JP3572876B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用走行制御装置に関し、特に車両前方の走行レーンを認識し、操舵制御を行う車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ビデオカメラ等の画像により走行レーンを認識し、車両が走行レーンから逸脱しそうな場合に、車両を目標走行位置に制御する装置が提案されている。
例えば、特開平５−３４１８３９号公報には、車両が、現在走行中の走行路から逸脱したとき、あるいは逸脱しそうなときに、この逸脱を抑制するための逸脱抑制手段が制御手段に制御されて作動する車両の走行制御装置において、車両が走行している走行路の道路上における位置を検出する走行路位置検出手段と、走行路からの車両の逸脱方向を検出する逸脱方向検出手段とを備え、上記の制御手段は、走行路位置検出手段によって検出された車両が走行している走行路の道路上における位置と、逸脱方向検出手段によって検出された走行路からの逸脱方向とに応じて、上記の逸脱抑制手段の作動タイミングを変更する車両の走行制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置では、車両が走行レーンを逸脱しようとする方向（右側又は左側）に応じて車両の側面が逸脱しようとする側のガイドラインと一致するように、予め目標走行位置を設定し、この目標走行位置を車両が通るように操舵制御を行っている。このため、運転者が実際に運転した場合にとる走行ラインと上記目標走行位置が道路線形によって異なり、この場合には逸脱防止の操舵制御が運転者に違和感を与えるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、旋回路内及びその直前直後の直線路で目標位置を旋回方向又はその逆方向に変位させることにより、目標位置を一般的な運転特性に合わせ、操舵制御が運転者に違和感を与えることを防止する車両用走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、図１に示すように、道路の走行レーン及び前記走行レーン上の自車位置を認識する走行レーン認識手段Ｍ１と、前記認識した走行レーンに基づいて走行レーン内の目標位置を設定する目標位置設定手段Ｍ２と、
前記自車位置と目標位置との偏差に基づいて操舵制御を行う操舵制御手段Ｍ３とを有する車両用走行制御装置において、
旋回中及びその前後の道路の旋回状況を検出する道路状況検出手段Ｍ４と、
旋回路直前の直線路における目標位置を前記旋回路の旋回方向とは逆方向に変位させる第１の変位手段Ｍ５と、
旋回路の連続状態を検出する連続状態検出手段と、
前記連続状態検出手段で検出された連続する旋回路の旋回方向が異なり旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さが所定値以下の場合に手前の旋回路直前の直線路は先の旋回路直後の直線路として目標位置を変位させる第２の変位手段を有する。
【０００６】
旋回路の入り口では一般的な運転特性として旋回方向と逆方向に車体を寄せることが多く、このような状況で目標位置を旋回方向と逆方向に変位させるため、操舵制御による走行ラインを一般的な運転特性と合わすことができ、運転者に違和感を与えることのない走行レーン逸脱防止の操舵制御を行うことができ、旋回方向が異なる複合コーナを走行する場合に手前のコーナの直後の直線路は先のコーナの旋回方向とは逆側方向に目標位置が変位され、一般的な運転特性と合った操舵制御が可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更する。
【０００９】
このように、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さに応じて変位量を変更する。
【００１０】
このように、旋回の深さに応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速に応じて変位量を変更する。
【００１１】
このように、車速に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は本発明装置のシステム概要図を示す。同図中、イメージセンサ１０は車両の進行方向前方の道路を撮像し、この道路画像を画像処理認識装置１４に供給する。また、イメージセンサ１１，１２は車両の左右後側方の道路を撮像し、この道路画像を画像処理認識装置１４に供給する。
【００１４】
走行レーン認識手段Ｍ１としての画像処理認識装置１４は前方の道路画像の画像処理を行って道路の中央、又は路側の白線や黄色の追越し禁止線等のガイドラインをライン種類と共に認識し、このガイドラインに基づいて走行路（走行レーン）を認識し、自車の走行路中央線からの車両オフセット量や左右のガイドラインからの距離であるレーン内位置、及びガイドラインに対する傾き角である対レーンヨー角、及び走行路（旋回路）のカーブの曲率半径Ｒ等の道路線形、及び走行車両の有無等を認識する。
【００１５】
また、画像処理認識装置１４は左右後側方の道路画像の画像処理を行って、自車レーン及び隣接レーンの後続車両の認識を行う。上記の認識結果は操舵システムＥＣＵ（電子制御装置）１６に供給される。
ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）装置１８は、複数のＧＰＳ衛星から送信される航法情報を受信して自車の走行位置を認識し、この走行位置をナビゲーション装置２０及び操舵システムＥＣＵ１６に供給する。ナビゲーション装置２０はＧＰＳ装置１８からの走行位置を地図情報と重ね合わせ、かつ補正して走行位置情報として操舵システムＥＣＵ１６に供給する。上記の地図情報は道路線形の情報としても使用される。
【００１６】
道路インフラシステム通信装置２２は例えばＶＩＣＳ（ビークル・インフォメーション・アンド・コミュニケーション・システム）等の渋滞、所要時間・規制等の情報、事故・工事や障害物情報、及び気象情報等の道路インフラ情報をＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコンから受信しナビゲーション装置２０及び操舵システムＥＣＵ１６に供給する。
【００１７】
また、センサ群２４には、車両の操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、方向指示器の操作を検出するターンシグナルスイッチのセンサ等の操作状態を検出するものと、車速を検出する車速センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両の前後加速度及び横加速度及び上下加速度を検出する加速度センサ等の車両運動状態を検出するものとがある。これらの各センサの検出信号は警報システムＥＣＵ１６に供給される。また、操舵システムＥＣＵ１６には駆動回路２８が接続されている。上記のナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２が道路状況検出手段Ｍ２及び連続状態検出手段に対応する。
【００１８】
操舵システムＥＣＵ１６は図３に示す如く、マイクロコンピュータで構成され、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４と、入力ポート回路３６と、出力ポート回路３８と、通信回路４０とを有し、これらは双方向性のコモンバス４２により互いに接続されている。
【００１９】
入力ポート回路３６にはセンサ群２４の各センサの検出信号が供給される。また、通信回路４０には画像処理認識装置１４，ＧＰＳ装置１８，ナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２夫々の出力情報が供給される。
ＲＯＭ３２には制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ３０は制御プログラムに基づき、後述する種々の演算を行い、その際にＲＡＭ３４が作業領域として使用される。ＣＰＵ３０が制御プログラムを実行することにより発生した制御信号は出力ポート回路３８から駆動回路２８に供給される。
【００２０】
図４は操舵手段としての操舵機構５０の構成図を示す。同図中、操舵ハンドル５１は操舵軸５２を介してステアリングギヤボックス５３内のピニオンギヤに接続されている。このピニオンギヤはラックバー５４と噛合し、操舵ハンドル５１の回転運動をラックバー５４の往復運動に変換して伝達するものである。ラックバー５４の両端には左右タイロッド５５ａ，５５ｂ及び左右ナックルアーム５６ａ，５６ｂを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に連結されている。この操舵機構５０は前輪の操舵制御のためのアクチュエータとしてのブラシレスモータ等の電動モータ５８を備えており、この電動モータ５８は前述の駆動回路２８によって駆動される。電動モータ５８の回転軸はステアリングギヤボックス５３内のラックバー５４に接続されている。
【００２１】
図５は操舵システムＥＣＵ１６が実行するメイン処理のフローチャートを示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同図中、ステップＳ２では通信回路４０を介して画像処理認識装置１４，ＧＰＳ装置１８，ナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２夫々から供給される情報を読み取り、また、入力ポート回路３６を介してセンサ群２４から供給される検出信号を読み取る。
【００２２】
次に、ステップＳ４では読み取った道路線形、カーブの曲率半径等の情報、及び操舵角や車速等の検出信号に基づいて目標位置を設定する。この後、ステップＳ６で自車の車両オフセット量（走行レーン中央からのずれ量）と目標位置とに基づいて次式から操舵制御量Ｄを算出する。
Ｄ＝ｋ１ ×Ｅ＋ｋ２ ×ΔＥ
但し、Ｅは車両オフセット量と目標位置Ｓとの偏差、ΔＥは上記偏差の微分値、ｋ１ ，ｋ２ は所定の係数（定数）である。なお、本実施例では、車両オフセット量Ｅ，目標位置Ｓ夫々は走行レーン中央位置を０として右側を負、左側を正として表わす。この後、ステップＳ８では算出した操舵制御量Ｄに基づく制御信号を駆動回路２８に出力する。これによって、電動モータ５８が回転駆動されて前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵が行われる。上記のステップＳ６，Ｓ８が操舵制御手段Ｍ３に対応する。
【００２３】
図６及び図７はステップＳ４の目標位置設定処理の一実施例のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ１０では自車走行レーンの中央位置、つまり零を目標位置Ｓとして設定する。このステップＳ１０が目標位置設定手段Ｍ２に対応する。
次にステップＳ１２で、例えばセンサ群２４の検出信号として得られた操舵角から自車が左旋回中であるか否かを判別し、左旋回中でなければステップＳ１４で自車が右旋回中か否かを判別する。そして、ステップＳ１２で左旋回中と判別された場合はステップＳ１６に進んで図８に示すように＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路における目標位置Ｓを旋回方向に補正する。
【００２４】
次にステップＳ１４で右旋回中と判別された場合はステップＳ２０に進んで図８に示すように−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路における目標位置Ｓを旋回の内側方向に補正する。上記ステップＳ１６，Ｓ２０の実行後は図７のステップＳ４２に進む。ステップＳ１４で右旋回中でない場合にはステップＳ２４に進む。
【００２５】
ステップＳ２４ではナビゲーション装置２０又は道路インフラシステム通信装置２２からの情報に基づいて、自車が左コーナ直前（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別し、そうでなければステップＳ２６で自車が右コーナ直前（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別する。そして、ステップＳ２４で左コーナ直前の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ２８に進んで−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。
【００２６】
また、ステップＳ２６で右コーナ直前の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ３０に進んで＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路の直前の直線部では目標位置Ｓを旋回方向とは逆側方向に補正する。上記のステップＳ２８又はＳ３０を実行すると図７のステップＳ４２に進み、ステップＳ２６で右カーブ直前の直線部を走行中でなければステップＳ３４に進む。上記のステップＳ２４〜Ｓ３０が第１の変位手段Ｍ５に対応する。
【００２７】
ステップＳ３４ではナビゲーション装置２０又は道路インフラシステム通信装置２２からの情報に基づいて、自車が左コーナ直後（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別し、そうでなければステップＳ３６で自車が右コーナ直後（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別する。そして、ステップＳ３４で左コーナ直後の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ３８に進んで−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。
【００２８】
また、ステップＳ３６で右コーナ直後の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ４０に進んで＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり、旋回路の直後の直線部では目標位置を旋回方向とは逆側方向に補正する。上記のステップＳ３８又はＳ４０を実行後、又はステップＳ３６で右カーブ直後の直線部を走行中でなければ図７のステップＳ４２に進む。
【００２９】
ステップＳ４２では図９に示すように旋回方向が異なる複合コーナで、旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さｌが所定値以下か否かを判別する。この条件を満足する場合には第２の変位手段としてのステップＳ４４でこの直線部を手前のコーナの直後としてではなく、先のコーナの直前の直線部とみなし、ステップＳ２４〜Ｓ３０と同様に、目標位置として先のコーナの旋回方向とは逆側方向に＋Ｌ１又は−Ｌ１を設定する。
【００３０】
ステップＳ４４の実行後、又はステップＳ４２の条件を満足しない場合はステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では旋回路の曲率半径Ｒ（旋回路の直前又は直後の直線部では対応する旋回路の曲率半径Ｒを用いる）を用いて図１０の実線ＩＩＩ に示すマップを参照して係数ｋａを算出する。この後、ステップＳ４８に進み、旋回路の旋回の深さ（旋回角度）θｄ（旋回路の直前又は直後の直線部では対応する旋回路の旋回の深さθｄを用いる）を用いて、図１０の実線ＩＶに示すマップを参照して係数ｋｂを算出する。更にステップＳ４９でセンサ群２４で検出した車速Ｖを用いて図１０の実線Ｖに示すマップを参照して係数ｋｃを算出する。そして、ステップＳ５０で次式に示すように、目標位置Ｓに上記係数ｋａ，ｋｂ，ｋｃを乗算して補正し処理を終了する。
【００３１】
Ｓ＝Ｓ×ｋａ×ｋｂ×ｋｃ
これによって、旋回路では旋回方向と同一方向、旋回路の直前直後では旋回方向と逆方向に変位させて目標位置が設定され、その変位量は旋回路の曲率半径Ｒが小なるほど大きく設定され、かつ旋回の深さが大なるほど大きく設定され、かつ、車速が速いほど大きく設定される。
【００３２】
図１１には車両５０が左コーナを走行する際の運転者の一般的な運転特性の走行ラインを矢印付きの実線で示す。同図中、走行ラインの両端の左右のガイドラインＩＩ，Ｉに対して走行ラインの中央位置を破線で示す。直線部Ａからコーナ部Ｂを通って直線部Ｃに進む場合、左コーナ直前の直線部Ａ１ では左コーナに入る準備として走行ラインは右側のガイドラインＩに近付き、コーナ部Ｂではできるだけ直線的に走行するため走行ラインは左側のガイドラインＩＩに近付く。このため左コーナ直後の直線部Ｃ１ では走行ラインは走行レーンの右側のガイドラインＩに近付き、その後、走行レーンの中央位置に戻る。
【００３３】
本実施例では目標位置が図１１に示すような運転者の一般的な運転特性の走行ラインと略一致する。このため操舵制御による走行ラインが一般的な運転特性に合うものとなり、運転者に違和感を与えることを防止できる。
【００３４】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１に記載の発明は、道路の走行レーン及び前記走行レーン上の自車位置を認識する走行レーン認識手段と、前記認識した走行レーンに基づいて走行レーン内の目標位置を設定する目標位置設定手段と、
前記自車位置と目標位置との偏差に基づいて操舵制御を行う操舵制御手段とを有する車両用走行制御装置において、
旋回中及びその前後の道路の旋回状況を検出する道路状況検出手段と、
旋回路直前の直線路における目標位置を前記旋回路の旋回方向とは逆方向に変位させる第１の変位手段と、
旋回路の連続状態を検出する連続状態検出手段と、
前記連続状態検出手段で検出された連続する旋回路の旋回方向が異なり旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さが所定値以下の場合に手前の旋回路直前の直線路は先の旋回路直後の直線路として目標位置を変位させる第２の変位手段を有する。
【００３５】
旋回路の入り口では一般的な運転特性として旋回方向と逆方向に車体を寄せることが多く、このような状況で目標位置を旋回方向と逆方向に変位させるため、操舵制御による走行ラインを一般的な運転特性と合わすことができ、運転者に違和感を与えることのない走行レーン逸脱防止の操舵制御を行うことができ、旋回方向が異なる複合コーナを走行する場合に手前のコーナの直後の直線路は先のコーナの旋回方向とは逆側方向に目標位置が変位され、一般的な運転特性と合った操舵制御が可能となる。
【００３７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更する。
【００３８】
このように、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さに応じて変位量を変更する。
【００３９】
このように、旋回の深さに応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速に応じて変位量を変更する。
【００４０】
このように、車速に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明装置のシステム概要図である。
【図３】警報システムＥＣＵのブロック図である。
【図４】操舵機構の構成図である。
【図５】メイン処理のフローチャートである。
【図６】目標値設定処理のフローチャートである。
【図７】目標値設定処理のフローチャートである。
【図８】目標位置設定を説明するための図である。
【図９】複合旋回路を説明するための図である。
【図１０】係数ｋａ，ｋｂ，ｋｃのマップを示す図である。
【図１１】コーナ走行の一般的な運転特性を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１，１２ イメージセンサ
１４ 画像処理認識装置
１６ 警報システムＥＣＵ
１８ ＧＰＳ装置
２０ ナビゲーション装置
２２ 道路インフラシステム通信装置
２４ センサ群
３０ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
３６ 入力ポート回路
３８ 出力ポート回路
４０ 通信回路
４２ コモンバス
Ｍ１ 走行レーン認識手段
Ｍ２ 目標位置設定手段
Ｍ３ 操舵制御手段
Ｍ４ 道路状況検出手段
Ｍ５ 第１の変位手段
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用走行制御装置に関し、特に車両前方の走行レーンを認識し、操舵制御を行う車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ビデオカメラ等の画像により走行レーンを認識し、車両が走行レーンから逸脱しそうな場合に、車両を目標走行位置に制御する装置が提案されている。
例えば、特開平５−３４１８３９号公報には、車両が、現在走行中の走行路から逸脱したとき、あるいは逸脱しそうなときに、この逸脱を抑制するための逸脱抑制手段が制御手段に制御されて作動する車両の走行制御装置において、車両が走行している走行路の道路上における位置を検出する走行路位置検出手段と、走行路からの車両の逸脱方向を検出する逸脱方向検出手段とを備え、上記の制御手段は、走行路位置検出手段によって検出された車両が走行している走行路の道路上における位置と、逸脱方向検出手段によって検出された走行路からの逸脱方向とに応じて、上記の逸脱抑制手段の作動タイミングを変更する車両の走行制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置では、車両が走行レーンを逸脱しようとする方向（右側又は左側）に応じて車両の側面が逸脱しようとする側のガイドラインと一致するように、予め目標走行位置を設定し、この目標走行位置を車両が通るように操舵制御を行っている。このため、運転者が実際に運転した場合にとる走行ラインと上記目標走行位置が道路線形によって異なり、この場合には逸脱防止の操舵制御が運転者に違和感を与えるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、旋回路内及びその直前直後の直線路で目標位置を旋回方向又はその逆方向に変位させることにより、目標位置を一般的な運転特性に合わせ、操舵制御が運転者に違和感を与えることを防止する車両用走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、図１に示すように、道路の走行レーン及び前記走行レーン上の自車位置を認識する走行レーン認識手段Ｍ１と、前記認識した走行レーンに基づいて走行レーン内の目標位置を設定する目標位置設定手段Ｍ２と、
前記自車位置と目標位置との偏差に基づいて操舵制御を行う操舵制御手段Ｍ３とを有する車両用走行制御装置において、
旋回中及びその前後の道路の旋回状況を検出する道路状況検出手段Ｍ４と、
旋回路直前の直線路における目標位置を前記旋回路の旋回方向とは逆方向に変位させる第１の変位手段Ｍ５と、
旋回路の連続状態を検出する連続状態検出手段と、
前記連続状態検出手段で検出された連続する旋回路の旋回方向が異なり旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さが所定値以下の場合に手前の旋回路直前の直線路は先の旋回路直後の直線路として目標位置を変位させる第２の変位手段を有する。
【０００６】
旋回路の入り口では一般的な運転特性として旋回方向と逆方向に車体を寄せることが多く、このような状況で目標位置を旋回方向と逆方向に変位させるため、操舵制御による走行ラインを一般的な運転特性と合わすことができ、運転者に違和感を与えることのない走行レーン逸脱防止の操舵制御を行うことができ、旋回方向が異なる複合コーナを走行する場合に手前のコーナの直後の直線路は先のコーナの旋回方向とは逆側方向に目標位置が変位され、一般的な運転特性と合った操舵制御が可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更する。
【０００９】
このように、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さに応じて変位量を変更する。
【００１０】
このように、旋回の深さに応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速に応じて変位量を変更する。
【００１１】
このように、車速に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は本発明装置のシステム概要図を示す。同図中、イメージセンサ１０は車両の進行方向前方の道路を撮像し、この道路画像を画像処理認識装置１４に供給する。また、イメージセンサ１１，１２は車両の左右後側方の道路を撮像し、この道路画像を画像処理認識装置１４に供給する。
【００１４】
走行レーン認識手段Ｍ１としての画像処理認識装置１４は前方の道路画像の画像処理を行って道路の中央、又は路側の白線や黄色の追越し禁止線等のガイドラインをライン種類と共に認識し、このガイドラインに基づいて走行路（走行レーン）を認識し、自車の走行路中央線からの車両オフセット量や左右のガイドラインからの距離であるレーン内位置、及びガイドラインに対する傾き角である対レーンヨー角、及び走行路（旋回路）のカーブの曲率半径Ｒ等の道路線形、及び走行車両の有無等を認識する。
【００１５】
また、画像処理認識装置１４は左右後側方の道路画像の画像処理を行って、自車レーン及び隣接レーンの後続車両の認識を行う。上記の認識結果は操舵システムＥＣＵ（電子制御装置）１６に供給される。
ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）装置１８は、複数のＧＰＳ衛星から送信される航法情報を受信して自車の走行位置を認識し、この走行位置をナビゲーション装置２０及び操舵システムＥＣＵ１６に供給する。ナビゲーション装置２０はＧＰＳ装置１８からの走行位置を地図情報と重ね合わせ、かつ補正して走行位置情報として操舵システムＥＣＵ１６に供給する。上記の地図情報は道路線形の情報としても使用される。
【００１６】
道路インフラシステム通信装置２２は例えばＶＩＣＳ（ビークル・インフォメーション・アンド・コミュニケーション・システム）等の渋滞、所要時間・規制等の情報、事故・工事や障害物情報、及び気象情報等の道路インフラ情報をＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコンから受信しナビゲーション装置２０及び操舵システムＥＣＵ１６に供給する。
【００１７】
また、センサ群２４には、車両の操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、方向指示器の操作を検出するターンシグナルスイッチのセンサ等の操作状態を検出するものと、車速を検出する車速センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両の前後加速度及び横加速度及び上下加速度を検出する加速度センサ等の車両運動状態を検出するものとがある。これらの各センサの検出信号は警報システムＥＣＵ１６に供給される。また、操舵システムＥＣＵ１６には駆動回路２８が接続されている。上記のナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２が道路状況検出手段Ｍ２及び連続状態検出手段に対応する。
【００１８】
操舵システムＥＣＵ１６は図３に示す如く、マイクロコンピュータで構成され、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４と、入力ポート回路３６と、出力ポート回路３８と、通信回路４０とを有し、これらは双方向性のコモンバス４２により互いに接続されている。
【００１９】
入力ポート回路３６にはセンサ群２４の各センサの検出信号が供給される。また、通信回路４０には画像処理認識装置１４，ＧＰＳ装置１８，ナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２夫々の出力情報が供給される。
ＲＯＭ３２には制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ３０は制御プログラムに基づき、後述する種々の演算を行い、その際にＲＡＭ３４が作業領域として使用される。ＣＰＵ３０が制御プログラムを実行することにより発生した制御信号は出力ポート回路３８から駆動回路２８に供給される。
【００２０】
図４は操舵手段としての操舵機構５０の構成図を示す。同図中、操舵ハンドル５１は操舵軸５２を介してステアリングギヤボックス５３内のピニオンギヤに接続されている。このピニオンギヤはラックバー５４と噛合し、操舵ハンドル５１の回転運動をラックバー５４の往復運動に変換して伝達するものである。ラックバー５４の両端には左右タイロッド５５ａ，５５ｂ及び左右ナックルアーム５６ａ，５６ｂを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に連結されている。この操舵機構５０は前輪の操舵制御のためのアクチュエータとしてのブラシレスモータ等の電動モータ５８を備えており、この電動モータ５８は前述の駆動回路２８によって駆動される。電動モータ５８の回転軸はステアリングギヤボックス５３内のラックバー５４に接続されている。
【００２１】
図５は操舵システムＥＣＵ１６が実行するメイン処理のフローチャートを示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同図中、ステップＳ２では通信回路４０を介して画像処理認識装置１４，ＧＰＳ装置１８，ナビゲーション装置２０，道路インフラシステム通信装置２２夫々から供給される情報を読み取り、また、入力ポート回路３６を介してセンサ群２４から供給される検出信号を読み取る。
【００２２】
次に、ステップＳ４では読み取った道路線形、カーブの曲率半径等の情報、及び操舵角や車速等の検出信号に基づいて目標位置を設定する。この後、ステップＳ６で自車の車両オフセット量（走行レーン中央からのずれ量）と目標位置とに基づいて次式から操舵制御量Ｄを算出する。
Ｄ＝ｋ１ ×Ｅ＋ｋ２ ×ΔＥ
但し、Ｅは車両オフセット量と目標位置Ｓとの偏差、ΔＥは上記偏差の微分値、ｋ１ ，ｋ２ は所定の係数（定数）である。なお、本実施例では、車両オフセット量Ｅ，目標位置Ｓ夫々は走行レーン中央位置を０として右側を負、左側を正として表わす。この後、ステップＳ８では算出した操舵制御量Ｄに基づく制御信号を駆動回路２８に出力する。これによって、電動モータ５８が回転駆動されて前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵が行われる。上記のステップＳ６，Ｓ８が操舵制御手段Ｍ３に対応する。
【００２３】
図６及び図７はステップＳ４の目標位置設定処理の一実施例のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ１０では自車走行レーンの中央位置、つまり零を目標位置Ｓとして設定する。このステップＳ１０が目標位置設定手段Ｍ２に対応する。
次にステップＳ１２で、例えばセンサ群２４の検出信号として得られた操舵角から自車が左旋回中であるか否かを判別し、左旋回中でなければステップＳ１４で自車が右旋回中か否かを判別する。そして、ステップＳ１２で左旋回中と判別された場合はステップＳ１６に進んで図８に示すように＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路における目標位置Ｓを旋回方向に補正する。
【００２４】
次にステップＳ１４で右旋回中と判別された場合はステップＳ２０に進んで図８に示すように−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路における目標位置Ｓを旋回の内側方向に補正する。上記ステップＳ１６，Ｓ２０の実行後は図７のステップＳ４２に進む。ステップＳ１４で右旋回中でない場合にはステップＳ２４に進む。
【００２５】
ステップＳ２４ではナビゲーション装置２０又は道路インフラシステム通信装置２２からの情報に基づいて、自車が左コーナ直前（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別し、そうでなければステップＳ２６で自車が右コーナ直前（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別する。そして、ステップＳ２４で左コーナ直前の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ２８に進んで−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。
【００２６】
また、ステップＳ２６で右コーナ直前の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ３０に進んで＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり旋回路の直前の直線部では目標位置Ｓを旋回方向とは逆側方向に補正する。上記のステップＳ２８又はＳ３０を実行すると図７のステップＳ４２に進み、ステップＳ２６で右カーブ直前の直線部を走行中でなければステップＳ３４に進む。上記のステップＳ２４〜Ｓ３０が第１の変位手段Ｍ５に対応する。
【００２７】
ステップＳ３４ではナビゲーション装置２０又は道路インフラシステム通信装置２２からの情報に基づいて、自車が左コーナ直後（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別し、そうでなければステップＳ３６で自車が右コーナ直後（例えば数１０ｍ）の直線部を走行中か否かを判別する。そして、ステップＳ３４で左コーナ直後の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ３８に進んで−Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。
【００２８】
また、ステップＳ３６で右コーナ直後の直線部を走行中と判別された場合は、ステップＳ４０に進んで＋Ｌ１を目標位置Ｓとして設定する。つまり、旋回路の直後の直線部では目標位置を旋回方向とは逆側方向に補正する。上記のステップＳ３８又はＳ４０を実行後、又はステップＳ３６で右カーブ直後の直線部を走行中でなければ図７のステップＳ４２に進む。
【００２９】
ステップＳ４２では図９に示すように旋回方向が異なる複合コーナで、旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さｌが所定値以下か否かを判別する。この条件を満足する場合には第２の変位手段としてのステップＳ４４でこの直線部を手前のコーナの直後としてではなく、先のコーナの直前の直線部とみなし、ステップＳ２４〜Ｓ３０と同様に、目標位置として先のコーナの旋回方向とは逆側方向に＋Ｌ１又は−Ｌ１を設定する。
【００３０】
ステップＳ４４の実行後、又はステップＳ４２の条件を満足しない場合はステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では旋回路の曲率半径Ｒ（旋回路の直前又は直後の直線部では対応する旋回路の曲率半径Ｒを用いる）を用いて図１０の実線ＩＩＩ に示すマップを参照して係数ｋａを算出する。この後、ステップＳ４８に進み、旋回路の旋回の深さ（旋回角度）θｄ（旋回路の直前又は直後の直線部では対応する旋回路の旋回の深さθｄを用いる）を用いて、図１０の実線ＩＶに示すマップを参照して係数ｋｂを算出する。更にステップＳ４９でセンサ群２４で検出した車速Ｖを用いて図１０の実線Ｖに示すマップを参照して係数ｋｃを算出する。そして、ステップＳ５０で次式に示すように、目標位置Ｓに上記係数ｋａ，ｋｂ，ｋｃを乗算して補正し処理を終了する。
【００３１】
Ｓ＝Ｓ×ｋａ×ｋｂ×ｋｃ
これによって、旋回路では旋回方向と同一方向、旋回路の直前直後では旋回方向と逆方向に変位させて目標位置が設定され、その変位量は旋回路の曲率半径Ｒが小なるほど大きく設定され、かつ旋回の深さが大なるほど大きく設定され、かつ、車速が速いほど大きく設定される。
【００３２】
図１１には車両５０が左コーナを走行する際の運転者の一般的な運転特性の走行ラインを矢印付きの実線で示す。同図中、走行ラインの両端の左右のガイドラインＩＩ，Ｉに対して走行ラインの中央位置を破線で示す。直線部Ａからコーナ部Ｂを通って直線部Ｃに進む場合、左コーナ直前の直線部Ａ１ では左コーナに入る準備として走行ラインは右側のガイドラインＩに近付き、コーナ部Ｂではできるだけ直線的に走行するため走行ラインは左側のガイドラインＩＩに近付く。このため左コーナ直後の直線部Ｃ１ では走行ラインは走行レーンの右側のガイドラインＩに近付き、その後、走行レーンの中央位置に戻る。
【００３３】
本実施例では目標位置が図１１に示すような運転者の一般的な運転特性の走行ラインと略一致する。このため操舵制御による走行ラインが一般的な運転特性に合うものとなり、運転者に違和感を与えることを防止できる。
【００３４】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１に記載の発明は、道路の走行レーン及び前記走行レーン上の自車位置を認識する走行レーン認識手段と、前記認識した走行レーンに基づいて走行レーン内の目標位置を設定する目標位置設定手段と、
前記自車位置と目標位置との偏差に基づいて操舵制御を行う操舵制御手段とを有する車両用走行制御装置において、
旋回中及びその前後の道路の旋回状況を検出する道路状況検出手段と、
旋回路直前の直線路における目標位置を前記旋回路の旋回方向とは逆方向に変位させる第１の変位手段と、
旋回路の連続状態を検出する連続状態検出手段と、
前記連続状態検出手段で検出された連続する旋回路の旋回方向が異なり旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さが所定値以下の場合に手前の旋回路直前の直線路は先の旋回路直後の直線路として目標位置を変位させる第２の変位手段を有する。
【００３５】
旋回路の入り口では一般的な運転特性として旋回方向と逆方向に車体を寄せることが多く、このような状況で目標位置を旋回方向と逆方向に変位させるため、操舵制御による走行ラインを一般的な運転特性と合わすことができ、運転者に違和感を与えることのない走行レーン逸脱防止の操舵制御を行うことができ、旋回方向が異なる複合コーナを走行する場合に手前のコーナの直後の直線路は先のコーナの旋回方向とは逆側方向に目標位置が変位され、一般的な運転特性と合った操舵制御が可能となる。
【００３７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更する。
【００３８】
このように、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さに応じて変位量を変更する。
【００３９】
このように、旋回の深さに応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速に応じて変位量を変更する。
【００４０】
このように、車速に応じて変位量を変更するため、一般的な運転特性に合った目標位置を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明装置のシステム概要図である。
【図３】警報システムＥＣＵのブロック図である。
【図４】操舵機構の構成図である。
【図５】メイン処理のフローチャートである。
【図６】目標値設定処理のフローチャートである。
【図７】目標値設定処理のフローチャートである。
【図８】目標位置設定を説明するための図である。
【図９】複合旋回路を説明するための図である。
【図１０】係数ｋａ，ｋｂ，ｋｃのマップを示す図である。
【図１１】コーナ走行の一般的な運転特性を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１，１２ イメージセンサ
１４ 画像処理認識装置
１６ 警報システムＥＣＵ
１８ ＧＰＳ装置
２０ ナビゲーション装置
２２ 道路インフラシステム通信装置
２４ センサ群
３０ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
３６ 入力ポート回路
３８ 出力ポート回路
４０ 通信回路
４２ コモンバス
Ｍ１ 走行レーン認識手段
Ｍ２ 目標位置設定手段
Ｍ３ 操舵制御手段
Ｍ４ 道路状況検出手段
Ｍ５ 第１の変位手段
Claims (7)
- 道路の走行レーン及び前記走行レーン上の自車位置を認識する走行レーン認識手段と、前記認識した走行レーンに基づいて走行レーン内の目標位置を設定する目標位置設定手段と、
前記自車位置と目標位置との偏差に基づいて操舵制御を行う操舵制御手段とを有する車両用走行制御装置において、
旋回中及びその前後の道路の旋回状況を検出する道路状況検出手段と、
旋回路直前の直線路における目標位置を前記旋回路の旋回方向とは逆方向に変位させる第１の変位手段と、
旋回路の連続状態を検出する連続状態検出手段と、
前記連続状態検出手段で検出された連続する旋回路の旋回方向が異なり旋回方向が逆になる境界部分の直線部の長さが所定値以下の場合に手前の旋回路直前の直線路は先の旋回路直後の直線路として目標位置を変位させる第２の変位手段を有することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径に応じて変位量を変更することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さに応じて変位量を変更することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速に応じて変位量を変更することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項２記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の曲率半径が小なるほど変位量を大きく設定することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項３記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、旋回路の旋回の深さが大なるほど変位量を大きく設定することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項４記載の車両用走行制御装置において、
前記変位手段は、車速が速いほど変位量を大きく設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
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