JP3654656B2 - 車両の予防安全装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両の予防安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種予防安全装置としては、例えば特開昭５９−１５３６２７号公報に記載されたような居眠り運転警報装置がある。
これは、ステアリングの無操舵状態が所定の時間以上継続した後にある角度より大きな操舵が行われたとき、それに引き続く所定の居眠りパターンが検出されると、居眠り状態と判断して警報手段を作動させるようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の予防安全装置においては、誤検出による運転者への煩雑さを避けるため、明らかに不適正と見られる操作の発生、あるいは相当程度危険な状態にならないと、警告すべき状態が検出されないという点で未だ不十分であった。
したがってこの発明は、上記従来の問題点に鑑み、居眠り運転警報装置その他の安全対応制御手段において、運転者の状態の変化をつかみ、運転者の状態に応じてその制御レベルを変えてより早期のあるいはより高度の的確な安全対応措置がとれるようにした車両用の予防安全装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、図１に示すように、車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段１と、運転者の反応を検出する運転者反応検出手段２と、前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段３と、安全対応制御手段４とを有し、該安全対応制御手段４が前記運転者の状態判断手段３の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されているものとした。
【０００５】
【作用】
運転者の状態判断手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断して、安全対応制御手段の制御の感度レベルを変え、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるようにしたから、通常は安全対応制御手段は誤検出などを招かない感度レベルで作動するとともに、運転者が異常状態にあるときは高い感度レベルで早期に警報その他の安全対応措置が行なわれる。
【０００６】
【実施例】
図２は、本発明を居眠り警報に適用した第１の実施例を示す。車間距離・障害物センサ１１からなる周囲環境測定装置１０とこれにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部１２が設けられている。また、アクセル操作検出センサ１４とブレーキ作動センサ１５からなる運転操作検出部１３が設けられ、状態変化検出部１２とアクセル操作検出センサ１４およびブレーキ作動センサ１５の出力が操作の対応度合判断部１６に入力される。
【０００７】
居眠り警報システム２０においてはステアリングセンサ２１からの信号が居眠り検出ロジック部２２に入力され、操舵パターンが基準パターンと比較されて、居眠り状態と判断されるとき警報器２３に駆動出力が出される。ここで、操作の対応度合判断部１６では、車間距離、障害物との距離の変化に対応するアクセルあるいはブレーキ操作状況から運転者が正常か異常かを判断し、その判断結果を居眠り検出ロジック部２２に出力する。居眠り検出ロジック部２２は操作の対応度合判断部１６からの正常か異常かの判断結果に応じてその検出ロジックである基準パターンを変更する。
【０００８】
図３は、実施例のレイアウト概要を示し、状態変化検出部と操作の対応度合判断部はＣＰＵ３０により構成されている。
図４は実施例における操作の対応度合判断の流れを示し、一部、居眠り検出ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ１０１において自車両と前方の車両との車間距離または、前方障害物との距離が車間距離・障害物センサからなる周囲環境測定装置１０により測定される。そしてステップ１０２で、状態変化検出部１２が上記測定距離における変化状況を検出する。
【０００９】
ステップ１０２で変化が認められたときには、ステップ１０３に進んで、変化を始めたときの車間距離の値が車間距離初期値Ｄ0 としてセットされる。
次にステップ１０４で、操作の対応度合判断部１６において、タイマカウンタがｎ＝０にリセットされ、ステップ１０５においてｎ＝ｎ＋１により計時が開始される。 そして、ステップ１０６で、Ｄ1 に現在の車間距離がセットされたうえ、ステップ１０７において車間距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
【００１０】
変化量Ｄ0 −Ｄ1 が所定値より大きいときは、ステップ１０８に進んで、Ｄ0 がＤ1 の値に更新される。このあとステップ１０９において、アクセル操作検出センサ１４およびブレーキ作動センサ１５からの信号が読み込まれ、アクセルあるいはブレーキ操作が行なわれたかどうかがチェックされる。測定距離における変化状況に対応してアクセルあるいはブレーキが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作によってアクセル開度またはブレーキに変化があると、ステップ１１０に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
【００１１】
ステップ１１１において、カウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両の周辺環境の変化に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ１１２で、居眠り検出ロジック部において、感度を上げた検出ロジックとされる。
これにより、操舵パターンが正常者の平均的なパターンからわずかにずれてきた時点で、居眠り警報システムにおいて速やかに警報が行なわれる。
【００１２】
ステップ１１１においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態にあると判断され、意識的に操舵されているものとしてステップ１１３に進んで、居眠り検出ロジック部２２における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
一方、ステップ１０７の比較において車間距離の変化量Ｄ0 −Ｄ1 が所定値以下のときには、ステップ１１４でタイマカウンタがクリアされ、ステップ１０１に戻る。
【００１３】
この実施例によれば、環境の変化に対する運転者の操作対応が正常であるときは居眠り運転検出の感度が下げられ、これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止されるとともに、運転者が異常状態にあるときは感度が上げられ、早期に居眠り警報が行なわれる。
【００１４】
上記実施例では、車両の環境状態の変化を検出するのに、車間距離・障害物センサ１１からなる周囲環境測定装置１０と、これにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部１２とを用いたが、周囲環境測定装置１０としては、このほか道路の白線検知センサ１７、側方距離センサ１７’、あるいは道路勾配センサ１８、車速センサ１９などを用いることができる。
【００１５】
例えば道路勾配センサ１８と車速センサ１９を用いるときには、図５に示すフローチャートのように、ステップ１２１で車速および道路勾配が測定され、続いてステップ１２２において、その勾配変化と該勾配変化に伴う車速の変化がチェックされる。ここで、勾配変化に伴う車速変化が認められるとステップ１２３において、変化を始めたときの車速値が車速初期値Ｖ0 としてセットされる。
そしてステップ１２４で、タイマカウンタがリセットされ、カウントが開始される。ステップ１２９では、登坂路に入ったときさらにエンジン出力を上げるためにアクセル開度が増大したか、また下り坂では車速増大に対してブレーキが踏まれたかがチェックされる。その他のステップは図４に示されたものと同様である。
【００１６】
また、周囲環境測定装置１０として白線検知センサ１７や側方距離センサ１７’が用いられるときには、運転操作検出部１３にステアリング操作検出センサ３２を含めて、例えば車両が道路ガードレールに寄っているのにハンドル操作がなく修正が行なわれない場合やその修正操作が遅れる状態をも上記と同様にして検出対象とすることができる。
【００１７】
なお、白線検知センサ１７は、具体的には図６のように、車両前方を撮影するカメラ３５と、その画像信号を処理して前方道路のセンターライン、路肩白線を検出し、車両とこれら白線との間隔を演算する画像処理装置３６とから構成される。そして操作の対応度合判断の参照情報を得るためウインカスイッチ３７の信号が用いられる。
【００１８】
この場合の操作の対応度合判断の流れは図７に示される。
まず、ステップ１４１においてウインカスイッチ３７の状態が読み込まれ、ステップ１４２で意識的な進路変更を示すウインカスイッチ信号が出力されているかどうかがチェックされる。
ステップ１４２でウインカスイッチ信号がないときはステップ１４３に進んで、白線と車両の間隔が変化してあらかじめ設定された所定値より小さくなったかがチェックされる。小さくなっているときは、ステップ１４４に進んで、変化を始めたときの白線との間隔の値が白線距離初期値Ｌ0 としてセットされる。
【００１９】
次にステップ１４５で、操作の対応度合判断部１６において、タイマカウンタがｎ＝０にリセットされ、ステップ１４６においてｎ＝ｎ＋１により計時が開始される。 そして、ステップ１４７で、Ｌ1 に現在の白線距離がセットされたうえ、ステップ１４８において白線距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
変化量Ｌ0 −Ｌ1 が所定値より大きいときは、ステップ１４９に進んで、Ｌ0 がＬ1 の値に更新される。
【００２０】
このあとステップ１５０において、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、白線から離れる方向の修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。白線距離における変化状況に対応してステアリングが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作があるとステップ１５１に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
その他ステップ１５２〜１５５は図４におけるステップ１１１〜１１４と同じである。
なお、この場合には、居眠り警報システムにおけるステアリングセンサでステアリング操作検出センサを兼ねさせてもよい。
側方距離センサを用いる場合も流れは同様である。
【００２１】
次に図８は、追突防止に適用した第２の実施例を示す。車両の環境状態の変化を検出するため、周囲環境測定装置１０に加え、ステアリング逆入力センサ３９からなる外乱検出部３８が設けられている。
周囲環境測定装置１０としては前実施例と同じく、車間距離・障害物センサ１１や白線検知センサ１７、側方距離センサ１７’、道路勾配センサ１８、車速センサ１９などが用いられる。
また運転者の反応検出のため、アクセル操作検出センサ１４、ブレーキ作動センサ１５、ならびにステアリング操作検出センサ３２、ステアリング操舵角センサ４４からなる運転操作検出部４３が設けられ、周囲環境測定装置１０に接続された状態変化検出部１２と外乱検出部３８ならびに運転操作検出部４３の出力が操作の対応度合判断部４６に入力される。
【００２２】
追突防止システム５０においては車速センサ５９と車間距離センサ５１からの信号が追突防止ロジック部５２に入力され、ロジックとしての車間距離と走行速度の関係を示す基準パターンと比較されて、接近の恐れありと判断されるとき警報器５３に駆動出力が出され、あるいは緊急を要するとき自動ブレーキ駆動装置５４が作動される。
【００２３】
ここで、操作の対応度合判断部４６では、前実施例と同様に、周囲環境測定装置１０により検出された周囲環境の変化に対するアクセル操作、ブレーキ作動あるいはステアリング操作の対応度合によって運転者が正常か異常かが判断されるとともに、外乱であるステアリング逆入力に対するステアリングの修正操作状況によっても運転者が正常か異常かが判断され、その判断結果が追突防止ロジック部５２に出力される。
追突防止ロジック部５２は操作の対応度合判断部からの正常か異常かの判断結果に応じてその警報ロジックを変更する。
【００２４】
図９、はとくにステアリング逆入力センサ３９のレイアウト、およびその構成を示す。
ステアリングのコラム部６１にステアリング操舵角センサ４４が設けられ、パワステアリングユニット６２の油路のコントロールバルブ６３にスイッチＡ、スイッチＢが設けられている。ステアリング操舵角センサ４４およびスイッチＡ、Ｂの出力が外乱判別部６４に入力され、ここで後述する条件の成立をチェックすることによりステアリング逆入力を検出し、外乱信号が出力される。
【００２５】
次に、ステアリング逆入力の検出を、パワステアリングユニット６２を示す図１０〜図１４および判別条件を示す図１５に基づいて説明する。
パワステアリングユニットのコントロールバルブ６３は、オイルポンプ６５側に接続された入力ポート７１と、オイルリザーバ６６に接続されたドレンポート７２、およびパワーシリンダ６７の左右の室にそれぞれ接続された出力ポート７３、７４を備え、バルブスプール７５の軸方向変位に応じて各ポート間の接続が切り替えられるようになっている。パワーシリンダ６７内を摺動するピストンのロッド６８はステアリングロッドに連結される。
【００２６】
ピストンのロッド６８はステアリングホイール６０と連結されたステアリングシャフト７６のピニオン７７と噛み合うはす歯ラック６９を有し、ステアリングシャフトの回転に伴なって左右変位する。
このときステアリングシャフト７６はラック６９とのはす歯による噛み合いの反力により、軸方向の力を受け、ステアリングシャフト７６に結合されたバルブスプール７５が軸方向に変位する。これにより、各ポートが切り替えられ、ステアリング操舵時パワーシリンダ６７が作動して補助操舵力（アシスト力）が与えられる。
【００２７】
コントロールバルブ６３にはさらにバルブスプール７５部にそって、スプリング７８によって互いに離反方向に付勢された上下のリアクションプランジャ７９、８０が設けられている。リアクションプランジャ７９、８０は、バルブスプール７５の両端に取り付けられたプレート８１、８２と協働して、操舵力が加わっていないときバルブスプール７５を中立位置に保持する。操舵力が加わったときにはステアリングシャフト７６とともに変位するバルブスプール７５に当接して、スプリング付勢力に抗して変位する。前記のスイッチＡ、Ｂがリアクションプランジャ７９または８０の変位によってオン・オフするように設けられている。
【００２８】
図１０は、運転者がステアリング操作を行なっていない状態で、かつ、ステアリングホイール６０への外乱もない場合を表している。このときオイルポンプ６５からの油圧は、コントロールバルブ６３を矢印方向に流れ、パワーシリンダ６７の油圧は、図中左右方向で釣り合っている。
スイッチＡ、スイッチＢはリアクションプランジャ７９、８０に押され、両スイッチは閉じている。
【００２９】
図１１は運転者がステアリングホイール６０を右方向に操舵している場合を示す。 このときステアリングシャフト７６の回転はピニオン７７からラック６９へ伝達され、このラック６９の動きにより、車輪が転舵される。また同時にこのピニオン７７とラック６９の噛み合いにより図中上方へのスラスト力が発生し、リアクションプラジャ８０の復元力に打ち勝ち、バルブスプール７５を上方へ移動させる。
このバルブスプール７５の変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ６７からは図中右から左方向へのアシスト力（＝右転舵方向）が作用する。このときのリアクションプランジャ８０の変位により、スイッチＢがオフとなる。
【００３０】
図１２は、運転者がステアリングホイール６０を左方向に操舵している場合を示し、上記図１１とは逆方向の作動によりスイッチＡがオフとなる。
図１３は、路面の凹凸等によりラック６９を左から右方向へ押す外乱がステアリング系統に入った場合を示す。この外乱はステアリングホイール６０を左方向に回転させる。
ラック６９を図中左から右方向へ押す力は、ラックからピニオン７７に伝達され、ステアリングシャフト７６を左方向に回転させる。また同時にこのピニオン７７とラック６９の噛み合いにより、上方へのスラスト力が発生し、リアクションプランジャ８０の復元力に打ちかち、バルブスプール７５を上方へ変位させる。
このバルブスプールの変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ６７には外乱によるラック６９の動きを妨げようとする図中右から左への力が発生する。このときのリアクションプランジャ８０の変位によりスイッチＢがオフとなる。
【００３１】
図１４は外乱によりラック６９が右から左へ押される場合、すなわちステアリングホイール６０が右方向に回転される場合を示し、上記図１３とは逆方向の作動によりスイッチＡがオフとなる。
運転者による操舵のほか、外乱を受けたときのステアリングホイール６０の回転方向はステアリング操舵角センサ４４によって検出される。
【００３２】
以上から、外乱の有無、ステアリングホイールの回転方向、並びに各スイッチの状態の関係などが、図１５のように示される。
すなわち、ステアリングホイール６０の回転方向が同じ右方向であっても、運転者による正入力によるときはスイッチＡオン、スイッチＢオフで、外乱による逆入力によるときは、スイッチＡオフ、スイッチＢオンとなり、スイッチＡ、Ｂの状態が逆となる。
したがって、外乱判別部６４では、ステアリング６０の回転方向とスイッチＡ、スイッチＢの相互関係から、運転者による正入力か外乱による逆入力かが判別される。
【００３３】
ラック＆ピニオン式パワーステアリングについて説明したが、リサーキュレーティングボール式のパワーステアリングでも同様である。なお、ラック＆ピニオン式パワーステアリングであれば、図１５から明らかなように、スイッチＡ、Ｂとラックの移動方向の相互関係からも、正入力か外乱による逆入力かが判別できる。
また、上記のステアリング操舵角センサ４４は、運転者の反応検出に用いられるステアリング操作検出センサ３２と兼用することができる。
【００３４】
図１６は本実施例におけるとくに外乱に対する操作の対応度合判断の流れを示し、一部、追突防止ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ１６１において、外乱判別部６４でステアリング回転方向およびスイッチＡ、Ｂの状態を読み込み監視し、ステップ１６２で車両への外乱入力があったかどうかがチェックされる。
ステップ１６２で外乱入力が認められたときには、ステップ１６３に進んで、操作の対応度合判断部４６において、タイマカウンタが ｎ＝０ にリセットされ、ステップ１６４で ｎ＝ｎ＋１ により計時が開始される。
【００３５】
そして、ステップ１６５で、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、ステアリングの修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。
修正操作が認められると、ステップ１６６に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
ステップ１６７においてカウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両への外乱に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ１６８で、追突防止ロジック部５２において、感度を上げた検出ロジックとされる。これにより、車速センサ５９と車間距離センサ５１の信号から追突方向への動きが少し現われた時点で早期に警報が行なわれ、また自動ブレーキ駆動装置５４の作動タイミングも早められる。
【００３６】
ステップ１６７においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態で運転しているものとしてステップ１６９に進んで、追突防止ロジック部５２における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
【００３７】
この実施例では、外乱検出のためステアリング逆入力センサを用いたが、外乱検出にはこのほか、横Ｇセンサ８３、ヨーレイトジャイロセンサ８４、横風センサ８５、あるいはロールセンサ８６などが用いられる。それぞれの外乱に応じてステアリングやアクセル操作その他による修正操作が行なわれるのを上記のステップ１４５に準じてチェックすればよい。
【００３８】
図１７は、運転補助装置に適用した第３の実施例の全体構成を示す。この実施例では、走行車線からの逸脱のような車両の横方向の変化に対し警報を発するとともに、運転操作の状況から運転者の状態を判断し、必要時に自動走行モードとなる。
車両には、演算処理装置９１、記憶装置９２及びインタフェース回路９３，９４を備える制御コンピュータ９０が搭載され、後述する各センサからの信号に基づいて所定の演算処理を実行し、その演算結果に応じて所定のアクチュエータを駆動制御する。
【００３９】
制御コンピュータ９０には、車両の走行速度を検出する車速センサ９６，車両の向いている方向を検出する方位センサ９７、車両前方の障害物を検出する障害物センサ９８，アクセルセンサー９９，ウインカースイッチ１００，並びにステアリング操舵角センサ１０１が接続されていて、これら各センサからの信号がインタフェース回路９３を介して制御コンピュータ９０に読み込まれる。
また、制御コンピュータ９０には、ステアリングアクチュエータ１０２のための駆動回路１０２ａ、スロットルアクチュエータ１０３用の駆動回路１０３ａ、ブレーキアクチュエータ１０４用の駆動回路１０４ａ、そしてＬＥＤから構成された警報ランプ１０５がインターフェース回路９４を介して接続されている。
【００４０】
ステアリングアクチュエータ１０２は電動モータを備えて車両操舵系に接続され、操舵角を調整可能に構成されている。スロットルアクチュエータ１０３はエンジンスロットルバルブに連結されたステッピングモータなどを備え、エンジンへの燃料供給量を調整可能とされる。そしてブレーキアクチュエータ１０４はブレーキ系統のマスタシリンダの圧力を調整するピストンなどを備え、ブレーキ力を調整する。
制御コンピュータ９０から駆動回路１０２ａに指令信号が出力されることにより、車両の操舵角が制御され、駆動回路１０３ａあるいは駆動回路１０４ａに指令信号が出力されることにより、車速が制御される。
【００４１】
車両にはさらに、車両前部に前方を撮影するテレビカメラ１０６が設置されている。 テレビカメラ１０６からの画像データは、画像処理装置１０７に入力され、撮影された画像の中から、路面に描かれている走行路案内線としての白線や黄線が抽出される。これらは以後白線で代表させる。画像処理装置１０７で処理抽出されたデータは、制御コンピュータ９０からの指令信号に応じて作動する転送装置１０８を介して、制御コンピュータ９０に転送される。
また、制御コンピュータ９０の記憶装置９２には、走行路の路線長、路線幅、車線数、交差点形状あるいは路線ネットワークなどの走行路情報と、車両の出発地点、目的地点および通過地点などからなる走行経路情報と、演算処理装置９１で実行される処理のプログラムとが記憶され、さらに、演算処理の過程で求められる各種の数値が格納されている。
【００４２】
図１８および図１９はそれぞれ画像処理装置１０７で処理された直線路および曲線路についての白線抽出画像（ａ）とその白線情報（ｂ）を示す。白線情報は、位置情報（Ｘ，Ｙ）と接線角情報θとして制御コンピュータ９０に送られる。制御コンピュータ９０では上記のＸおよびθの値の変化に基づいて道路形状を判定する。曲線路では、基準点をより遠点Ｐ’に設定すると道路形状予測が容易となる。
この実施例においては、上記白線と車両との位置関係から把握される車線からの逸脱に対する運転者の反応によって運転者の状態が判断される。
【００４３】
図２０のフローチャートに車線逸脱検出の流れが示される。まずステップ１７１、１７２において、ステアリング操舵角センサ１０１からの信号が読み込まれ、ステアリング操舵角データが記憶装置９２に記憶される。次いでステップ１７３、１７４でアクセルセンサ９９からの信号が読み込まれ、アクセル操作量のデータが記憶装置９２に記憶される。
【００４４】
またステップ１７５、１７６においては、白線抽出画像において所定の基準点Ｐ位置における該基準点から白線までの距離Ｘが算出されて記憶される。なお、ここではＸとして路肩の白線ＳL とセンターラインＳR に対応してＸL とＸR が設定されている。
次にステップ１７７で、距離Ｘの前回サンプリングから今回サンプリングまでの間における変化分が算出されるとともに、ステップ１７８において、距離Ｘが所定時間単調に増加または減少しているかがチェックされる。
【００４５】
単調変化しているときには、ステップ１７９に進み、先のステップ１７７で求められた変化分が所定値以上であるかどうかがチェックされる。この所定値Ｍ１は、図２１に示されるように、車両の走行速度の関数として車速が大きいときには相対的に低い値とされて、早期に異常状態が抽出されるようになっている。
変化分が所定値Ｍ１以上のときは、ステップ１８０に進んでウインカスイッチ信号があるかチェックされる。
ウインカスイッチ信号がなく進路変更の意図が認められないときには、次のステップ１８１、１８２において、所定時間内のステアリング操舵とアクセル操作の量がチェックされ、それぞれ所定量Ｍ２、Ｍ３より小さいとき、ステップ１８３において要警報を示すフラグ１が立てられる。
【００４６】
図２２は、上の要警報フラグを基に行なわれる警報および自動走行のフローチャートを示す。
フラグ１が立つと、ステップ１８５〜１８７を経由して、ステップ１８８でカウンタがスタートする。そして、ステップ１８９で警報ランプ１０５が点滅されるとともに、ステップ１９３、１９４、１９５でブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作が行なわれたかが順次チェックされ、いずれの操作もない間、以上が繰り返される。
【００４７】
そして、カウンタ値が所定値Ｍ４に達すると、ステップ１８７からステップ１９０に進み、カウンタがリセットされ、ステップ１９１でフラグ２が立てられるとともに、ステップ１９２で警報ランプ１０５が点滅から点灯状態となる。
このあと、前述と同様に順次ステップ１９３、１９４、１９５に進む。ここでブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、あるいはアクセル操作のいずれかが行なわれた場合には、ステップ１９６に進んで、警報ランプ１０５が消灯され、ステップ１９７において、フラグ１、フラグ２、およびカウンタがクリアされる。
【００４８】
一方、警報ランプ１０５が点灯状態となった後もブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作のいずれもないときには、次のサイクルにおいて、すでにフラグ２が立っているからステップ１８６からステップ１９８に進み、自動走行モードに入る。
自動走行モードでは、走行車線からの逸脱に対して運転者が適切な対応をしていないから、制御コンピュータ９０から制御指令が発せられ、必要な所定のアクチュエータが駆動制御される。
【００４９】
自動走行モードに入った後も、ステップ１９３、１９４、１９５において、アクセルやブレーキの操作、ステアリング操舵がウォッチングされ、運転者のアクションがあれば、ステップ１９６、１９７を経て自動走行モードが解除されて、通常のマニュアル走行に戻される。
ステップ１７１〜１８３、１８５、１８６、１８７〜１８９、および１９２、１９８が、走行車線からの逸脱に対し警報を発するとともに自動走行モード可能の安全対応制御手段に当たる。このうちステップ１７５〜１８３は環境状態変化検出手段を兼ね、またステップ１９３〜１９５が運転者反応検出手段を構成し、そしてステップ１８７、１９０〜１９１が運転者の状態判断手段を構成している。
【００５０】
これにより、従来のマニュアルスイッチによる切換え、あるいは単なる警報のみに終わって本来の役割が十分発揮されていなかった運転補助装置に対して、居眠りやわき見などで車線を逸脱しそうになるとき、車両の走行状況と運転者の状態に応じて、車両による自律的なコントロールへと切換わり、補助装置としてとくにその有効性が高められるという効果がある。また自動走行モードに移る前には所定期間警報ランプを点滅させ、その間に適切な修正操作があるときには運転者による走行が継続されるようになっているから、不意に自動走行に入って運転者に違和感を持たせることもないという利点を有する。
【００５１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、環境状態変化検出手段と運転者反応検出手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の状態を判断し、運転者の状態が異常であるときは安全対応制御手段の制御の感度レベルを変えるようにしたから、通常は安全対応制御手段における誤検出などを招かないため高い値に設定されたしきい値などにより検出されない運転者の異常状態を別途に検出して、これにより安全対応制御手段の感度レベルを変えて早期に警報が行なわれ、あるいは運転者の異常状態に応じて補助装置などによるさらに高度の安全対応措置が行なわれるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図３】実施例のレイアウト図である。
【図４】実施例における操作の対応度合判断の流れを示すフローチャートである。
【図５】道路勾配センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図６】白線検知センサの構成を示す図である。
【図７】白線検知センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図８】第２の実施例を示すブロック図である。
【図９】ステアリング逆入力センサの構成を示す図である。
【図１０】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１１】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１２】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１３】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１４】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１５】外乱の判別条件を示す図である。
【図１６】第２の実施例における操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図１７】第３の実施例を示すブロック図である。
【図１８】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図１９】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図２０】車線逸脱検出の流れを示すフローチャートである。
【図２１】車線逸脱検出に用いられる白線距離変化のしきい値例を示す図である。
【図２２】警報および自動走行の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 環境状態変化検出手段
２ 運転者反応検出手段
３ 運転者の状態判断手段
４ 安全対応制御手段
１０ 周囲環境測定装置
１１ 車間距離・障害物センサ
１２ 状態変化検出部
１３ 運転操作検出部
１４ アクセル操作検出センサ
１５ ブレーキ作動センサ
１６ 操作の対応度合判断部
１７ 白線検知センサ
１７’ 側方距離センサ
１８ 道路勾配センサ
１９ 車速センサ
２０ 居眠り警報システム
２１ ステアリングセンサ
２２ 居眠り検出ロジック部
２３ 警報器
３０ ＣＰＵ
３２ ステアリング操作検出センサ
３５ カメラ
３６ 画像処理装置
３７ ウインカスイッチ
３８ 外乱検出部
３９ ステアリング逆入力センサ
４３ 運転操作検出部
４４ ステアリング操舵角センサ
４６ 操作の対応度合判断部
５０ 追突防止システム
５１ 車間距離センサ
５２ 追突防止ロジック部
５３ 警報器
５４ 自動ブレーキ駆動装置
５９ 車速センサ
６０ ステアリングホイール
６１ コラム部
６２ パワステアリングユニット
６３ コントロールバルブ
６４ 外乱判別部
６５ オイルポンプ
６６ オイルリザーバ
６７ パワーシリンダ
６８ ピストンのロッド
６９ ラック
７１ 入力ポート
７２ ドレンポート
７３、７４ 出力ポート
７５ バルブスプール
７６ ステアリングシャフト
７７ ピニオン
７８ スプリング
７９、８０ リアクションプランジャ
８１、８２ プレート
８３ 横Ｇセンサ
８４ ヨーレイトジャイロセンサ
８５ 横風センサ
８６ ロールセンサ
９０ 制御コンピュータ
９１ 演算処理装置
９２ 記憶装置
９３，９４ インタフェース回路
９６ 車速センサ
９７ 方位センサ
９８ 障害物センサ
９９ アクセルセンサ
１００ ウインカースイッチ
１０１ ステアリング操舵角センサ
１０２ ステアリングアクチュエータ
１０２ａ 駆動回路
１０３ スロットルアクチュエータ
１０３ａ 駆動回路
１０４ ブレーキアクチュエータ
１０４ａ 駆動回路
１０５ 警報ランプ
１０６ テレビカメラ
１０７ 画像処理装置
１０８ 転送装置
Ａ、Ｂ スイッチ
【産業上の利用分野】
この発明は、車両の予防安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種予防安全装置としては、例えば特開昭５９−１５３６２７号公報に記載されたような居眠り運転警報装置がある。
これは、ステアリングの無操舵状態が所定の時間以上継続した後にある角度より大きな操舵が行われたとき、それに引き続く所定の居眠りパターンが検出されると、居眠り状態と判断して警報手段を作動させるようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の予防安全装置においては、誤検出による運転者への煩雑さを避けるため、明らかに不適正と見られる操作の発生、あるいは相当程度危険な状態にならないと、警告すべき状態が検出されないという点で未だ不十分であった。
したがってこの発明は、上記従来の問題点に鑑み、居眠り運転警報装置その他の安全対応制御手段において、運転者の状態の変化をつかみ、運転者の状態に応じてその制御レベルを変えてより早期のあるいはより高度の的確な安全対応措置がとれるようにした車両用の予防安全装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、図１に示すように、車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段１と、運転者の反応を検出する運転者反応検出手段２と、前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段３と、安全対応制御手段４とを有し、該安全対応制御手段４が前記運転者の状態判断手段３の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されているものとした。
【０００５】
【作用】
運転者の状態判断手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断して、安全対応制御手段の制御の感度レベルを変え、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるようにしたから、通常は安全対応制御手段は誤検出などを招かない感度レベルで作動するとともに、運転者が異常状態にあるときは高い感度レベルで早期に警報その他の安全対応措置が行なわれる。
【０００６】
【実施例】
図２は、本発明を居眠り警報に適用した第１の実施例を示す。車間距離・障害物センサ１１からなる周囲環境測定装置１０とこれにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部１２が設けられている。また、アクセル操作検出センサ１４とブレーキ作動センサ１５からなる運転操作検出部１３が設けられ、状態変化検出部１２とアクセル操作検出センサ１４およびブレーキ作動センサ１５の出力が操作の対応度合判断部１６に入力される。
【０００７】
居眠り警報システム２０においてはステアリングセンサ２１からの信号が居眠り検出ロジック部２２に入力され、操舵パターンが基準パターンと比較されて、居眠り状態と判断されるとき警報器２３に駆動出力が出される。ここで、操作の対応度合判断部１６では、車間距離、障害物との距離の変化に対応するアクセルあるいはブレーキ操作状況から運転者が正常か異常かを判断し、その判断結果を居眠り検出ロジック部２２に出力する。居眠り検出ロジック部２２は操作の対応度合判断部１６からの正常か異常かの判断結果に応じてその検出ロジックである基準パターンを変更する。
【０００８】
図３は、実施例のレイアウト概要を示し、状態変化検出部と操作の対応度合判断部はＣＰＵ３０により構成されている。
図４は実施例における操作の対応度合判断の流れを示し、一部、居眠り検出ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ１０１において自車両と前方の車両との車間距離または、前方障害物との距離が車間距離・障害物センサからなる周囲環境測定装置１０により測定される。そしてステップ１０２で、状態変化検出部１２が上記測定距離における変化状況を検出する。
【０００９】
ステップ１０２で変化が認められたときには、ステップ１０３に進んで、変化を始めたときの車間距離の値が車間距離初期値Ｄ0 としてセットされる。
次にステップ１０４で、操作の対応度合判断部１６において、タイマカウンタがｎ＝０にリセットされ、ステップ１０５においてｎ＝ｎ＋１により計時が開始される。 そして、ステップ１０６で、Ｄ1 に現在の車間距離がセットされたうえ、ステップ１０７において車間距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
【００１０】
変化量Ｄ0 −Ｄ1 が所定値より大きいときは、ステップ１０８に進んで、Ｄ0 がＤ1 の値に更新される。このあとステップ１０９において、アクセル操作検出センサ１４およびブレーキ作動センサ１５からの信号が読み込まれ、アクセルあるいはブレーキ操作が行なわれたかどうかがチェックされる。測定距離における変化状況に対応してアクセルあるいはブレーキが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作によってアクセル開度またはブレーキに変化があると、ステップ１１０に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
【００１１】
ステップ１１１において、カウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両の周辺環境の変化に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ１１２で、居眠り検出ロジック部において、感度を上げた検出ロジックとされる。
これにより、操舵パターンが正常者の平均的なパターンからわずかにずれてきた時点で、居眠り警報システムにおいて速やかに警報が行なわれる。
【００１２】
ステップ１１１においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態にあると判断され、意識的に操舵されているものとしてステップ１１３に進んで、居眠り検出ロジック部２２における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
一方、ステップ１０７の比較において車間距離の変化量Ｄ0 −Ｄ1 が所定値以下のときには、ステップ１１４でタイマカウンタがクリアされ、ステップ１０１に戻る。
【００１３】
この実施例によれば、環境の変化に対する運転者の操作対応が正常であるときは居眠り運転検出の感度が下げられ、これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止されるとともに、運転者が異常状態にあるときは感度が上げられ、早期に居眠り警報が行なわれる。
【００１４】
上記実施例では、車両の環境状態の変化を検出するのに、車間距離・障害物センサ１１からなる周囲環境測定装置１０と、これにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部１２とを用いたが、周囲環境測定装置１０としては、このほか道路の白線検知センサ１７、側方距離センサ１７’、あるいは道路勾配センサ１８、車速センサ１９などを用いることができる。
【００１５】
例えば道路勾配センサ１８と車速センサ１９を用いるときには、図５に示すフローチャートのように、ステップ１２１で車速および道路勾配が測定され、続いてステップ１２２において、その勾配変化と該勾配変化に伴う車速の変化がチェックされる。ここで、勾配変化に伴う車速変化が認められるとステップ１２３において、変化を始めたときの車速値が車速初期値Ｖ0 としてセットされる。
そしてステップ１２４で、タイマカウンタがリセットされ、カウントが開始される。ステップ１２９では、登坂路に入ったときさらにエンジン出力を上げるためにアクセル開度が増大したか、また下り坂では車速増大に対してブレーキが踏まれたかがチェックされる。その他のステップは図４に示されたものと同様である。
【００１６】
また、周囲環境測定装置１０として白線検知センサ１７や側方距離センサ１７’が用いられるときには、運転操作検出部１３にステアリング操作検出センサ３２を含めて、例えば車両が道路ガードレールに寄っているのにハンドル操作がなく修正が行なわれない場合やその修正操作が遅れる状態をも上記と同様にして検出対象とすることができる。
【００１７】
なお、白線検知センサ１７は、具体的には図６のように、車両前方を撮影するカメラ３５と、その画像信号を処理して前方道路のセンターライン、路肩白線を検出し、車両とこれら白線との間隔を演算する画像処理装置３６とから構成される。そして操作の対応度合判断の参照情報を得るためウインカスイッチ３７の信号が用いられる。
【００１８】
この場合の操作の対応度合判断の流れは図７に示される。
まず、ステップ１４１においてウインカスイッチ３７の状態が読み込まれ、ステップ１４２で意識的な進路変更を示すウインカスイッチ信号が出力されているかどうかがチェックされる。
ステップ１４２でウインカスイッチ信号がないときはステップ１４３に進んで、白線と車両の間隔が変化してあらかじめ設定された所定値より小さくなったかがチェックされる。小さくなっているときは、ステップ１４４に進んで、変化を始めたときの白線との間隔の値が白線距離初期値Ｌ0 としてセットされる。
【００１９】
次にステップ１４５で、操作の対応度合判断部１６において、タイマカウンタがｎ＝０にリセットされ、ステップ１４６においてｎ＝ｎ＋１により計時が開始される。 そして、ステップ１４７で、Ｌ1 に現在の白線距離がセットされたうえ、ステップ１４８において白線距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
変化量Ｌ0 −Ｌ1 が所定値より大きいときは、ステップ１４９に進んで、Ｌ0 がＬ1 の値に更新される。
【００２０】
このあとステップ１５０において、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、白線から離れる方向の修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。白線距離における変化状況に対応してステアリングが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作があるとステップ１５１に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
その他ステップ１５２〜１５５は図４におけるステップ１１１〜１１４と同じである。
なお、この場合には、居眠り警報システムにおけるステアリングセンサでステアリング操作検出センサを兼ねさせてもよい。
側方距離センサを用いる場合も流れは同様である。
【００２１】
次に図８は、追突防止に適用した第２の実施例を示す。車両の環境状態の変化を検出するため、周囲環境測定装置１０に加え、ステアリング逆入力センサ３９からなる外乱検出部３８が設けられている。
周囲環境測定装置１０としては前実施例と同じく、車間距離・障害物センサ１１や白線検知センサ１７、側方距離センサ１７’、道路勾配センサ１８、車速センサ１９などが用いられる。
また運転者の反応検出のため、アクセル操作検出センサ１４、ブレーキ作動センサ１５、ならびにステアリング操作検出センサ３２、ステアリング操舵角センサ４４からなる運転操作検出部４３が設けられ、周囲環境測定装置１０に接続された状態変化検出部１２と外乱検出部３８ならびに運転操作検出部４３の出力が操作の対応度合判断部４６に入力される。
【００２２】
追突防止システム５０においては車速センサ５９と車間距離センサ５１からの信号が追突防止ロジック部５２に入力され、ロジックとしての車間距離と走行速度の関係を示す基準パターンと比較されて、接近の恐れありと判断されるとき警報器５３に駆動出力が出され、あるいは緊急を要するとき自動ブレーキ駆動装置５４が作動される。
【００２３】
ここで、操作の対応度合判断部４６では、前実施例と同様に、周囲環境測定装置１０により検出された周囲環境の変化に対するアクセル操作、ブレーキ作動あるいはステアリング操作の対応度合によって運転者が正常か異常かが判断されるとともに、外乱であるステアリング逆入力に対するステアリングの修正操作状況によっても運転者が正常か異常かが判断され、その判断結果が追突防止ロジック部５２に出力される。
追突防止ロジック部５２は操作の対応度合判断部からの正常か異常かの判断結果に応じてその警報ロジックを変更する。
【００２４】
図９、はとくにステアリング逆入力センサ３９のレイアウト、およびその構成を示す。
ステアリングのコラム部６１にステアリング操舵角センサ４４が設けられ、パワステアリングユニット６２の油路のコントロールバルブ６３にスイッチＡ、スイッチＢが設けられている。ステアリング操舵角センサ４４およびスイッチＡ、Ｂの出力が外乱判別部６４に入力され、ここで後述する条件の成立をチェックすることによりステアリング逆入力を検出し、外乱信号が出力される。
【００２５】
次に、ステアリング逆入力の検出を、パワステアリングユニット６２を示す図１０〜図１４および判別条件を示す図１５に基づいて説明する。
パワステアリングユニットのコントロールバルブ６３は、オイルポンプ６５側に接続された入力ポート７１と、オイルリザーバ６６に接続されたドレンポート７２、およびパワーシリンダ６７の左右の室にそれぞれ接続された出力ポート７３、７４を備え、バルブスプール７５の軸方向変位に応じて各ポート間の接続が切り替えられるようになっている。パワーシリンダ６７内を摺動するピストンのロッド６８はステアリングロッドに連結される。
【００２６】
ピストンのロッド６８はステアリングホイール６０と連結されたステアリングシャフト７６のピニオン７７と噛み合うはす歯ラック６９を有し、ステアリングシャフトの回転に伴なって左右変位する。
このときステアリングシャフト７６はラック６９とのはす歯による噛み合いの反力により、軸方向の力を受け、ステアリングシャフト７６に結合されたバルブスプール７５が軸方向に変位する。これにより、各ポートが切り替えられ、ステアリング操舵時パワーシリンダ６７が作動して補助操舵力（アシスト力）が与えられる。
【００２７】
コントロールバルブ６３にはさらにバルブスプール７５部にそって、スプリング７８によって互いに離反方向に付勢された上下のリアクションプランジャ７９、８０が設けられている。リアクションプランジャ７９、８０は、バルブスプール７５の両端に取り付けられたプレート８１、８２と協働して、操舵力が加わっていないときバルブスプール７５を中立位置に保持する。操舵力が加わったときにはステアリングシャフト７６とともに変位するバルブスプール７５に当接して、スプリング付勢力に抗して変位する。前記のスイッチＡ、Ｂがリアクションプランジャ７９または８０の変位によってオン・オフするように設けられている。
【００２８】
図１０は、運転者がステアリング操作を行なっていない状態で、かつ、ステアリングホイール６０への外乱もない場合を表している。このときオイルポンプ６５からの油圧は、コントロールバルブ６３を矢印方向に流れ、パワーシリンダ６７の油圧は、図中左右方向で釣り合っている。
スイッチＡ、スイッチＢはリアクションプランジャ７９、８０に押され、両スイッチは閉じている。
【００２９】
図１１は運転者がステアリングホイール６０を右方向に操舵している場合を示す。 このときステアリングシャフト７６の回転はピニオン７７からラック６９へ伝達され、このラック６９の動きにより、車輪が転舵される。また同時にこのピニオン７７とラック６９の噛み合いにより図中上方へのスラスト力が発生し、リアクションプラジャ８０の復元力に打ち勝ち、バルブスプール７５を上方へ移動させる。
このバルブスプール７５の変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ６７からは図中右から左方向へのアシスト力（＝右転舵方向）が作用する。このときのリアクションプランジャ８０の変位により、スイッチＢがオフとなる。
【００３０】
図１２は、運転者がステアリングホイール６０を左方向に操舵している場合を示し、上記図１１とは逆方向の作動によりスイッチＡがオフとなる。
図１３は、路面の凹凸等によりラック６９を左から右方向へ押す外乱がステアリング系統に入った場合を示す。この外乱はステアリングホイール６０を左方向に回転させる。
ラック６９を図中左から右方向へ押す力は、ラックからピニオン７７に伝達され、ステアリングシャフト７６を左方向に回転させる。また同時にこのピニオン７７とラック６９の噛み合いにより、上方へのスラスト力が発生し、リアクションプランジャ８０の復元力に打ちかち、バルブスプール７５を上方へ変位させる。
このバルブスプールの変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ６７には外乱によるラック６９の動きを妨げようとする図中右から左への力が発生する。このときのリアクションプランジャ８０の変位によりスイッチＢがオフとなる。
【００３１】
図１４は外乱によりラック６９が右から左へ押される場合、すなわちステアリングホイール６０が右方向に回転される場合を示し、上記図１３とは逆方向の作動によりスイッチＡがオフとなる。
運転者による操舵のほか、外乱を受けたときのステアリングホイール６０の回転方向はステアリング操舵角センサ４４によって検出される。
【００３２】
以上から、外乱の有無、ステアリングホイールの回転方向、並びに各スイッチの状態の関係などが、図１５のように示される。
すなわち、ステアリングホイール６０の回転方向が同じ右方向であっても、運転者による正入力によるときはスイッチＡオン、スイッチＢオフで、外乱による逆入力によるときは、スイッチＡオフ、スイッチＢオンとなり、スイッチＡ、Ｂの状態が逆となる。
したがって、外乱判別部６４では、ステアリング６０の回転方向とスイッチＡ、スイッチＢの相互関係から、運転者による正入力か外乱による逆入力かが判別される。
【００３３】
ラック＆ピニオン式パワーステアリングについて説明したが、リサーキュレーティングボール式のパワーステアリングでも同様である。なお、ラック＆ピニオン式パワーステアリングであれば、図１５から明らかなように、スイッチＡ、Ｂとラックの移動方向の相互関係からも、正入力か外乱による逆入力かが判別できる。
また、上記のステアリング操舵角センサ４４は、運転者の反応検出に用いられるステアリング操作検出センサ３２と兼用することができる。
【００３４】
図１６は本実施例におけるとくに外乱に対する操作の対応度合判断の流れを示し、一部、追突防止ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ１６１において、外乱判別部６４でステアリング回転方向およびスイッチＡ、Ｂの状態を読み込み監視し、ステップ１６２で車両への外乱入力があったかどうかがチェックされる。
ステップ１６２で外乱入力が認められたときには、ステップ１６３に進んで、操作の対応度合判断部４６において、タイマカウンタが ｎ＝０ にリセットされ、ステップ１６４で ｎ＝ｎ＋１ により計時が開始される。
【００３５】
そして、ステップ１６５で、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、ステアリングの修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。
修正操作が認められると、ステップ１６６に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
ステップ１６７においてカウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両への外乱に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ１６８で、追突防止ロジック部５２において、感度を上げた検出ロジックとされる。これにより、車速センサ５９と車間距離センサ５１の信号から追突方向への動きが少し現われた時点で早期に警報が行なわれ、また自動ブレーキ駆動装置５４の作動タイミングも早められる。
【００３６】
ステップ１６７においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態で運転しているものとしてステップ１６９に進んで、追突防止ロジック部５２における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
【００３７】
この実施例では、外乱検出のためステアリング逆入力センサを用いたが、外乱検出にはこのほか、横Ｇセンサ８３、ヨーレイトジャイロセンサ８４、横風センサ８５、あるいはロールセンサ８６などが用いられる。それぞれの外乱に応じてステアリングやアクセル操作その他による修正操作が行なわれるのを上記のステップ１４５に準じてチェックすればよい。
【００３８】
図１７は、運転補助装置に適用した第３の実施例の全体構成を示す。この実施例では、走行車線からの逸脱のような車両の横方向の変化に対し警報を発するとともに、運転操作の状況から運転者の状態を判断し、必要時に自動走行モードとなる。
車両には、演算処理装置９１、記憶装置９２及びインタフェース回路９３，９４を備える制御コンピュータ９０が搭載され、後述する各センサからの信号に基づいて所定の演算処理を実行し、その演算結果に応じて所定のアクチュエータを駆動制御する。
【００３９】
制御コンピュータ９０には、車両の走行速度を検出する車速センサ９６，車両の向いている方向を検出する方位センサ９７、車両前方の障害物を検出する障害物センサ９８，アクセルセンサー９９，ウインカースイッチ１００，並びにステアリング操舵角センサ１０１が接続されていて、これら各センサからの信号がインタフェース回路９３を介して制御コンピュータ９０に読み込まれる。
また、制御コンピュータ９０には、ステアリングアクチュエータ１０２のための駆動回路１０２ａ、スロットルアクチュエータ１０３用の駆動回路１０３ａ、ブレーキアクチュエータ１０４用の駆動回路１０４ａ、そしてＬＥＤから構成された警報ランプ１０５がインターフェース回路９４を介して接続されている。
【００４０】
ステアリングアクチュエータ１０２は電動モータを備えて車両操舵系に接続され、操舵角を調整可能に構成されている。スロットルアクチュエータ１０３はエンジンスロットルバルブに連結されたステッピングモータなどを備え、エンジンへの燃料供給量を調整可能とされる。そしてブレーキアクチュエータ１０４はブレーキ系統のマスタシリンダの圧力を調整するピストンなどを備え、ブレーキ力を調整する。
制御コンピュータ９０から駆動回路１０２ａに指令信号が出力されることにより、車両の操舵角が制御され、駆動回路１０３ａあるいは駆動回路１０４ａに指令信号が出力されることにより、車速が制御される。
【００４１】
車両にはさらに、車両前部に前方を撮影するテレビカメラ１０６が設置されている。 テレビカメラ１０６からの画像データは、画像処理装置１０７に入力され、撮影された画像の中から、路面に描かれている走行路案内線としての白線や黄線が抽出される。これらは以後白線で代表させる。画像処理装置１０７で処理抽出されたデータは、制御コンピュータ９０からの指令信号に応じて作動する転送装置１０８を介して、制御コンピュータ９０に転送される。
また、制御コンピュータ９０の記憶装置９２には、走行路の路線長、路線幅、車線数、交差点形状あるいは路線ネットワークなどの走行路情報と、車両の出発地点、目的地点および通過地点などからなる走行経路情報と、演算処理装置９１で実行される処理のプログラムとが記憶され、さらに、演算処理の過程で求められる各種の数値が格納されている。
【００４２】
図１８および図１９はそれぞれ画像処理装置１０７で処理された直線路および曲線路についての白線抽出画像（ａ）とその白線情報（ｂ）を示す。白線情報は、位置情報（Ｘ，Ｙ）と接線角情報θとして制御コンピュータ９０に送られる。制御コンピュータ９０では上記のＸおよびθの値の変化に基づいて道路形状を判定する。曲線路では、基準点をより遠点Ｐ’に設定すると道路形状予測が容易となる。
この実施例においては、上記白線と車両との位置関係から把握される車線からの逸脱に対する運転者の反応によって運転者の状態が判断される。
【００４３】
図２０のフローチャートに車線逸脱検出の流れが示される。まずステップ１７１、１７２において、ステアリング操舵角センサ１０１からの信号が読み込まれ、ステアリング操舵角データが記憶装置９２に記憶される。次いでステップ１７３、１７４でアクセルセンサ９９からの信号が読み込まれ、アクセル操作量のデータが記憶装置９２に記憶される。
【００４４】
またステップ１７５、１７６においては、白線抽出画像において所定の基準点Ｐ位置における該基準点から白線までの距離Ｘが算出されて記憶される。なお、ここではＸとして路肩の白線ＳL とセンターラインＳR に対応してＸL とＸR が設定されている。
次にステップ１７７で、距離Ｘの前回サンプリングから今回サンプリングまでの間における変化分が算出されるとともに、ステップ１７８において、距離Ｘが所定時間単調に増加または減少しているかがチェックされる。
【００４５】
単調変化しているときには、ステップ１７９に進み、先のステップ１７７で求められた変化分が所定値以上であるかどうかがチェックされる。この所定値Ｍ１は、図２１に示されるように、車両の走行速度の関数として車速が大きいときには相対的に低い値とされて、早期に異常状態が抽出されるようになっている。
変化分が所定値Ｍ１以上のときは、ステップ１８０に進んでウインカスイッチ信号があるかチェックされる。
ウインカスイッチ信号がなく進路変更の意図が認められないときには、次のステップ１８１、１８２において、所定時間内のステアリング操舵とアクセル操作の量がチェックされ、それぞれ所定量Ｍ２、Ｍ３より小さいとき、ステップ１８３において要警報を示すフラグ１が立てられる。
【００４６】
図２２は、上の要警報フラグを基に行なわれる警報および自動走行のフローチャートを示す。
フラグ１が立つと、ステップ１８５〜１８７を経由して、ステップ１８８でカウンタがスタートする。そして、ステップ１８９で警報ランプ１０５が点滅されるとともに、ステップ１９３、１９４、１９５でブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作が行なわれたかが順次チェックされ、いずれの操作もない間、以上が繰り返される。
【００４７】
そして、カウンタ値が所定値Ｍ４に達すると、ステップ１８７からステップ１９０に進み、カウンタがリセットされ、ステップ１９１でフラグ２が立てられるとともに、ステップ１９２で警報ランプ１０５が点滅から点灯状態となる。
このあと、前述と同様に順次ステップ１９３、１９４、１９５に進む。ここでブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、あるいはアクセル操作のいずれかが行なわれた場合には、ステップ１９６に進んで、警報ランプ１０５が消灯され、ステップ１９７において、フラグ１、フラグ２、およびカウンタがクリアされる。
【００４８】
一方、警報ランプ１０５が点灯状態となった後もブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作のいずれもないときには、次のサイクルにおいて、すでにフラグ２が立っているからステップ１８６からステップ１９８に進み、自動走行モードに入る。
自動走行モードでは、走行車線からの逸脱に対して運転者が適切な対応をしていないから、制御コンピュータ９０から制御指令が発せられ、必要な所定のアクチュエータが駆動制御される。
【００４９】
自動走行モードに入った後も、ステップ１９３、１９４、１９５において、アクセルやブレーキの操作、ステアリング操舵がウォッチングされ、運転者のアクションがあれば、ステップ１９６、１９７を経て自動走行モードが解除されて、通常のマニュアル走行に戻される。
ステップ１７１〜１８３、１８５、１８６、１８７〜１８９、および１９２、１９８が、走行車線からの逸脱に対し警報を発するとともに自動走行モード可能の安全対応制御手段に当たる。このうちステップ１７５〜１８３は環境状態変化検出手段を兼ね、またステップ１９３〜１９５が運転者反応検出手段を構成し、そしてステップ１８７、１９０〜１９１が運転者の状態判断手段を構成している。
【００５０】
これにより、従来のマニュアルスイッチによる切換え、あるいは単なる警報のみに終わって本来の役割が十分発揮されていなかった運転補助装置に対して、居眠りやわき見などで車線を逸脱しそうになるとき、車両の走行状況と運転者の状態に応じて、車両による自律的なコントロールへと切換わり、補助装置としてとくにその有効性が高められるという効果がある。また自動走行モードに移る前には所定期間警報ランプを点滅させ、その間に適切な修正操作があるときには運転者による走行が継続されるようになっているから、不意に自動走行に入って運転者に違和感を持たせることもないという利点を有する。
【００５１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、環境状態変化検出手段と運転者反応検出手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の状態を判断し、運転者の状態が異常であるときは安全対応制御手段の制御の感度レベルを変えるようにしたから、通常は安全対応制御手段における誤検出などを招かないため高い値に設定されたしきい値などにより検出されない運転者の異常状態を別途に検出して、これにより安全対応制御手段の感度レベルを変えて早期に警報が行なわれ、あるいは運転者の異常状態に応じて補助装置などによるさらに高度の安全対応措置が行なわれるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図３】実施例のレイアウト図である。
【図４】実施例における操作の対応度合判断の流れを示すフローチャートである。
【図５】道路勾配センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図６】白線検知センサの構成を示す図である。
【図７】白線検知センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図８】第２の実施例を示すブロック図である。
【図９】ステアリング逆入力センサの構成を示す図である。
【図１０】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１１】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１２】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１３】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１４】パワステアリングユニットを示す図である。
【図１５】外乱の判別条件を示す図である。
【図１６】第２の実施例における操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図１７】第３の実施例を示すブロック図である。
【図１８】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図１９】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図２０】車線逸脱検出の流れを示すフローチャートである。
【図２１】車線逸脱検出に用いられる白線距離変化のしきい値例を示す図である。
【図２２】警報および自動走行の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 環境状態変化検出手段
２ 運転者反応検出手段
３ 運転者の状態判断手段
４ 安全対応制御手段
１０ 周囲環境測定装置
１１ 車間距離・障害物センサ
１２ 状態変化検出部
１３ 運転操作検出部
１４ アクセル操作検出センサ
１５ ブレーキ作動センサ
１６ 操作の対応度合判断部
１７ 白線検知センサ
１７’ 側方距離センサ
１８ 道路勾配センサ
１９ 車速センサ
２０ 居眠り警報システム
２１ ステアリングセンサ
２２ 居眠り検出ロジック部
２３ 警報器
３０ ＣＰＵ
３２ ステアリング操作検出センサ
３５ カメラ
３６ 画像処理装置
３７ ウインカスイッチ
３８ 外乱検出部
３９ ステアリング逆入力センサ
４３ 運転操作検出部
４４ ステアリング操舵角センサ
４６ 操作の対応度合判断部
５０ 追突防止システム
５１ 車間距離センサ
５２ 追突防止ロジック部
５３ 警報器
５４ 自動ブレーキ駆動装置
５９ 車速センサ
６０ ステアリングホイール
６１ コラム部
６２ パワステアリングユニット
６３ コントロールバルブ
６４ 外乱判別部
６５ オイルポンプ
６６ オイルリザーバ
６７ パワーシリンダ
６８ ピストンのロッド
６９ ラック
７１ 入力ポート
７２ ドレンポート
７３、７４ 出力ポート
７５ バルブスプール
７６ ステアリングシャフト
７７ ピニオン
７８ スプリング
７９、８０ リアクションプランジャ
８１、８２ プレート
８３ 横Ｇセンサ
８４ ヨーレイトジャイロセンサ
８５ 横風センサ
８６ ロールセンサ
９０ 制御コンピュータ
９１ 演算処理装置
９２ 記憶装置
９３，９４ インタフェース回路
９６ 車速センサ
９７ 方位センサ
９８ 障害物センサ
９９ アクセルセンサ
１００ ウインカースイッチ
１０１ ステアリング操舵角センサ
１０２ ステアリングアクチュエータ
１０２ａ 駆動回路
１０３ スロットルアクチュエータ
１０３ａ 駆動回路
１０４ ブレーキアクチュエータ
１０４ａ 駆動回路
１０５ 警報ランプ
１０６ テレビカメラ
１０７ 画像処理装置
１０８ 転送装置
Ａ、Ｂ スイッチ
Claims (9)
- 車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段と、
運転者の反応を検出する運転者反応検出手段と、
前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段と、
安全対応制御手段とを有し、
該安全対応制御手段が前記運転者の状態判断手段の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されていることを特徴とする車両の予防安全装置。 - 前記安全対応制御手段が警報手段を含み、前記制御レベルが警報レベルであることを特徴とする請求項１記載の車両の予防安全装置。
- 前記安全対応制御手段が運転操作の補助手段を含み、前記制御レベルが前記補助手段の駆動の有無であることを特徴とする請求項１記載の車両の予防安全装置。
- 前記環境状態変化検出手段が車両の周囲環境状態の変化を検出するものであることを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１に記載の車両の予防安全装置。
- 前記車両の周囲環境状態が車間距離、道路白線と車両との間隔、または道路勾配であることを特徴とする請求項４記載の車両の予防安全装置。
- 前記環境状態変化検出手段が車両に対する外乱を検出するものであることを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１に記載の車両の予防安全装置。
- 前記外乱がステアリング逆入力であることを特徴とする請求項６記載の車両の予防安全装置。
- 前記運転者反応検出手段が、ステアリング操作検出センサ、アクセル操作検出センサ、またはブレーキ作動センサを含むことを特徴とする請求項１、２、３、４または５のいずれか１に記載の車両の予防安全装置。
- 前記運転者反応検出手段が、ステアリング操舵角センサを含むことを特徴とする請求項６または７記載の車両の予防安全装置。
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