後側方に後方車両がいるか否かを判定する後方車両判定部と、前記車両の前記走行車線からの車線変更開始を検出する車線変更開始検出部と、前記車両の前記走行車線からの車線変更完了を検出する車線変更完了検出部と、前記車線逸脱が検出されると、前記車両が前記走行車線を維持するように、ステアリングホイールに対して車線逸脱方向とは逆向きの補助操舵トルクを所定期間に亘って付与する操舵補助制御部と、前記後方車両判定部が後方車両をいないと判定した場合において、前記車線変更開始検出部が車線変更開始を検出すると、前記補助操舵トルクの付与を解除する一方、前記後方車両判定部が後方車両をいると判定した場合において、前記車線変更完了検出部が車線変更完了を検出すると、前記補助操舵トルクの付与を解除する補助操舵トルク解除部と、を備えることを特徴とする。

また、前記補助操舵トルク解除部は、前記補助操舵トルクの付与開始からの経過時間が所定の上限閾値時間に達すると、前記補助操舵トルクの付与を解除することが好ましい。

また、前記補助操舵トルク解除部は、前記後方車両判定部が後方車両をいないと判定した場合において、運転者による操舵操作のトルクが所定の第1閾値トルクを超えると、前記補助操舵トルクの付与を解除する一方、前記後方車両判定部が後方車両をいると判定した場合において、運転者による操舵操作のトルクが前記第１閾値トルクよりも大きい所定の第２閾値トルクを超えると、前記補助操舵トルクの付与を解除することが好ましい。

本開示の技術によれば、衝突の危険性を効果的に低減しつつ、運転者の意図を効果的に反映することができる。

本実施形態に係る車線逸脱防止装置の制御装置を搭載した車両を模式的に示す全体構成図である。本実施形態に係る制御装置及び、関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。本実施形態に係る操舵補助制御において実施される光学警告を模式的に示す図である。本実施形態に係る操舵補助制御及び、操舵補助制御の解除の処理の流れを説明するチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る車線逸脱防止装置の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る車線逸脱防止装置の制御装置１００を搭載した車両１を模式的に示す全体構成図である。

車両１には、駆動力源の一例としてのエンジン１０が搭載されている。エンジン１０には、不図示のクラッチ装置、不図示の変速機、プロペラシャフト１１、デファレンシャルギヤ装置１２や左右のドライブシャフト１３Ｌ，Ｒ等を介して駆動輪２Ｌ，Ｒが接続されている。なお、車両１は、後輪駆動車に限定されず、前輪駆動車、或は、四輪駆動車であってもよい。また、駆動力源はエンジンに限定されず、走行用モータ、或は、これらを併用するハイブリッド車両であってもよい。

車両１には、ステアリング装置２０が設けられている。ステアリング装置２０は、ドライバにより操作されるステアリングホイール２１と、一端側をステアリングホイール２１に連結されたステアリングシャフト２２と、ステアリングシャフト２２の他端側が連結されたラックアンドピニオン（又は、パワーシリンダ）機構２３と、ラックアンドピニオン機構２３と左右の操舵輪３Ｌ，Ｒとを連結する左右のリンク機構２４Ｌ，Ｒとを備えている。

ステアリング装置２０には、操舵モータ２５が設けられている。操舵モータ２５は、ステアリングシャフト２２に設けられており、駆動することによりステアリングシャフト２２に操舵トルクを付与する。なお、操舵モータ２５は、図示例のコラム・アシスト式に限定されず、ラックアンドピニオン機構２３にトルクを伝達するピニオン・アシスト式又は、ラック・アシスト式であってもよい。操舵モータ２５は、バッテリ５０から供給される電力により駆動される。操舵モータ２５の駆動は、制御装置１００からの指令に応じて制御される。

車両１には、メータ表示部５が設けられている。メータ表示部５は、車両１の各種の情報、例えば、車速等を表示する。また、メータ表示部５は、後述する操舵補助制御における警告を表示する。また、車両１には、左右のドアミラ４Ｌ，Ｒが設けられている。ドアミラ４Ｌ，Ｒは、操舵補助制御における警告を表示する。

操舵角センサ６１は、ステアリングシャフト２２に設けられており、ステアリングシャフト２２の回転量に応じた操舵角を検出する。車速センサ６２は、プロペラシャフト等から車両１の現車速を検出する。なお、車速センサ６２は、車輪速センサであってもよい。トルクセンサ６３は、ステアリングシャフト２２に設けられており、ステアリングホイール２１の操舵に応じた操舵トルクを検出する。アクセルペダルセンサ６４は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量を検出する。これら各センサ６１〜６４のセンサ値は、制御装置１００に送信される。

左後側方ミリ波レーダ６５Ｌは、車両１と左後側方の車両との距離及び相対速度を取得する。右後側方ミリ波レーダ６５Ｒは、車両１と右後側方の車両との距離及び相対速度を取得する。各後側方ミリ波レーダ６５Ｌ，Ｒにより取得される後側方の車両との距離及び相対速度は、制御装置１００に送信される。

前方カメラ７１は、例えば、ステレオカメラであって、車両１の前方の車線を撮像し、当該前方車線の画像データを生成する。なお、前方カメラ７１は、単眼カメラであってもよい。前方カメラ７１により生成される画像データは、制御装置１００に送信される。

図２は、本実施形態に係る制御装置１００及び関連する周辺構成を示す模式的な機能ブロック図である。

制御装置１００は、例えば、コンピュータ等の演算を行う装置であり、互にバス等で接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を備え、制御プログラムを実行する。また、制御装置１００は、制御プログラムの実行により、後方車両判定部１１０、走行状態取得部１２０、逸脱判定部１３０、車線変更開始判定部１４０、車線変更終了判定部１５０、操舵補助制御部１６０、第１補助操舵トルク解除部１７０、第２補助操舵トルク解除部１８０、警告処理部１９０を備える装置として機能する。

後方車両判定部１１０は、各後側方ミリ波レーダ６５Ｌ，６５Ｒから送信される後側方の車両との距離及び相対速度に基づいて、車両１の後側方に車両が存在するか否かを判定する。後方車両判定部１１０の判定結果は、操舵補助制御部１６０に送信される。

走行状態取得部１２０は、操舵角センサ６１から送信される操舵角、車速センサ６２から送信される車速、トルクセンサ６３から送信される操舵トルク等から車両１の走行状態を取得する。走行状態取得部１２０により取得される走行状態は操舵補助制御部１６０に送信される。

逸脱判定部１３０（本開示の車線逸脱検出部の一例）は、車両１が走行車線を逸脱したか否かを判定する。具体的には、逸脱判定部１３０は、前方カメラ７１から送信される画像データに対し、画像認識処理を施すことで、車線を区画する境界線（白線又は黄線）を検出する。そして、逸脱判定部１３０は、車両１から境界線までの間隔が所定の第１閾値間隔未満になると、車両１が走行車線を逸脱したと判定する。逸脱判定部１３０の判定結果は、操舵補助制御部１６０に送信される。

車線変更開始判定部１４０（本開示の車線変更開始検出部の一例）は、車両１が車線変更を開始したか否かを判定する。具体的には、車線変更開始判定部１４０は、前方カメラ７１から送信される画像データに対し、画像認識処理を施すことで、車線を区画する境界線（白線又は黄線）を検出する。そして、車線変更開始判定部１４０は、例えば、走行状態取得部１２０から送信される操舵トルク、不図示の方向指示器の操作等に基づいて、運転者の車線変更意思が検出された場合において、車両１が境界線に達すると、車両１が車線変更を開始したと判定する。車線変更開始判定部１４０の判定結果は車線変更終了判定部１５０及び第１補助操舵トルク解除部１７０に送信される。

車線変更終了判定部１５０は、（本開示の車線変更完了検出部の一例）は、車両１が車線変更を完了したか否かを判定する。具体的には、車線変更終了判定部１５０は、前方カメラ７１から送信される画像データに対し、画像認識処理を施すことで、車両１が現在走行する車線を区画する境界線（白線又は黄線）を検出する。そして、車線変更終了判定部１５０は、車線変更開始判定部１４０が車線変更を開始したと判定した後、車両１と境界線との間隔が所定の第２閾値間隔に達すると、車両１が車線変更を完了したと判定したと判定する。車線変更終了判定部１５０の判定結果は第２補助操舵トルク解除部１８０に送信される。

操舵補助制御部１６０は、逸脱判定部１３０が車線逸脱と判定し、且つ、走行状態取得部１２０から送信される車両１の車速が所定の速度範囲（例えば、時速６０〜１３０ｋｍ）である場合に、車両１の車線逸脱を防止する補助操舵トルクをステアリングホイール２１に付与する操舵補助制御を実施する。

具体的には、操舵補助制御部１６０は、走行状態取得部１２０から送信される走行状態に基づいて、逸脱を防ぐ方向とトルクとを演算すると共に、これらに基づいて操舵モータ２５の駆動を制御し、ステアリングホイール２１に逸脱方向とは逆方向の補助操舵トルクを付与することにより、操舵補助制御を実行する。操舵補助制御部１６０により開始された操舵補助制御は、逸脱判定部１３０が逸脱を解消したと判定した場合、或は、各補助操舵トルク解除部１７０，１８０により解除されることにより終了する。

第１補助操舵トルク解除部１７０は、後方車両判定部１１０が後方車両を存在しないと判定した場合において、運転者による操舵トルクが所定の第１オーバライド閾値（例えば、１１Ｎ（２Ｎｍ））を超えると操舵補助制御による補助操舵トルク付与を即時に解除する。これにより、後方車両が存在しない場合、言い替えれば、後方車両との衝突の可能性が低い状態において、運転者の車線変更の意思を効果的に反映させることが可能となる。

さらに、第１補助操舵トルク解除部１７０は、運転者の操舵トルクが第１オーバライド閾値以下の場合であっても、以下の（１），（２）の何れかの第１解除条件が成立すると、操舵補助制御による補助操舵トルク付与を即時に解除する。
（１）操舵補助制御の実施中に、車線変更開始判定部１４０が車線変更を開始したと判定した場合。
（２）操舵補助制御による補助操舵トルク付与開始からの経過時間が、所定の上限閾値時間（例えば、９秒）を超えた場合。

このように、後方車両が存在しない（後方車両との衝突の可能性が低い）場合において、車両１の車線変更開始を検知すると、補助操舵トルクの付与を即時に解除することで、運転者の車線変更意思を効果的に反映させることが可能となる。また、上限時間に達すると、補助操舵トルクの付与を即時に解除することにより、操舵補助制御が長時間に亘って実施されることによる煩わしさも効果的に低減することが可能になる。

第２補助操舵トルク解除部１８０は、後方車両判定部１１０が後方車両を存在すると判定した場合において、運転者による操舵トルクが、第１オーバライド閾値よりも大きい第２オーバライド閾値、（例えば、２１Ｎ（４Ｎｍ））を超えると、操舵補助制御による補助操舵トルク付与を即時に解除する。これにより、後方車両が存在する場合、言い替えれば、後方車両との衝突の可能性が高い状態において、後方車両との衝突の可能性を効果的に低減することが可能となる。

さらに、第２補助操舵トルク解除部１８０は、運転者の操舵トルクが第２オーバライド閾値以下の場合であっても、以下の（１），（２）の何れかの第２解除条件が成立すると、操舵補助制御による補助操舵トルク付与を即時に解除する。
（１）操舵補助制御の実施中に、車線変更終了判定部１５０が車線変更を終了したと判定した場合。
（２）操舵補助制御による補助操舵トルク付与開始からの経過時間が、所定の上限閾値時間（例えば、９秒）を超えた場合。

このように、後方車両が存在する（後方車両との衝突の可能性が高い）場合において、車両１の車線変更が完了するまでは、補助操舵トルクの付与を有効とし、車両１の車線変更完了を検知すると、補助操舵トルクの付与を即時に解除することにより、後方車両との衝突防止を図りつつ、運転者の車線変更意思を効果的に反映させることが可能となる。また、上限時間に達すると、補助操舵トルクの付与を即時に解除することにより、操舵補助制御が長時間に亘って実施されることによる煩わしさも効果的に低減することが可能になる。

警告処理部１９０は、後方車両判定部１１０が後方車両を存在しないと判定した場合において、操舵補助制御部１６０が操舵補助制御を開始すると、メータ表示部５に、最低１秒間、車線逸脱の警告を表示する光学警告を実施する。また、警告処理部１９０は、後方車両判定部１１０が後方車両を存在しないと判定した場合において、操舵補助制御部１６０が操舵補助制御を開始すると、操舵モータ２５によりステアリングホイール２１を振動させる振動警告を実施する。これにより、車両１の車線逸脱により操舵補助制御が実施されていることを、運転者に効果的に知らせることが可能になる。

また、警告処理部１９０は、後方車両判定部１１０が後方車両を存在すると判定した場合において、操舵補助制御部１６０が操舵補助制御を開始すると、最低１秒間、後方車両が存在する側のドアミラ４（例えば、ドアミラ４Ｌ）に後方車両が存在する警告を点滅表示する光学警告を実施する（図３参照）。このように、運転者の注意をドアミラ４に向けることにより、後方車両の存在を視覚的に報知し、衝突防止を図ることができる。

次に、図４のフロー図を参照して、本実施形態に係る操舵補助制御及び、操舵補助制御の解除の処理の流れを説明する。本制御は、例えば、イグニッションスイッチのＯＮ操作と同時に開始される。

まず、ステップＳ１００では、車速が所定速度範囲、例えば、時速６０〜１３０ｋｍであるか否かを判定する。車速が所定速度範囲ではないと判定した場合（ＮＯ）、本制御はリターンされる。一方、車速が所定速度範囲であると判定した場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、車両１が走行車線を逸脱したか否かを判定する。車両１が走行車線を逸脱したと判定した場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ１２０へ進む。一方、車両１が走行車線を逸脱していないと判定した場合（ＮＯ）、本制御はリターンされる。

ステップＳ１２０では、車両１の後側方に車両が存在するか否かを判定する。車両１の後側方に車両が存在すると判定した場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ２００へ進む。車両１の後側方に車両が存在しないと判定した場合（ＮＯ）、本制御はステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０では、操舵補助制御を実施すると共に、メータ表示部５を介した光学警告と振動警告とを実施する。

ステップＳ１４０では、操舵トルクが第１オーバライド閾値を超えているか否かを判定する。操舵トルクが第１オーバライド閾値を超えている場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ１６０へ進む。操舵トルクが第１オーバライド閾値を超えていない場合（ＮＯ）、本制御はステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ１５０では、第１解除条件が成立しているか否かを判定する。第１解除条件が成立している場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ１６０へ進む。第１解除条件が成立していない場合、（ＮＯ）、本制御はステップＳ１２０へ戻る。

ステップＳ１６０では、操舵補助制御を解除すると共に、警告を解除し、本制御はその後、リターンされる。

上述のように、ステップＳ１２０で、車両１の後側方に車両が存在すると判定した場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ２００へ進む。

ステップＳ２００では、操舵補助制御を実施すると共に、ドアミラ４を介した光学警告と音声警告とを実施する。

ステップＳ２１０では、操舵トルクが第２オーバライド閾値を超えているか否かを判定する。操舵トルクが第２オーバライド閾値を超えている場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ２３０へ進む。操舵トルクが第２オーバライド閾値を超えていない場合（ＮＯ）、本制御はステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０では、第２解除条件が成立しているか否かを判定する。第２解除条件が成立している場合（ＹＥＳ）、本制御はステップＳ２３０へ進む。第２解除条件が成立していない場合、（ＮＯ）、本制御はステップＳ１２０へ戻る。

ステップＳ２３０では、操舵補助制御を解除すると共に、警告を解除し、本制御はその後、リターンされる。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。

１車両
４Ｌ，Ｒドアミラ
５メータ表示部
１０エンジン
２０ステアリング装置
２１ステアリングホイール
２５操舵モータ
６５Ｌ，６５Ｒ後側方ミリ波レーダ
７１前方カメラ
１００制御装置
１１０後方車両判定部
１２０走行状態取得部
１３０逸脱判定部（車線逸脱検出部）
１４０車線変更開始判定部（車線変更開始検出部）
１５０車線変更終了判定部（車線変更完了検出部）
１６０操舵補助制御部
１７０第１補助操舵トルク解除部（補助操舵トルク解除部）
１８０第２補助操舵トルク解除部（補助操舵トルク解除部）
１９０警告処理部

Claims

車両の走行車線からの車線逸脱を検出する車線逸脱検出部と、
前記車両の後側方に後方車両がいるか否かを判定する後方車両判定部と、
前記車両の前記走行車線からの車線変更開始を検出する車線変更開始検出部と、
前記車両の前記走行車線からの車線変更完了を検出する車線変更完了検出部と、
前記車線逸脱が検出されると、前記車両が前記走行車線を維持するように、ステアリングホイールに対して車線逸脱方向とは逆向きの補助操舵トルクを所定期間に亘って付与する操舵補助制御部と、
前記後方車両判定部が後方車両をいないと判定した場合において、前記車線変更開始検出部が車線変更開始を検出すると、前記補助操舵トルクの付与を解除する一方、前記後方車両判定部が後方車両をいると判定した場合において、前記車線変更完了検出部が車線変更完了を検出すると、前記補助操舵トルクの付与を解除する補助操舵トルク解除部と、を備える
ことを特徴とする車線逸脱防止装置の制御装置。
前記補助操舵トルク解除部は、前記補助操舵トルクの付与開始からの経過時間が所定の上限閾値時間に達すると、前記補助操舵トルクの付与を解除する
請求項１に記載の車線逸脱防止装置の制御装置。
前記補助操舵トルク解除部は、前記後方車両判定部が後方車両をいないと判定した場合において、運転者による操舵操作のトルクが所定の第1閾値トルクを超えると、前記補助操舵トルクの付与を解除する一方、前記後方車両判定部が後方車両をいると判定した場合において、運転者による操舵操作のトルクが前記第１閾値トルクよりも大きい所定の第２閾値トルクを超えると、前記補助操舵トルクの付与を解除する
請求項１又は請求項２に記載の車線逸脱防止装置の制御装置。