JP3763211B2 - レーンキープシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中の自車両を車線内に維持するためのレーンキープシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の自車両を車線内に維持するためのレーンキープシステムとしては、例えば特開平０７−１０４８５０号公報に記載のものがある。これは、画像処理によって算出される自車両の車線内における横方向の偏位量に応じて運転者に操舵トルクを付与し運転者の車線追跡を補助するもので、さらにウインカ操作等によって車線変更の意図が検出された場合には車線を維持するための操舵トルク付与を解除する旨が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の手法では、運転者の車線変更の意図検出の具体的手段としてウインカ操作による検出しかないため、ウインカ操作なしで運転者が車線変更をしようとした場合にそれを妨げようとする操舵トルクがステアリングに加えられるので、円滑な車線変更を妨げる、という問題点があった。
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、横変位量に基づいて運転者に付与する操舵トルクを、同一の横変位量であっても周囲の他車両との関係を考慮して可変設定可能とし、確実な車線維持と速やかな車線変更を両立させて、最適な操舵トルク付与を行うことができるレーンキープシステムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における請求項１に係るレーンキープシステムは、走行車線マーカ間における自車両の横方向の偏位量を算出する自車両横偏位量算出手段と、該自車両横偏位量算出手段で算出された車線内の自車両の横偏位量に応じて車線を維持するための操舵トルクを発生させるモータ出力指令値を算出して出力するモータ制御手段と、該モータ制御手段から出力されるモータ出力指令値に応じた操舵トルクをモータで発生させて操舵系に付加することにより車両を車線中央部に戻す車線維持制御を行う操舵トルク付与手段と、を有するレーンキープシステムにおいて、
自車両走行車線上の自車両の前方を走行する先行車両に対する接近度合を検出する接近度合検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記接近度合検出手段で検出した接近度合と前記自車両横変位量算出手段で算出した横変位量とに基づき、等しい横変位量に対して先行車両への接近度合が高い領域では先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも小さい設定値のモータ出力指令値を決定するように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に係る発明においては、現在自車両が走行している車線の前方を走行している先行車両への接近度合を算出し、算出された接近度合と自車線内の車線中心位置からの横変位量の両者を用いて操舵系に付与するモータ出力指令値を決定するため、接近度合から車線変更の可能性の判断基準を変更することが可能となる。しかも、先行車両への接近度合が低い領域では、モータ出力指令値を高設定値とすることにより車両を車線中央部に戻す車線維持制御を確保し、先行車両への接近度合が高い領域では、車線変更の可能性が高いものと判断して、車線を維持するためのモータ出力指令値を低設定値に設定し、車線変更を容易にする。
【０００７】
また、請求項２に係るレーンキープシステムは、請求項１に係る発明において、前記操舵トルク付与手段は、前記モータ出力指令値が小さいときに、車線を維持するために発生する操舵トルクを車線変更の操舵が容易となるように小さくして操舵系に付加することを特徴としている。
【０００８】
この請求項２に係る発明においては、先行車に対する接近度合が大きいときに、操舵系に付加される車線を維持するための操舵トルクが小さくなって、車線変更の操舵が軽くなるので、車線変更が容易となる。
【０００９】
さらに、請求項３に係るレーンキープシステムは、請求項１又は２に係る発明において、前記接近度合検出手段は、先行車両との間の車間距離、該車間距離を自車速で除した車間時間及び前記車間距離を先行車両との相対速度で除した相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として用いることを特徴としている。
【００１０】
この請求項３に係る発明においては、先行車両との間の車間距離、車間時間及び相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として設定することにより、先行車両の接近状態を正確に検出することができる。
【００１１】
さらにまた、請求項４に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至３の何れかに係る発明に前記モータ制御手段は、先行車両への接近中に運転者が先行車両に追従する追従走行状態に移行する意図があることを検出する運転者意図検出手段を有し、該運転者意図検出手段で運転者の追従走行状態に移行する意図があることを検出したときに、前記モータ出力指令値のうち、先行車両への接近度合が高い領域のモータ出力指令値を運転者の追従走行状態に移行する意図がないことを検出したときの先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも大きい値に変更することを特徴としている。
【００１２】
この請求項４に係る発明においては、運転者意図検出手段で運転者が先行車両に対して追従走行を行うことを意図しているか否かを検出し、追従走行を意図しているときには車線変更の可能性が少ないものと判断してモータ出力指令値をやや大きめとして車線変更よりは車線維持を優先させる。
【００１３】
なおさらに、請求項５に係るレーンキープシステムは、請求項４に係る発明において、前記モータ制御手段は、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合にモータ出力指令値を初期状態に復帰させることを特徴としている。
【００１４】
この請求項５に係る発明においては、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を大きめに変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合には、追従走行を止めて車線変更する可能性があると判断して、モータ出力値を初期状態即ち低設定値に復帰させて、次に接近度合が大きくなったときの車線変更を容易にする。
【００１５】
また、請求項６に係るレーンキープシステムは、請求項４又は５に係る発明において、前記運転者意図検出手段は、アクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、操舵角等の運転操作量、車間距離等の時系列データの何れかと運転行動パターンパラメータとを用いて、運転者の追従走行の意図の有無を隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて認識するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
この請求項６に係る発明においては、時系列データと運転行動パターンパラメータとを用いて隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて運転者が追従走行を意図しているか否かを認識するので、運転者の追従走行を意図するか否かを正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、請求項７に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至６に係る発明において、前記モータ制御手段は、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することを特徴としている。
【００１８】
この請求項７に係る発明においては、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止する。
【００１９】
さらにまた、請求項８に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至７の何れかの発明において、前記モータ制御手段は、自車両の隣接車線後側方に存在する他車両を検出し、検出車両の自車両への接近度合を算出する後側方車両接近度合算出手段を有し、該後側方車両接近度合算出手段で算出された接近度合が所定レベルを上回ったときに、他車両が存在する方向のモータ出力指令値を所定値より大きく変更するように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
この請求項８に係る発明においては、自車両の隣接車線後側方に存在する他車両を検出し、これとの接近度合を後側方車両接近度合算出手段で算出し、その接近度合が所定レベルを上回ったときに、自車両の車線変更の可能性が少ないものと判断してモータ出力指令値を大きい値に変更し、車線維持を優先させる。
【００２１】
なおさらに、請求項９に係るレーンキープシステムは、請求項８の発明においては、前記モータ制御手段は、前記後側方車両接近度合算出手段で後側方車両に対する接近度合の計算が異常になった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力指令値を接近度合に応じた所定時間継続した後に所定値に復帰させるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
この請求項９に係る発明においては、後側方車両に対する接近度合の算出が異常となった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力値を接近度合に応じた所定時間継続した後所定値に復帰させることにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止する。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、レーンキープシステムにおける操舵系への操舵トルク付与を先行車両への接近度合と自車線中心位置からの横変位量に基づいて決定するので、運転者が車線維持を意図しているか車線変更を意図しているかを確実に認識することができ、確実な車線維持と速やかな車線変更とを両立させた最適な操舵トルクの付与を行うことができるという効果が得られる。しかも、先行車両への接近度合が高い領域では、モータ出力指令値を低い領域と等しい横変位量であっても接近度合が低い領域に設定した所定値よりも小さくすることにより、確実な車線維持と速やかな車線変更とを両立させた最適な操舵トルクの付与を行うことができるという効果が得られる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、先行車に対する接近度合が大きいときに、操舵系に付加される車線を維持するための操舵トルクが小さくなって、車線変更の操舵が軽くなるので、車線変更が容易となるという効果が得られる。
【００２５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、先行車両との間の車間距離、車間時間及び相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として設定することにより、先行車両の接近状態を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２６】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、先行車両に接近中に、先行車両への追従走行への移行の意図を検出した際に、モータ出力指令値を初期値よりも大きく設定することにより、車線維持が必要な場合での確実な車線維持支援機能を発揮することができる。
【００２７】
なおさらに、請求項５に係る発明によれば、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を大きめに変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合には、追従走行を止めて車線変更する可能性があると判断して、モータ出力値を初期状態即ち低設定値に復帰させて、次に接近度合が大きくなったときに車線変更を速やかに行うことが可能となるという効果が得られる。
【００２８】
また、請求項６に係る発明によれば、時系列データと運転行動パターンパラメータとを用いて隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて運転者が追従走行を意図しているか否かを認識するので、運転者の追従走行を意図するか否かを正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２９】
さらに、請求項７に係る発明によれば、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止するという効果が得られる。
【００３０】
さらにまた、請求項８に係る発明によれば、先行車両への接近度合が高く、モータ出力指令値が初期状態よりも小さくなり速やかな車線変更が容易な状況下にあっても、自車両の後側方から接近する他車両の接近度合が高い場合には、所定値よりも後側方車両の接近方向のモータ出力指令値を大きくするので、車線変更より車線維持を優先させ、他車両との関係を考慮した車線維持支援機能を発揮することができるという効果が得られる。
【００３１】
なおさらに、請求項９に係る発明によれば、後側方車両に対する接近度合の計算が異常となった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力値を接近度合に応じた所定時間継続した後所定値に復帰させることにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止することができるという効果が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００３３】
図中、１は自車両横変位量算出手段であり、ＣＣＤカメラ等を用いて撮像された自車両前方風景に二値化等の画像処理を行って検出される走行車線マーカ間における自車両の横方向の変位量ｙを算出する。
【００３４】
３は接近度合検出手段であり、レーダ等の車間距離センサで検出した車間距離に基づいて先行車両との接近度合を検出する。
５はモータ制御手段であり、自車両横変位量算出手段で算出した横方向変位量ｙと接近度合検出手段３で検出した接近度合とに基づいて前方の他車両を考慮したモータ出力指令値を算出し、これを出力する。
【００３５】
７は操舵トルク付与手段であり、モータ制御手段５から出力されるモータ出力指令値に応じた操舵トルクをステアリングホイールに付加する。
図２は、本発明第１の実施形態の機能構成を示すブロック図である。
【００３６】
車両前方路面状況撮像手段としてのＣＣＤカメラ１１は、車室内のインナミラーステー等に固定設置され、車両前方状況を撮像する。撮像された画像データは画像処理ユニット１３へ送られ、二値化等の処理により自車両近傍のレーンマーカが検出される。また、走行中の車線内における横方向の偏位量ｙ、車線マーカ接線に対するヨー角Ψが算出される。画像処理ユニット１３における演算処理結果はシステムの電子制御ユニット１９に送られる。
【００３７】
一方、車両には車速Ｖｃを検出する車速センサ１５及び自車両と同一車線を走行する先行車両との車間距離Ｄを計測するレーダユニット１７が設けられている。レーダユニットは、前方の先行車両との車間距離Ｄを計測するレーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダで構成され、計測した車間距離Ｄと車速センサ１５から入力される車速Ｖｃとをシステムの電子制御ユニット１９に送出する。
【００３８】
さらに、車両の操舵角及び操舵トルクを検出する操舵角・操舵トルクセンサ１８が設けられ、この操舵角・操舵トルクセンサ１８で検出された操舵角θ及び操舵トルクＴｓがシステムの電子制御ユニット１９に送出される。
【００３９】
電子制御ユニット１９には、データ入力部２１、データ処理部２３、モータ制御部２５が含まれている。
データ入力部２１は、画像処理ユニット１３からの画像処理データと、レーダユニット１７からの車間距離Ｄ及び車速Ｖｃと、操舵角・操舵トルクセンサ１８からの操舵角θ及び操舵トルクＴｓとを制御ユニットに入力する。
【００４０】
データ処理部２３は、モータ出力指令値を決定するために必要な横方向変位量ｙを算出すると共に、先行車両の接近度合Ｌｆを算出する。
モータ制御部２５では、データ処理部２３で算出された横方向変位量ｙと先行車両への接近度合Ｌｆとに基づいてモータ出力指令値を決定し、決定されたモータ出力指令値はモータコントローラ２７に送られ、このモータコントローラ２７でモータ２９を回転駆動して操舵系に操舵トルクを付加する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態における操舵系を示したものである。モータコントローラ２７は、電子制御ユニット１９からの制御指令値とトルクセンサ５７で検出されるトルク値に基づいてモータ５３の回転数を制御し、電磁クラッチ５５およびステアリングシャフトを介してステアリングホイール５１に操舵トルクが付与される。なお、５９はステアリングギアボックスである。
【００４２】
そして、電子制御ユニット１９は、図４に示すモータ制御処理を所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行する。
【００４３】
このモータ制御処理は、先ず、ステップＳ１０１で映像処理ユニット１３、レーダユニット１７及び操舵角・操舵トルクセンサ１８から出力される各データを読込み、次いでステップＳ１０３に移行して、画像処理ユニット１３から読込んだ自車両近傍のレーンマーカ検出値に基づいて走行中の車線内における自車両の横方向の偏位量ｙ、車線マーカ接線に対するヨー角Ψを算出する。
【００４４】
次いで、ステップＳ１０５に移行して、先行車両への接近度合Ｌｆを算出するために必要なデータが入力されているか否かを判定する。この判定は、先行車両がいないオープンな走行状況や、先行車両が存在したとしても先行車両との横方向のオフセットが大きい場合や、レーダユニット１７の異常など、接近度合Ｌｆの算出が不可能な状態であるか否かを判定し、接近度合Ｌｆの算出が可能であるときにはステップＳ１０６に移行する。
【００４５】
このステップＳ１０６では、後述する接近度合の算出不能状態であるか否かを表す算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、ステップＳ１０７に移行して、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットすると共に、経過時間ｔを“０”にクリアしてからステップＳ１０８に移行し、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１０８に移行する。
【００４６】
ステップＳ１０８では、同一走行車線の先行車両への接近度合Ｌｆを算出する。ここで、接合度合としては、レーダユニット１７から入力される車間距離Ｄの逆数を使用したり、車間距離Ｄを自車速Ｖｃで除して算出される車間時間Ｔｄの逆数又は車間距離Ｄを自車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒで除して算出される相対車間時間Ｔｒの逆数を使用する。
【００４７】
次いで、ステップＳ１０９に移行して、現在の接近度合Ｌｆをバッファに保持してからステップＳ１１１に移行する。このステップＳ１１１では、横方向変位量と先行車両への接近度合Ｌｆとを用いてモータ出力指令値ＣM を決定する。この決定は、例えば予め用意した図６に示すモータ出力指令値算出マップを参照して決定する。
【００４８】
ここで、モータ出力指令値算出マップは、図６に示すように、制御目標として操舵トルクＴM を適用し、例えばｘ軸に車線中心からの横方向変位量ｙを設定し、ｙ軸に先行車両への接近度合Ｌｆを設定し、さらにｚ軸に操舵トルク指令値Ｔｍを設定し、横方向変位量ｙが“０”であるときには先行車両への接近度合Ｌｆの値にかかわらず操舵トルク指令値Ｔｍが“０”を維持するが、横方向変位量ｙが正方向又は負方向に増加するときには、先行車両への接近度合Ｌｆが小さいときには、横方向変位量ｙの増加に応じて操舵トルク指令値Ｔｍが最大値ＴｍMAX まで増加した後飽和するが、接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 より大きくなると、その増加に応じて操舵トルク指令値Ｔｍの最大値が徐々に減少して操舵トルク指令値Ｔｍが“０”となる領域が増加するように設定されている。
【００４９】
次いで、ステップＳ１１３に移行して、上記ステップＳ１１１で決定されたトルク指令値Ｔｍをコントローラ２７に出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００５０】
一方、前記ステップＳ１０５の判定結果が接近度合Ｌｆが算出不可能であるときには、ステップＳ１１０に移行して、接近度合維持処理を実行する。
この接近度合維持処理は、図５に示すように、先ず、ステップＳ１１５で、接近度合Ｌｆが算出可能な状態から算出不可能状態へ遷移した後の経過時間ｔが予め設定された設定時間ｔ0 を越えているか否かを判定し、ｔ≦ｔ0 であるときには、ステップＳ１１７に移行して、算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ１１９に移行して、算出不能フラグＦＮを“１”にセットしてからステップＳ１２１に移行し、接近度合Ｌｆとして前回の処理周期に算出した接近度合Ｌｆ(n-1) を設定してからステップＳ１２３に移行し、算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているときには直接ステップＳ１２３に移行する。
【００５１】
ステップＳ１２３では、経過時間ｔをインクリメントしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、ステップＳ１１５の判定結果がｔ＞ｔ0 であるときには所定の経過時間が経過したものと判断してステップＳ１２５に移行し、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットし、次いでステップＳ１２７に移行して、接近度合として既定値Ｌｆ0 を設定してからステップＳ１２９に移行して経過時間ｔを“０”にクリアしてから図４のステップＳ１１１に移行する。
【００５２】
したがって、今、車両が走行車線を走行しており、同一車線の前方に先行車両が存在するものとすると、先行車両との車間距離Ｄが大きく且つ車速Ｖｃが低い状態では、ステップＳ１０８で算出される接近度合Ｌｆとしての車間時間Ｔｄが小さい値となることにより、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに、車両が走行車線の中央部を直進走行しているときには、横方向変位量ｙが略“０”となるので、操舵トルク指令値Ｔｍも略“０”となり、これがコントローラ２７に出力されることにより、モータ２９が停止状態を維持し、操舵系に対して操舵トルクが付加されず、車両が走行車線の中央部を走行する状態が維持される。
【００５３】
この走行状態で、走行車線が左（又は右）カーブする状態となると、これに応じて横方向変位量ｙが正又は負方向に増加することにより、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となって、モータ２９を回転駆動して操舵系に走行車線のカーブに沿って車両を走行させる操舵トルクが付加され、車線維持が優先されて車両が走行車線の中央を走行する状態を継続する。
【００５４】
ところが、自車両が同一車線の先行車両に近づいて接近度合Ｌｆが大きな値となると、車両が走行車線の中央からずれて横方向変位量ｙが大きな値となったとしても、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに操舵トルク指令値Ｔｍは小さい値となり、モータ２９で発生される操舵トルクが小さい値となるので、車両を走行車線の中央側に戻そうとして操舵系に付加される操舵トルクも“０”に近い値となり、先行車両との車間距離Ｄが短くなって、運転者が車線変更を行おうとしたときに、その操舵を容易に行うことができる。
【００５５】
また、例えば上り坂の頂上付近や旋回半径の小さなコーナーで、同一走行車線の先行車両をレーダユニット１７で検出できない状態となると、レーダユニット１７で検出される車間距離Ｄが予め設定された所定値Ｄ0 以上となって、接近度合Ｌｆの算出が不能な状態となる。
【００５６】
この状態では、経過時間ｔが“０”にクリアされていると共に、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされているので、図４のモータ制御処理が実行されるタイミングで、ステップＳ１０５からステップＳ１１０に移行し、図５の接近度合維持処理を実行する。この接近度合維持処理では、ステップＳ１１５、Ｓ１１７を経てステップＳ１１９に移行して算出不能フラグＦＮを“１”にセットしてからステップＳ１２１で前回のタイマ割込周期で算出された接近度合Ｌｆ(n-1) を今回の接近度合Ｌｆとして設定してからステップＳ１２３で経過時間ｔをインクリメントしてからステップＳ１１１に移行する。
【００５７】
このため、モータ出力指令値Ｔｍは接近度合Ｌｆが前回値を維持することにより、前回と同様の値を維持することになり、前回と同様のモータ制御状態を維持する。
【００５８】
その後、接近度合Ｌｆの算出不能状態が継続すると、これに応じて経過時間ｔが順次インクリメントされるが、この経過時間ｔが所定時間ｔ0 に達しないうちに上り坂の頂上を越えるか又は旋回半径の小さなコーナーを曲がり切ることにより、レーダユニット１７で再度先行車両を検出する状態となると、図４のモータ制御処理が実行されるタイミングでステップＳ１０５からステップＳ１０７〜Ｓ１０９に移行して、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされ、且つ経過時間ｔが“０”にクリアされると共に、先行車両への接近度合Ｌｆが算出され、次いでステップＳ１１１に移行して、算出された接近度合Ｌｆと横方向変位量ｙとに基づいてモータ出力指令値Ｔｍが決定され、これに応じてモータ２９が制御されて、接近度合Ｌｆに応じて車線維持制御又は車線変更許容制御が行われる。このとき、接近度合Ｌｆは先行車両を検出できなくなった時点とさほど変化していないので、モータ出力指令値Ｔｍが大きく変動することはなく、安定したレーンキープ制御を継続することができる。
【００５９】
一方、同一走行車線の先行車両に接近した状態で先行車両が車線変更して車線を譲ってくれた場合には、レーダユニット１７で先行車両を検出できない状態となることにより、上記と同様にステップＳ１０５からステップＳ１１０に移行して、図５の接近度合維持処理によって、経過時間ｔが所定時間ｔ0 に達するまでの間、その直前の接近度合Ｌｆ(n-1) を維持するので、モータ出力指令値Ｔｍもその直前の状態を維持することになるが、この状態を継続して経過時間ｔが所定時間ｔ0 を越えると、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットし（ステップＳ１２５）、次いで接近度合Ｌｆとしてあらかじめ設定された所定値Ｌｆ0 が設定され（ステップＳ１２７）、経過時間ｔが“０”にクリアされる（ステップＳ１２９）。
【００６０】
このため、先行車両が車線変更する直前では接近度合Ｌｆが大きな値となって、モータ出力指令値Ｔｍが小さな値となり、車線変更を許容する状態となっていたが、所定時間ｔ0 経過後に接近度合Ｌｆが比較的小さい所定値Ｌｆ0 に設定されることにより、モータ出力指令値Ｔｍが大きな値に設定されて、自動的に車線維持制御状態に移行する。
【００６１】
このように、上記第１の実施形態によると、走行車線を維持するための操舵トルクを発生するモータ制御処理で、車両の横方向変位量ｙと先行車両への接近度合Ｌｆとに基づいてモータ出力指令値Ｔｍを算出するようにしたので、自車両が先行車両に接近したときには、車線変更の可能性があるものと判断して車線を維持するために必要なモータ出力指令値Ｔｍが小さい値となって車線変更の操舵を容易に行って、円滑な車線変更を行うことができる。
【００６２】
また、先行車両を検出している状態で、上り坂の頂上付近や旋回半径の小さいコーナーで一時的に先行車両を検出できない状態となったときには、その直前の接近度合Ｌｆ(n-1) を所定時間ｔ0 の間維持することにより、所定時間ｔ0 が経過する前に上り坂の頂上付近を越えるか又はコーナーを曲がり切ることにより、再度先行車両を検出できる状態となったときに、接近度合Ｌｆが変動することがなく、安定した車線維持制御を行うことができる。
【００６３】
さらに、先行車両に接近した状態で、先行車両が車線変更した場合に、所定時間ｔ0 が経過した時点で接近度合Ｌｆがあらかじめ設定された比較的小さい値の所定値Ｌｆ0 に変更されることにより、自動的に車線維持制御状態となり、安定した車線維持制御を行うことができる。
【００６４】
したがって、先行車両との接近度合Ｌｆに応じて最適なモータ出力指令値Ｔｍを選択することができ、走行状態に応じて最適なレーンキープ制御を行うことができる。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態を図７〜図１０について説明する。
この第２の実施形態は、運転者が先行車両に追従する追従走行を意図しているか否かを判定し、追従走行する意図の有無に応じてモータ出力指令値Ｔｍを変更するようにしたものである。
【００６６】
すなわち、第２の実施形態では、図７に示すように、前述した第１の実施形態における図１の構成において、運転者が自車両と同一走行車線の先行車両に追従走行する意図があるか否かを隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識手法を適用して判定する運転者意図検出手段４１が設けられ、この運転者意図検出手段４１の検出結果がモータ制御手段５に入力され、このモータ制御手段５で、追従走行モードであるか否かによって異なるモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値Ｔｍを算出し、これを操舵トルク付与手段７に出力する。
【００６７】
具体的には、図８に示すように、運転行動パターンとして、アクセルペダル開度センサ５１、ブレーキペダル踏力センサ５３及び操舵角センサ５５が設けられ、これらが電子制御ユニット１９のデータ入力部２１に入力され、これらがデータ処理部２３に送出され、このデータ処理部２３で算出される横方向変位量ｙ、ヨーレイトｄΨ／ｄｔと共に運転者意図検出部６１に供給され、この運転者意図検出部６１の検出結果がモータ制御部２５に入力される。
【００６８】
そして、電子制御ユニット１９では、図９に示すモータ制御処理を実行する。このモータ制御処理は、前述した第１の実施形態における図４と同様に、メインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、図４の処理におけるステップＳ１０９及びＳ１１０とステップＳ１１３との間に追従走行モードであるか否かに応じてモータ出力指令値を設定する処理が介挿されていることを除いては図４と同様の処理を行い、図４との対応する処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００６９】
すなわち、ステップＳ１０９及びＳ１１０からステップＳ１４１に移行して、追従走行状態であるか否かを表す追従走行モードフラグＦＭが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にセットされているときには、ステップＳ１４３に移行して、先行車両への接近度合Ｌｆが前述した比較的小さい値の所定値Ｌｆ0 を上回っており且つ先行車両に対して追従走行する意図があるか否かを判定する。
【００７０】
この先行車両への追従走行の意図は、例えばアクセルペダルが解放されたか否か、あるいはブレーキペダルが踏込まれているか否か等の運転行動パターンに基づいて、例えば文献『Ｎｉｓｓａｎ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｐｏｒｔ １９９６，Ｎｉｓｓａｎ Ｃａｎｂｒｉｄｇｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｎｉｓｓａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｍｅｎｔ Ｉｎｃ．』に記載されている隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識手法を適用して認識する。
【００７１】
この運転行動認識手法は、運転行動を離散的な状態間の確率的遷移として捉え、認識対象とする各運転行動パターンの特徴パラメータをアクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、操舵角等の運転操作量、車間距離等の時系列データを用いてあらかじめ学習しておき、現在の時系列データが運転行動パターンモデルから出力される確率を計算することにより運転行動パターンの認識を行うものであり、本実施形態でも同様の手法を適用することが可能である。
【００７２】
すなわち、先行車両が存在する状況における「先行車両へ追従」、「そのままの状態を維持」、「車線変更」等の隠れマルコフモデルのパターンモデルを用いて先行車両への追従状態への移行の意図を検出する。
【００７３】
この検出手法を用いて運転者の先行車両への追従意図無しと判定された場合には、前述した第１の実施形態におけるステップＳ１１１に移行し、追従意図有りと判定された場合には、ステップＳ１４５に移行して、追従モードフラグＦＭを“１”にセットしてからステップＳ１５５に移行する。
【００７４】
このステップＳ１５５では、例えば図１０に示すように、接近度合Ｌｆの全領域で規定レベル即ち横方向変位量ｙが増加するに応じて操舵トルク指令値Ｔｍが最大値ＴｍMAX まで増加するように設定されたモータ出力指令値算出マップを参照するか又は図１１に示すように追従モードフラグＦＭが“１”になった時点での接近度合Ｌｆのモータ出力指令値をそれを上回る接近度合の領域に適用するように設定されたモータ出力指令値算出マップを参照して，モータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定してから前記ステップＳ１１３に移行する。
【００７５】
一方、ステップＳ１４１の判定結果が、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされているときには、ステップＳ１４７に移行して、ステップＳ１０９で設定された接近度合Ｌｆがあらかじめ設定された所定値Ｌｆ0 より小さいか否かを判定し、Ｌｆ≧Ｌｆ0 であるときには直接ステップＳ１５５に移行し、Ｌｆ＜Ｌｆ0 であるときには、ステップＳ１４９に移行して、継続時間ｔf が所定時間ｔf0を越えているか否かを判定し、ｔf ＞ｔf0であるときにはステップＳ１５１に移行して、追従モードフラグＦＭを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１４３に移行し、ｔf ≦ｔf0であるときにはステップＳ１５３に移行して経過時間ｔf をインクリメントしてから前記ステップＳ１４３に移行する。
【００７６】
この図９の処理において、ステップＳ１４１〜Ｓ１５３の処理が運転者意図検出手段に対応している。
この第２の実施形態によると、運転者が追従走行を意図していないときには、追従モードフラグＦＭが“０”にリセットされた状態を継続し、且つステップＳ１４３での隠れマルコフモデルに基づく運転行動パターンを使用した認識処理で追従走行を意図しないものと判定されて、ステップＳ１１１に移行することにより、前述した第１の実施形態と同様に図６のモータ出力指令値算出マップを参照して、通常モードでの操舵トルク指令値Ｔｍが決定され、これがモータコントローラ２７に出力されることにより、第１の実施形態と同様に、横変位量ｙ及び接近度合Ｌｆに応じた最適なレーンキープ処理が行われる。
【００７７】
一方、運転者が同一走行車線の先行車両への接近度合Ｌｆを大きくすると共に、車間距離Ｄ、車間時間Ｔｄ、相対車間時間Ｔｒの何れかを略一定としながら走行する追従走行を意図しているときには、図９のモータ制御処理において、ステップＳ１４３で追従意図有りと判定されてステップＳ１４５で追従モードフラグＦＭを“１”にセットしてからステップＳ１５５に移行することにより、そのときの横変位量ｙ及び接近度合Ｌｆをもとに、図１０又は図１１のモータ出力指令値算出マップを参照して追従モードでの操舵トルク指令値Ｔｍが算出される。
【００７８】
したがって、図１０のモータ出力指令値算出マップを参照した場合には、接近度合Ｌｆの大小にかかわらず、横変位量ｙが増加したときの操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となり、走行車線を維持する車線維持制御が行われる。
【００７９】
また、図１１のモータ出力指令値算出マップを参照した場合には、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされた時点での接近度合Ｌｆi での操舵トルク指令値Ｔｍを接近度合ＬｆがＬｆi を上回ったときでも維持するので、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされたときの車線維持制御をそのまま継続することができる。
【００８０】
そして、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされると、その後接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 未満となるまでの間は追従モードでモータ出力指令値Ｔｍが決定され、接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 未満となると、ステップＳ１４７からステップＳ１４９に移行し、この状態が所定時間ｔ0 を越えて継続すると、追従モードフラグＦＭが“０”にリセットされて通常モードに復帰する。
【００８１】
このように、上記第２の実施形態によると、運転者が先行車両に対して追従走行をする意図があるか否かを隠れマルコフモデルを用いて認識し、追従走行を行う意図があるときには、車線変更の可能性が殆どないので、追従走行を意図しない通常走行時に比較して車線維持制御を強めて安定走行を確保することができ、走行状態に応じて制御態様を変更することができる。
【００８２】
次に、本発明の第３の実施形態を図１２〜図１７について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態に加えて、隣接する車線の後側方を走行する他車両との接近度合も考慮してモータ出力指令値を決定するようにしたものである。
【００８３】
すなわち、第３の実施形態では、図１２に示すように、前述した第１の実施形態における図１の構成において、自車両の走行している車線に隣接する車線で自車両の後側方に位置する後側方車両との接近度合算出手段７１が追加され、モータ制御手段で、先行車両の接近度合Ｌｆと後側方車両の接近度合Ｌｐとを考慮してモータ出力指令値を決定し、これを操舵トルク付与手段７に出力するように構成されていることを除いては図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００８４】
具体的には、図１３に示すように、前述した第１実施形態における図２の構成において、自車両の走行している車線に隣接する車線で自車両の後側方に位置する後側方車両の車間距離ＤR を計測する後側方レーダユニット７２が追加され、この後側方レーダユニット７２で検出された車間距離ＤR が電子制御ユニット１９のデータ入力部２１に入力され、モータ制御部２５で、先行車両との接近度合Ｌｆと後側方車両との接近度合Ｌｐとを考慮してモータ出力指令値Ｔｍを決定するように構成したことを除いては図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００８５】
ここで、後側方レーダユニット７２は、図１４に示すように、車両の後方側左右位置に夫々設けられた後側方レーダヘッド８５Ｌ及び８５Ｒと、これらレーダヘッド８５Ｌ及び８５Ｒの計測値を処理して車間距離を演算する後側方レーダ処理ユニット８７とで構成されている。
【００８６】
そして、電子制御ユニット１９で、図１５及び図１６に示すモータ制御処理を所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行する。
【００８７】
ここで、図１５におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１１０までの処理は、第１の実施形態と同様であるのでこれらの詳細説明は省略するが、本実施形態では、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０からステップＳ１６１に移行して、後側方車両の接近度合Ｌｐが算出可能であるか否かを判定し、算出可能であるときには、後述する接近度合の算出不能状態であるか否かを表すＬｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、ステップＳ１６２に移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“０”にリセットしてからステップＳ１６３に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１６３に移行する。
【００８８】
ステップＳ１６３では、後側方車両の接近度合Ｌｐを算出する。ここで、接合度合としては、レーダユニット７２から入力される車間距離ＤR の逆数を使用したり、車間距離ＤR を自車速Ｖｃで除して算出される車間時間Ｔｄの逆数又は車間距離ＤR を自車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒで除して算出される相対車間時間Ｔｒの逆数を使用する。
【００８９】
次いで、ステップＳ１６４に移行して、現在の接近度合Ｌｐをバッファに保持してからステップＳ１８３に移行する。
一方、前記ステップＳ１６１の判定結果が後側方車両の接近度合Ｌｐが算出不可能であるときには、ステップＳ１６６に移行して、接近度合維持処理を実行する。
【００９０】
この接近度合維持処理は、図１６に示すように、先ず、ステップＳ１６７で、接近度合Ｌｐが算出可能な状態から算出不可能状態へ遷移した後の経過時間ｔp が予め設定された設定時間ｔp0を越えているか否かを判定し、ｔp ≦ｔp0であるときには、ステップＳ１６９０移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ１７１に移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“１”にセットしてからステップＳ１７３に移行し、後側方車両接近度合Ｌｐとして前回の処理周期に算出した接近度合Ｌｐ(n-1) を設定してからステップＳ１７５に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているときには直接ステップＳ１７３に移行する。
【００９１】
ステップＳ１７３では、経過時間ｔp をインクリメントしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、ステップＳ１６７の判定結果がｔp ＞ｔp0であるときには所定の経過時間が経過したものと判断してステップＳ１７７に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“０”にリセットし、次いでステップＳ１７９に移行して、接近度合Ｌｐとして既定値Ｌｐ0 を設定してからステップＳ１８１に移行して経過時間ｔp を“０”にクリアしてから図１５のステップＳ１８３に移行する。
【００９２】
図１５に戻って、ステップＳ１８３では、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときにはステップＳ１８５に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐがあらかじめ設定された比較的小さい値の所定値Ｌｐ0 未満であるか否かを判定し、Ｌｐ≧Ｌｐ0 であるときには前述したステップＳ１１１にジャンプし、Ｌｐ＜Ｌｐ0 であるときにはステップＳ１８７に移行する。
【００９３】
このステップＳ１８７では、経過時間ｔmpが所定時間ｔmp0 を越えているか否かを判定し、ｔmp＞ｔmp0 であるときには、ステップＳ１８９に移行して、経過時間ｔmpを“０”にクリアしてからステップＳ１９１に移行して、後側方車両接近モードフラグＦＭＰを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１１１に移行し、ｔmp≦ｔmp0 であるときには、ステップＳ１９３に移行して経過時間ｔmpをインクリメントしてから前記ステップＳ１１１に移行する。
【００９４】
一方、ステップＳ１８３の判定結果が、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“０”にリセットされているものであるときには、ステップＳ１９５に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐが所定値Ｌｐ0 未満の状態が所定時間ｔp0以上継続ししているか否かを判定し、この状態が所定時間ｔp0以上継続しているときには、ステップＳ１９７に移行して、後側方車両接近モードフラグＦＭＰを“１”にセットしてから前記ステップＳ１１１に移行し、そうでない場合にはそのまま前記ステップＳ１１１に移行する。
【００９５】
そして、ステップＳ１１１では、横変位量ｙ及び先行車両の接近度合Ｌｆをもとに前述した図６のモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定し、次いでステップＳ１９９に移行する。
【００９６】
このステップＳ１９９では、後側方接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、モータ出力指令値Ｔｍについて後側方補車両接近度合Ｌｐに基づいて再決定する必要があるものと判断してステップＳ２０１に移行し、横変位量ｙ及び後側方車両接近度合Ｌｐをもとに図１７に示すモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定し、これを前記ステップＳ１１１のモータ出力指令値Ｔｍに置換してから前記ステップＳ１１３に移行し、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１１３に移行する。
【００９７】
ここで、図１７に示すモータ出力指令値算出マップは、右側レーダヘッド８５Ｌについては、例えば自車両の右側の追い越し車線で後側方車両が接近することを考慮して、横変位量ｙが負となる左方向については後側方車両の接近度合にかかわらず横変位量ｙが大きい領域で操舵トルク指令値Ｔｍも最大値ＴｍMAX となるよう設定し、横変位量ｙが正となる右方向即ち追い越し車線方向については、後側方車両接近度合Ｌｐが小さいときには操舵トルク指令値Ｔｍを“０”に近い値に設定し、後側方車両接近度合Ｌｐが大きくなるに従って操舵トルク指令値Ｔｍも大きくなるように設定されている。
【００９８】
同様に、左側レーダヘッド８５については、図１６の横変位量ｙが“０”である線と線対称に反転させたモータ出力指令値算出マップを適用する。
この図１３及び図１４の処理において、ステップＳ１６１〜ステップＳ１８１の処理が後側方車両接近度合検出手段に対応している。
【００９９】
この第３の実施形態によると、自車両に対して先行車両は存在するが隣接する左側及び右側車線の後側方に他車両が存在しないか又は存在しても車間距離ＤR が離れている場合には、後側方車両接近度合Ｌｐが小さい状態となるので、図１３のモータ制御処理の実行タイミングでステップＳ１８３からステップＳ１９５を経てステップＳ１１１に移行するため、後側方車両接近モードフラグＦＭＰは“０”にリセットされた状態を維持し、このステップＳ１１１で先行車両への接近度合Ｌｆ及び横変位量ｙをもとに図５のモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを算出し、次いでステップＳ１９９から直接ステップＳ１１３に移行して、先行車両の接近度合Ｌｆ及び横変位量ｙに基づく操舵トルク指令値Ｔｍをモータコントローラ２７に出力し、第１の実施形態と同様のモータ制御を行うことができる。
【０１００】
この状態から例えば右側の追い越し車線で後側方車両が接近してきて、後側方車両接近度合Ｌｐが所定値Ｌｐ0 を越える状態が所定時間ｔp0以上継続すると、ステップＳ１９５からステップＳ１９７に移行して後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされることにより、ステップＳ１１１で一旦先行車両の接近度合Ｌｆに基づくモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍが算出されるが、次いでステップＳ１９９からステップＳ２０１に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐと横変位量ｙとをもとに図１４に示すモータ出力指令値算出マップを参照して操舵トルク指令値Ｔｍが決定され、これがステップＳ１１１の操舵トルク指令値Ｔｍに上書きされるので、この後側方車両接近度合Ｌｐ及び横変位量ｙに基づく操舵トルク指令値Ｔｍに基づいてモータ２９が制御される。
【０１０１】
したがって、後側方車両接近度合Ｌｐが小さいうちは横変位量ｙが正方向に増加したときにこれを中央部に復帰させる操舵トルク指令値Ｔｍが小さい値となるので、右側の追い越し車線への車線変更を容易に行うことができるが、後側方車両接近度合Ｌｐが大きい値となると、横変位量ｙが正方向に増加したときにこれを中央部に復帰させる操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となって、右方向への車線変更に抵抗感を与え、追い越し車線を走行する他車両の進路を妨害することを確実に抑制することができる。
【０１０２】
同様に、左側の走行車線についても、後側方車両が接近して来た場合には、左側車線への車線変更に抵抗感を与えて、運転者の車線変更に対して注意を促すことができる。
【０１０３】
なお、上記各実施形態においては、モータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを３次元テーブルで構成されるモータ出力指令値算出マップを参照して決定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、先行車両への接近度合Ｌｆ又は後側方車両の接近度合Ｌｐを所定幅の領域に区分けし、各領域毎に横変位量ｙと操舵トルク指令値Ｔｍの関係を表す２次元テーブルを参照して操舵トルク指令値を決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における操舵系の一例を示す構成図である。
【図４】第１の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の接近度合維持処理を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップを示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの一例を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの他の例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施形態における操舵系の一例を示す構成図である。
【図１５】第３の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１５における接近度合維持処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 横変位量算出手段
３ 先行車両への接近度合算出手段
５ モータ制御手段
７ 操舵トルク付与手段
１１ ＣＣＤカメラ
１３ 画像処理ユニット
１５ 車速センサ
１７ レーダユニット
１８ 操舵角・操舵トルクセンサ
１９ 電子制御ユニット
２１ データ入力部
２３ データ処理部
２５ モータ制御部
２７ モータコントローラ
２９ モータ
５１ ステアリングホイール
５３ モータ
５５ 電磁クラッチ
５７ トルクセンサ
５９ ステアリングギアボックス
４１ 運転者意図検出手段
６１ 運転者意図検出部
７１ 後側方車両接近度合検出手段
７２ 後側方レーダユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中の自車両を車線内に維持するためのレーンキープシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の自車両を車線内に維持するためのレーンキープシステムとしては、例えば特開平０７−１０４８５０号公報に記載のものがある。これは、画像処理によって算出される自車両の車線内における横方向の偏位量に応じて運転者に操舵トルクを付与し運転者の車線追跡を補助するもので、さらにウインカ操作等によって車線変更の意図が検出された場合には車線を維持するための操舵トルク付与を解除する旨が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の手法では、運転者の車線変更の意図検出の具体的手段としてウインカ操作による検出しかないため、ウインカ操作なしで運転者が車線変更をしようとした場合にそれを妨げようとする操舵トルクがステアリングに加えられるので、円滑な車線変更を妨げる、という問題点があった。
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、横変位量に基づいて運転者に付与する操舵トルクを、同一の横変位量であっても周囲の他車両との関係を考慮して可変設定可能とし、確実な車線維持と速やかな車線変更を両立させて、最適な操舵トルク付与を行うことができるレーンキープシステムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における請求項１に係るレーンキープシステムは、走行車線マーカ間における自車両の横方向の偏位量を算出する自車両横偏位量算出手段と、該自車両横偏位量算出手段で算出された車線内の自車両の横偏位量に応じて車線を維持するための操舵トルクを発生させるモータ出力指令値を算出して出力するモータ制御手段と、該モータ制御手段から出力されるモータ出力指令値に応じた操舵トルクをモータで発生させて操舵系に付加することにより車両を車線中央部に戻す車線維持制御を行う操舵トルク付与手段と、を有するレーンキープシステムにおいて、
自車両走行車線上の自車両の前方を走行する先行車両に対する接近度合を検出する接近度合検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記接近度合検出手段で検出した接近度合と前記自車両横変位量算出手段で算出した横変位量とに基づき、等しい横変位量に対して先行車両への接近度合が高い領域では先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも小さい設定値のモータ出力指令値を決定するように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に係る発明においては、現在自車両が走行している車線の前方を走行している先行車両への接近度合を算出し、算出された接近度合と自車線内の車線中心位置からの横変位量の両者を用いて操舵系に付与するモータ出力指令値を決定するため、接近度合から車線変更の可能性の判断基準を変更することが可能となる。しかも、先行車両への接近度合が低い領域では、モータ出力指令値を高設定値とすることにより車両を車線中央部に戻す車線維持制御を確保し、先行車両への接近度合が高い領域では、車線変更の可能性が高いものと判断して、車線を維持するためのモータ出力指令値を低設定値に設定し、車線変更を容易にする。
【０００７】
また、請求項２に係るレーンキープシステムは、請求項１に係る発明において、前記操舵トルク付与手段は、前記モータ出力指令値が小さいときに、車線を維持するために発生する操舵トルクを車線変更の操舵が容易となるように小さくして操舵系に付加することを特徴としている。
【０００８】
この請求項２に係る発明においては、先行車に対する接近度合が大きいときに、操舵系に付加される車線を維持するための操舵トルクが小さくなって、車線変更の操舵が軽くなるので、車線変更が容易となる。
【０００９】
さらに、請求項３に係るレーンキープシステムは、請求項１又は２に係る発明において、前記接近度合検出手段は、先行車両との間の車間距離、該車間距離を自車速で除した車間時間及び前記車間距離を先行車両との相対速度で除した相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として用いることを特徴としている。
【００１０】
この請求項３に係る発明においては、先行車両との間の車間距離、車間時間及び相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として設定することにより、先行車両の接近状態を正確に検出することができる。
【００１１】
さらにまた、請求項４に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至３の何れかに係る発明に前記モータ制御手段は、先行車両への接近中に運転者が先行車両に追従する追従走行状態に移行する意図があることを検出する運転者意図検出手段を有し、該運転者意図検出手段で運転者の追従走行状態に移行する意図があることを検出したときに、前記モータ出力指令値のうち、先行車両への接近度合が高い領域のモータ出力指令値を運転者の追従走行状態に移行する意図がないことを検出したときの先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも大きい値に変更することを特徴としている。
【００１２】
この請求項４に係る発明においては、運転者意図検出手段で運転者が先行車両に対して追従走行を行うことを意図しているか否かを検出し、追従走行を意図しているときには車線変更の可能性が少ないものと判断してモータ出力指令値をやや大きめとして車線変更よりは車線維持を優先させる。
【００１３】
なおさらに、請求項５に係るレーンキープシステムは、請求項４に係る発明において、前記モータ制御手段は、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合にモータ出力指令値を初期状態に復帰させることを特徴としている。
【００１４】
この請求項５に係る発明においては、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を大きめに変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合には、追従走行を止めて車線変更する可能性があると判断して、モータ出力値を初期状態即ち低設定値に復帰させて、次に接近度合が大きくなったときの車線変更を容易にする。
【００１５】
また、請求項６に係るレーンキープシステムは、請求項４又は５に係る発明において、前記運転者意図検出手段は、アクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、操舵角等の運転操作量、車間距離等の時系列データの何れかと運転行動パターンパラメータとを用いて、運転者の追従走行の意図の有無を隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて認識するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
この請求項６に係る発明においては、時系列データと運転行動パターンパラメータとを用いて隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて運転者が追従走行を意図しているか否かを認識するので、運転者の追従走行を意図するか否かを正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、請求項７に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至６に係る発明において、前記モータ制御手段は、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することを特徴としている。
【００１８】
この請求項７に係る発明においては、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止する。
【００１９】
さらにまた、請求項８に係るレーンキープシステムは、請求項１乃至７の何れかの発明において、前記モータ制御手段は、自車両の隣接車線後側方に存在する他車両を検出し、検出車両の自車両への接近度合を算出する後側方車両接近度合算出手段を有し、該後側方車両接近度合算出手段で算出された接近度合が所定レベルを上回ったときに、他車両が存在する方向のモータ出力指令値を所定値より大きく変更するように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
この請求項８に係る発明においては、自車両の隣接車線後側方に存在する他車両を検出し、これとの接近度合を後側方車両接近度合算出手段で算出し、その接近度合が所定レベルを上回ったときに、自車両の車線変更の可能性が少ないものと判断してモータ出力指令値を大きい値に変更し、車線維持を優先させる。
【００２１】
なおさらに、請求項９に係るレーンキープシステムは、請求項８の発明においては、前記モータ制御手段は、前記後側方車両接近度合算出手段で後側方車両に対する接近度合の計算が異常になった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力指令値を接近度合に応じた所定時間継続した後に所定値に復帰させるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
この請求項９に係る発明においては、後側方車両に対する接近度合の算出が異常となった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力値を接近度合に応じた所定時間継続した後所定値に復帰させることにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止する。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、レーンキープシステムにおける操舵系への操舵トルク付与を先行車両への接近度合と自車線中心位置からの横変位量に基づいて決定するので、運転者が車線維持を意図しているか車線変更を意図しているかを確実に認識することができ、確実な車線維持と速やかな車線変更とを両立させた最適な操舵トルクの付与を行うことができるという効果が得られる。しかも、先行車両への接近度合が高い領域では、モータ出力指令値を低い領域と等しい横変位量であっても接近度合が低い領域に設定した所定値よりも小さくすることにより、確実な車線維持と速やかな車線変更とを両立させた最適な操舵トルクの付与を行うことができるという効果が得られる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、先行車に対する接近度合が大きいときに、操舵系に付加される車線を維持するための操舵トルクが小さくなって、車線変更の操舵が軽くなるので、車線変更が容易となるという効果が得られる。
【００２５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、先行車両との間の車間距離、車間時間及び相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として設定することにより、先行車両の接近状態を正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２６】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、先行車両に接近中に、先行車両への追従走行への移行の意図を検出した際に、モータ出力指令値を初期値よりも大きく設定することにより、車線維持が必要な場合での確実な車線維持支援機能を発揮することができる。
【００２７】
なおさらに、請求項５に係る発明によれば、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を大きめに変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合には、追従走行を止めて車線変更する可能性があると判断して、モータ出力値を初期状態即ち低設定値に復帰させて、次に接近度合が大きくなったときに車線変更を速やかに行うことが可能となるという効果が得られる。
【００２８】
また、請求項６に係る発明によれば、時系列データと運転行動パターンパラメータとを用いて隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて運転者が追従走行を意図しているか否かを認識するので、運転者の追従走行を意図するか否かを正確に検出することができるという効果が得られる。
【００２９】
さらに、請求項７に係る発明によれば、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止するという効果が得られる。
【００３０】
さらにまた、請求項８に係る発明によれば、先行車両への接近度合が高く、モータ出力指令値が初期状態よりも小さくなり速やかな車線変更が容易な状況下にあっても、自車両の後側方から接近する他車両の接近度合が高い場合には、所定値よりも後側方車両の接近方向のモータ出力指令値を大きくするので、車線変更より車線維持を優先させ、他車両との関係を考慮した車線維持支援機能を発揮することができるという効果が得られる。
【００３１】
なおさらに、請求項９に係る発明によれば、後側方車両に対する接近度合の計算が異常となった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力値を接近度合に応じた所定時間継続した後所定値に復帰させることにより、操舵特性を現状のまま維持して大きな操舵特性の変化を防止することができるという効果が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００３３】
図中、１は自車両横変位量算出手段であり、ＣＣＤカメラ等を用いて撮像された自車両前方風景に二値化等の画像処理を行って検出される走行車線マーカ間における自車両の横方向の変位量ｙを算出する。
【００３４】
３は接近度合検出手段であり、レーダ等の車間距離センサで検出した車間距離に基づいて先行車両との接近度合を検出する。
５はモータ制御手段であり、自車両横変位量算出手段で算出した横方向変位量ｙと接近度合検出手段３で検出した接近度合とに基づいて前方の他車両を考慮したモータ出力指令値を算出し、これを出力する。
【００３５】
７は操舵トルク付与手段であり、モータ制御手段５から出力されるモータ出力指令値に応じた操舵トルクをステアリングホイールに付加する。
図２は、本発明第１の実施形態の機能構成を示すブロック図である。
【００３６】
車両前方路面状況撮像手段としてのＣＣＤカメラ１１は、車室内のインナミラーステー等に固定設置され、車両前方状況を撮像する。撮像された画像データは画像処理ユニット１３へ送られ、二値化等の処理により自車両近傍のレーンマーカが検出される。また、走行中の車線内における横方向の偏位量ｙ、車線マーカ接線に対するヨー角Ψが算出される。画像処理ユニット１３における演算処理結果はシステムの電子制御ユニット１９に送られる。
【００３７】
一方、車両には車速Ｖｃを検出する車速センサ１５及び自車両と同一車線を走行する先行車両との車間距離Ｄを計測するレーダユニット１７が設けられている。レーダユニットは、前方の先行車両との車間距離Ｄを計測するレーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダで構成され、計測した車間距離Ｄと車速センサ１５から入力される車速Ｖｃとをシステムの電子制御ユニット１９に送出する。
【００３８】
さらに、車両の操舵角及び操舵トルクを検出する操舵角・操舵トルクセンサ１８が設けられ、この操舵角・操舵トルクセンサ１８で検出された操舵角θ及び操舵トルクＴｓがシステムの電子制御ユニット１９に送出される。
【００３９】
電子制御ユニット１９には、データ入力部２１、データ処理部２３、モータ制御部２５が含まれている。
データ入力部２１は、画像処理ユニット１３からの画像処理データと、レーダユニット１７からの車間距離Ｄ及び車速Ｖｃと、操舵角・操舵トルクセンサ１８からの操舵角θ及び操舵トルクＴｓとを制御ユニットに入力する。
【００４０】
データ処理部２３は、モータ出力指令値を決定するために必要な横方向変位量ｙを算出すると共に、先行車両の接近度合Ｌｆを算出する。
モータ制御部２５では、データ処理部２３で算出された横方向変位量ｙと先行車両への接近度合Ｌｆとに基づいてモータ出力指令値を決定し、決定されたモータ出力指令値はモータコントローラ２７に送られ、このモータコントローラ２７でモータ２９を回転駆動して操舵系に操舵トルクを付加する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態における操舵系を示したものである。モータコントローラ２７は、電子制御ユニット１９からの制御指令値とトルクセンサ５７で検出されるトルク値に基づいてモータ５３の回転数を制御し、電磁クラッチ５５およびステアリングシャフトを介してステアリングホイール５１に操舵トルクが付与される。なお、５９はステアリングギアボックスである。
【００４２】
そして、電子制御ユニット１９は、図４に示すモータ制御処理を所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行する。
【００４３】
このモータ制御処理は、先ず、ステップＳ１０１で映像処理ユニット１３、レーダユニット１７及び操舵角・操舵トルクセンサ１８から出力される各データを読込み、次いでステップＳ１０３に移行して、画像処理ユニット１３から読込んだ自車両近傍のレーンマーカ検出値に基づいて走行中の車線内における自車両の横方向の偏位量ｙ、車線マーカ接線に対するヨー角Ψを算出する。
【００４４】
次いで、ステップＳ１０５に移行して、先行車両への接近度合Ｌｆを算出するために必要なデータが入力されているか否かを判定する。この判定は、先行車両がいないオープンな走行状況や、先行車両が存在したとしても先行車両との横方向のオフセットが大きい場合や、レーダユニット１７の異常など、接近度合Ｌｆの算出が不可能な状態であるか否かを判定し、接近度合Ｌｆの算出が可能であるときにはステップＳ１０６に移行する。
【００４５】
このステップＳ１０６では、後述する接近度合の算出不能状態であるか否かを表す算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、ステップＳ１０７に移行して、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットすると共に、経過時間ｔを“０”にクリアしてからステップＳ１０８に移行し、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１０８に移行する。
【００４６】
ステップＳ１０８では、同一走行車線の先行車両への接近度合Ｌｆを算出する。ここで、接合度合としては、レーダユニット１７から入力される車間距離Ｄの逆数を使用したり、車間距離Ｄを自車速Ｖｃで除して算出される車間時間Ｔｄの逆数又は車間距離Ｄを自車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒで除して算出される相対車間時間Ｔｒの逆数を使用する。
【００４７】
次いで、ステップＳ１０９に移行して、現在の接近度合Ｌｆをバッファに保持してからステップＳ１１１に移行する。このステップＳ１１１では、横方向変位量と先行車両への接近度合Ｌｆとを用いてモータ出力指令値ＣM を決定する。この決定は、例えば予め用意した図６に示すモータ出力指令値算出マップを参照して決定する。
【００４８】
ここで、モータ出力指令値算出マップは、図６に示すように、制御目標として操舵トルクＴM を適用し、例えばｘ軸に車線中心からの横方向変位量ｙを設定し、ｙ軸に先行車両への接近度合Ｌｆを設定し、さらにｚ軸に操舵トルク指令値Ｔｍを設定し、横方向変位量ｙが“０”であるときには先行車両への接近度合Ｌｆの値にかかわらず操舵トルク指令値Ｔｍが“０”を維持するが、横方向変位量ｙが正方向又は負方向に増加するときには、先行車両への接近度合Ｌｆが小さいときには、横方向変位量ｙの増加に応じて操舵トルク指令値Ｔｍが最大値ＴｍMAX まで増加した後飽和するが、接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 より大きくなると、その増加に応じて操舵トルク指令値Ｔｍの最大値が徐々に減少して操舵トルク指令値Ｔｍが“０”となる領域が増加するように設定されている。
【００４９】
次いで、ステップＳ１１３に移行して、上記ステップＳ１１１で決定されたトルク指令値Ｔｍをコントローラ２７に出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００５０】
一方、前記ステップＳ１０５の判定結果が接近度合Ｌｆが算出不可能であるときには、ステップＳ１１０に移行して、接近度合維持処理を実行する。
この接近度合維持処理は、図５に示すように、先ず、ステップＳ１１５で、接近度合Ｌｆが算出可能な状態から算出不可能状態へ遷移した後の経過時間ｔが予め設定された設定時間ｔ0 を越えているか否かを判定し、ｔ≦ｔ0 であるときには、ステップＳ１１７に移行して、算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ１１９に移行して、算出不能フラグＦＮを“１”にセットしてからステップＳ１２１に移行し、接近度合Ｌｆとして前回の処理周期に算出した接近度合Ｌｆ(n-1) を設定してからステップＳ１２３に移行し、算出不能フラグＦＮが“１”にセットされているときには直接ステップＳ１２３に移行する。
【００５１】
ステップＳ１２３では、経過時間ｔをインクリメントしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、ステップＳ１１５の判定結果がｔ＞ｔ0 であるときには所定の経過時間が経過したものと判断してステップＳ１２５に移行し、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットし、次いでステップＳ１２７に移行して、接近度合として既定値Ｌｆ0 を設定してからステップＳ１２９に移行して経過時間ｔを“０”にクリアしてから図４のステップＳ１１１に移行する。
【００５２】
したがって、今、車両が走行車線を走行しており、同一車線の前方に先行車両が存在するものとすると、先行車両との車間距離Ｄが大きく且つ車速Ｖｃが低い状態では、ステップＳ１０８で算出される接近度合Ｌｆとしての車間時間Ｔｄが小さい値となることにより、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに、車両が走行車線の中央部を直進走行しているときには、横方向変位量ｙが略“０”となるので、操舵トルク指令値Ｔｍも略“０”となり、これがコントローラ２７に出力されることにより、モータ２９が停止状態を維持し、操舵系に対して操舵トルクが付加されず、車両が走行車線の中央部を走行する状態が維持される。
【００５３】
この走行状態で、走行車線が左（又は右）カーブする状態となると、これに応じて横方向変位量ｙが正又は負方向に増加することにより、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となって、モータ２９を回転駆動して操舵系に走行車線のカーブに沿って車両を走行させる操舵トルクが付加され、車線維持が優先されて車両が走行車線の中央を走行する状態を継続する。
【００５４】
ところが、自車両が同一車線の先行車両に近づいて接近度合Ｌｆが大きな値となると、車両が走行車線の中央からずれて横方向変位量ｙが大きな値となったとしても、図６のモータ出力指令値算出マップを参照したときに操舵トルク指令値Ｔｍは小さい値となり、モータ２９で発生される操舵トルクが小さい値となるので、車両を走行車線の中央側に戻そうとして操舵系に付加される操舵トルクも“０”に近い値となり、先行車両との車間距離Ｄが短くなって、運転者が車線変更を行おうとしたときに、その操舵を容易に行うことができる。
【００５５】
また、例えば上り坂の頂上付近や旋回半径の小さなコーナーで、同一走行車線の先行車両をレーダユニット１７で検出できない状態となると、レーダユニット１７で検出される車間距離Ｄが予め設定された所定値Ｄ0 以上となって、接近度合Ｌｆの算出が不能な状態となる。
【００５６】
この状態では、経過時間ｔが“０”にクリアされていると共に、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされているので、図４のモータ制御処理が実行されるタイミングで、ステップＳ１０５からステップＳ１１０に移行し、図５の接近度合維持処理を実行する。この接近度合維持処理では、ステップＳ１１５、Ｓ１１７を経てステップＳ１１９に移行して算出不能フラグＦＮを“１”にセットしてからステップＳ１２１で前回のタイマ割込周期で算出された接近度合Ｌｆ(n-1) を今回の接近度合Ｌｆとして設定してからステップＳ１２３で経過時間ｔをインクリメントしてからステップＳ１１１に移行する。
【００５７】
このため、モータ出力指令値Ｔｍは接近度合Ｌｆが前回値を維持することにより、前回と同様の値を維持することになり、前回と同様のモータ制御状態を維持する。
【００５８】
その後、接近度合Ｌｆの算出不能状態が継続すると、これに応じて経過時間ｔが順次インクリメントされるが、この経過時間ｔが所定時間ｔ0 に達しないうちに上り坂の頂上を越えるか又は旋回半径の小さなコーナーを曲がり切ることにより、レーダユニット１７で再度先行車両を検出する状態となると、図４のモータ制御処理が実行されるタイミングでステップＳ１０５からステップＳ１０７〜Ｓ１０９に移行して、算出不能フラグＦＮが“０”にリセットされ、且つ経過時間ｔが“０”にクリアされると共に、先行車両への接近度合Ｌｆが算出され、次いでステップＳ１１１に移行して、算出された接近度合Ｌｆと横方向変位量ｙとに基づいてモータ出力指令値Ｔｍが決定され、これに応じてモータ２９が制御されて、接近度合Ｌｆに応じて車線維持制御又は車線変更許容制御が行われる。このとき、接近度合Ｌｆは先行車両を検出できなくなった時点とさほど変化していないので、モータ出力指令値Ｔｍが大きく変動することはなく、安定したレーンキープ制御を継続することができる。
【００５９】
一方、同一走行車線の先行車両に接近した状態で先行車両が車線変更して車線を譲ってくれた場合には、レーダユニット１７で先行車両を検出できない状態となることにより、上記と同様にステップＳ１０５からステップＳ１１０に移行して、図５の接近度合維持処理によって、経過時間ｔが所定時間ｔ0 に達するまでの間、その直前の接近度合Ｌｆ(n-1) を維持するので、モータ出力指令値Ｔｍもその直前の状態を維持することになるが、この状態を継続して経過時間ｔが所定時間ｔ0 を越えると、算出不能フラグＦＮを“０”にリセットし（ステップＳ１２５）、次いで接近度合Ｌｆとしてあらかじめ設定された所定値Ｌｆ0 が設定され（ステップＳ１２７）、経過時間ｔが“０”にクリアされる（ステップＳ１２９）。
【００６０】
このため、先行車両が車線変更する直前では接近度合Ｌｆが大きな値となって、モータ出力指令値Ｔｍが小さな値となり、車線変更を許容する状態となっていたが、所定時間ｔ0 経過後に接近度合Ｌｆが比較的小さい所定値Ｌｆ0 に設定されることにより、モータ出力指令値Ｔｍが大きな値に設定されて、自動的に車線維持制御状態に移行する。
【００６１】
このように、上記第１の実施形態によると、走行車線を維持するための操舵トルクを発生するモータ制御処理で、車両の横方向変位量ｙと先行車両への接近度合Ｌｆとに基づいてモータ出力指令値Ｔｍを算出するようにしたので、自車両が先行車両に接近したときには、車線変更の可能性があるものと判断して車線を維持するために必要なモータ出力指令値Ｔｍが小さい値となって車線変更の操舵を容易に行って、円滑な車線変更を行うことができる。
【００６２】
また、先行車両を検出している状態で、上り坂の頂上付近や旋回半径の小さいコーナーで一時的に先行車両を検出できない状態となったときには、その直前の接近度合Ｌｆ(n-1) を所定時間ｔ0 の間維持することにより、所定時間ｔ0 が経過する前に上り坂の頂上付近を越えるか又はコーナーを曲がり切ることにより、再度先行車両を検出できる状態となったときに、接近度合Ｌｆが変動することがなく、安定した車線維持制御を行うことができる。
【００６３】
さらに、先行車両に接近した状態で、先行車両が車線変更した場合に、所定時間ｔ0 が経過した時点で接近度合Ｌｆがあらかじめ設定された比較的小さい値の所定値Ｌｆ0 に変更されることにより、自動的に車線維持制御状態となり、安定した車線維持制御を行うことができる。
【００６４】
したがって、先行車両との接近度合Ｌｆに応じて最適なモータ出力指令値Ｔｍを選択することができ、走行状態に応じて最適なレーンキープ制御を行うことができる。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態を図７〜図１０について説明する。
この第２の実施形態は、運転者が先行車両に追従する追従走行を意図しているか否かを判定し、追従走行する意図の有無に応じてモータ出力指令値Ｔｍを変更するようにしたものである。
【００６６】
すなわち、第２の実施形態では、図７に示すように、前述した第１の実施形態における図１の構成において、運転者が自車両と同一走行車線の先行車両に追従走行する意図があるか否かを隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識手法を適用して判定する運転者意図検出手段４１が設けられ、この運転者意図検出手段４１の検出結果がモータ制御手段５に入力され、このモータ制御手段５で、追従走行モードであるか否かによって異なるモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値Ｔｍを算出し、これを操舵トルク付与手段７に出力する。
【００６７】
具体的には、図８に示すように、運転行動パターンとして、アクセルペダル開度センサ５１、ブレーキペダル踏力センサ５３及び操舵角センサ５５が設けられ、これらが電子制御ユニット１９のデータ入力部２１に入力され、これらがデータ処理部２３に送出され、このデータ処理部２３で算出される横方向変位量ｙ、ヨーレイトｄΨ／ｄｔと共に運転者意図検出部６１に供給され、この運転者意図検出部６１の検出結果がモータ制御部２５に入力される。
【００６８】
そして、電子制御ユニット１９では、図９に示すモータ制御処理を実行する。このモータ制御処理は、前述した第１の実施形態における図４と同様に、メインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、図４の処理におけるステップＳ１０９及びＳ１１０とステップＳ１１３との間に追従走行モードであるか否かに応じてモータ出力指令値を設定する処理が介挿されていることを除いては図４と同様の処理を行い、図４との対応する処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００６９】
すなわち、ステップＳ１０９及びＳ１１０からステップＳ１４１に移行して、追従走行状態であるか否かを表す追従走行モードフラグＦＭが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にセットされているときには、ステップＳ１４３に移行して、先行車両への接近度合Ｌｆが前述した比較的小さい値の所定値Ｌｆ0 を上回っており且つ先行車両に対して追従走行する意図があるか否かを判定する。
【００７０】
この先行車両への追従走行の意図は、例えばアクセルペダルが解放されたか否か、あるいはブレーキペダルが踏込まれているか否か等の運転行動パターンに基づいて、例えば文献『Ｎｉｓｓａｎ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｐｏｒｔ １９９６，Ｎｉｓｓａｎ Ｃａｎｂｒｉｄｇｅ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｎｉｓｓａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｍｅｎｔ Ｉｎｃ．』に記載されている隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識手法を適用して認識する。
【００７１】
この運転行動認識手法は、運転行動を離散的な状態間の確率的遷移として捉え、認識対象とする各運転行動パターンの特徴パラメータをアクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、操舵角等の運転操作量、車間距離等の時系列データを用いてあらかじめ学習しておき、現在の時系列データが運転行動パターンモデルから出力される確率を計算することにより運転行動パターンの認識を行うものであり、本実施形態でも同様の手法を適用することが可能である。
【００７２】
すなわち、先行車両が存在する状況における「先行車両へ追従」、「そのままの状態を維持」、「車線変更」等の隠れマルコフモデルのパターンモデルを用いて先行車両への追従状態への移行の意図を検出する。
【００７３】
この検出手法を用いて運転者の先行車両への追従意図無しと判定された場合には、前述した第１の実施形態におけるステップＳ１１１に移行し、追従意図有りと判定された場合には、ステップＳ１４５に移行して、追従モードフラグＦＭを“１”にセットしてからステップＳ１５５に移行する。
【００７４】
このステップＳ１５５では、例えば図１０に示すように、接近度合Ｌｆの全領域で規定レベル即ち横方向変位量ｙが増加するに応じて操舵トルク指令値Ｔｍが最大値ＴｍMAX まで増加するように設定されたモータ出力指令値算出マップを参照するか又は図１１に示すように追従モードフラグＦＭが“１”になった時点での接近度合Ｌｆのモータ出力指令値をそれを上回る接近度合の領域に適用するように設定されたモータ出力指令値算出マップを参照して，モータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定してから前記ステップＳ１１３に移行する。
【００７５】
一方、ステップＳ１４１の判定結果が、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされているときには、ステップＳ１４７に移行して、ステップＳ１０９で設定された接近度合Ｌｆがあらかじめ設定された所定値Ｌｆ0 より小さいか否かを判定し、Ｌｆ≧Ｌｆ0 であるときには直接ステップＳ１５５に移行し、Ｌｆ＜Ｌｆ0 であるときには、ステップＳ１４９に移行して、継続時間ｔf が所定時間ｔf0を越えているか否かを判定し、ｔf ＞ｔf0であるときにはステップＳ１５１に移行して、追従モードフラグＦＭを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１４３に移行し、ｔf ≦ｔf0であるときにはステップＳ１５３に移行して経過時間ｔf をインクリメントしてから前記ステップＳ１４３に移行する。
【００７６】
この図９の処理において、ステップＳ１４１〜Ｓ１５３の処理が運転者意図検出手段に対応している。
この第２の実施形態によると、運転者が追従走行を意図していないときには、追従モードフラグＦＭが“０”にリセットされた状態を継続し、且つステップＳ１４３での隠れマルコフモデルに基づく運転行動パターンを使用した認識処理で追従走行を意図しないものと判定されて、ステップＳ１１１に移行することにより、前述した第１の実施形態と同様に図６のモータ出力指令値算出マップを参照して、通常モードでの操舵トルク指令値Ｔｍが決定され、これがモータコントローラ２７に出力されることにより、第１の実施形態と同様に、横変位量ｙ及び接近度合Ｌｆに応じた最適なレーンキープ処理が行われる。
【００７７】
一方、運転者が同一走行車線の先行車両への接近度合Ｌｆを大きくすると共に、車間距離Ｄ、車間時間Ｔｄ、相対車間時間Ｔｒの何れかを略一定としながら走行する追従走行を意図しているときには、図９のモータ制御処理において、ステップＳ１４３で追従意図有りと判定されてステップＳ１４５で追従モードフラグＦＭを“１”にセットしてからステップＳ１５５に移行することにより、そのときの横変位量ｙ及び接近度合Ｌｆをもとに、図１０又は図１１のモータ出力指令値算出マップを参照して追従モードでの操舵トルク指令値Ｔｍが算出される。
【００７８】
したがって、図１０のモータ出力指令値算出マップを参照した場合には、接近度合Ｌｆの大小にかかわらず、横変位量ｙが増加したときの操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となり、走行車線を維持する車線維持制御が行われる。
【００７９】
また、図１１のモータ出力指令値算出マップを参照した場合には、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされた時点での接近度合Ｌｆi での操舵トルク指令値Ｔｍを接近度合ＬｆがＬｆi を上回ったときでも維持するので、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされたときの車線維持制御をそのまま継続することができる。
【００８０】
そして、追従モードフラグＦＭが“１”にセットされると、その後接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 未満となるまでの間は追従モードでモータ出力指令値Ｔｍが決定され、接近度合Ｌｆが所定値Ｌｆ0 未満となると、ステップＳ１４７からステップＳ１４９に移行し、この状態が所定時間ｔ0 を越えて継続すると、追従モードフラグＦＭが“０”にリセットされて通常モードに復帰する。
【００８１】
このように、上記第２の実施形態によると、運転者が先行車両に対して追従走行をする意図があるか否かを隠れマルコフモデルを用いて認識し、追従走行を行う意図があるときには、車線変更の可能性が殆どないので、追従走行を意図しない通常走行時に比較して車線維持制御を強めて安定走行を確保することができ、走行状態に応じて制御態様を変更することができる。
【００８２】
次に、本発明の第３の実施形態を図１２〜図１７について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態に加えて、隣接する車線の後側方を走行する他車両との接近度合も考慮してモータ出力指令値を決定するようにしたものである。
【００８３】
すなわち、第３の実施形態では、図１２に示すように、前述した第１の実施形態における図１の構成において、自車両の走行している車線に隣接する車線で自車両の後側方に位置する後側方車両との接近度合算出手段７１が追加され、モータ制御手段で、先行車両の接近度合Ｌｆと後側方車両の接近度合Ｌｐとを考慮してモータ出力指令値を決定し、これを操舵トルク付与手段７に出力するように構成されていることを除いては図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００８４】
具体的には、図１３に示すように、前述した第１実施形態における図２の構成において、自車両の走行している車線に隣接する車線で自車両の後側方に位置する後側方車両の車間距離ＤR を計測する後側方レーダユニット７２が追加され、この後側方レーダユニット７２で検出された車間距離ＤR が電子制御ユニット１９のデータ入力部２１に入力され、モータ制御部２５で、先行車両との接近度合Ｌｆと後側方車両との接近度合Ｌｐとを考慮してモータ出力指令値Ｔｍを決定するように構成したことを除いては図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００８５】
ここで、後側方レーダユニット７２は、図１４に示すように、車両の後方側左右位置に夫々設けられた後側方レーダヘッド８５Ｌ及び８５Ｒと、これらレーダヘッド８５Ｌ及び８５Ｒの計測値を処理して車間距離を演算する後側方レーダ処理ユニット８７とで構成されている。
【００８６】
そして、電子制御ユニット１９で、図１５及び図１６に示すモータ制御処理を所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行する。
【００８７】
ここで、図１５におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１１０までの処理は、第１の実施形態と同様であるのでこれらの詳細説明は省略するが、本実施形態では、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０からステップＳ１６１に移行して、後側方車両の接近度合Ｌｐが算出可能であるか否かを判定し、算出可能であるときには、後述する接近度合の算出不能状態であるか否かを表すＬｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、ステップＳ１６２に移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“０”にリセットしてからステップＳ１６３に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１６３に移行する。
【００８８】
ステップＳ１６３では、後側方車両の接近度合Ｌｐを算出する。ここで、接合度合としては、レーダユニット７２から入力される車間距離ＤR の逆数を使用したり、車間距離ＤR を自車速Ｖｃで除して算出される車間時間Ｔｄの逆数又は車間距離ＤR を自車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒで除して算出される相対車間時間Ｔｒの逆数を使用する。
【００８９】
次いで、ステップＳ１６４に移行して、現在の接近度合Ｌｐをバッファに保持してからステップＳ１８３に移行する。
一方、前記ステップＳ１６１の判定結果が後側方車両の接近度合Ｌｐが算出不可能であるときには、ステップＳ１６６に移行して、接近度合維持処理を実行する。
【００９０】
この接近度合維持処理は、図１６に示すように、先ず、ステップＳ１６７で、接近度合Ｌｐが算出可能な状態から算出不可能状態へ遷移した後の経過時間ｔp が予め設定された設定時間ｔp0を越えているか否かを判定し、ｔp ≦ｔp0であるときには、ステップＳ１６９０移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ１７１に移行して、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“１”にセットしてからステップＳ１７３に移行し、後側方車両接近度合Ｌｐとして前回の処理周期に算出した接近度合Ｌｐ(n-1) を設定してからステップＳ１７５に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰが“１”にセットされているときには直接ステップＳ１７３に移行する。
【００９１】
ステップＳ１７３では、経過時間ｔp をインクリメントしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、ステップＳ１６７の判定結果がｔp ＞ｔp0であるときには所定の経過時間が経過したものと判断してステップＳ１７７に移行し、Ｌｐ算出不能フラグＦＰを“０”にリセットし、次いでステップＳ１７９に移行して、接近度合Ｌｐとして既定値Ｌｐ0 を設定してからステップＳ１８１に移行して経過時間ｔp を“０”にクリアしてから図１５のステップＳ１８３に移行する。
【００９２】
図１５に戻って、ステップＳ１８３では、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときにはステップＳ１８５に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐがあらかじめ設定された比較的小さい値の所定値Ｌｐ0 未満であるか否かを判定し、Ｌｐ≧Ｌｐ0 であるときには前述したステップＳ１１１にジャンプし、Ｌｐ＜Ｌｐ0 であるときにはステップＳ１８７に移行する。
【００９３】
このステップＳ１８７では、経過時間ｔmpが所定時間ｔmp0 を越えているか否かを判定し、ｔmp＞ｔmp0 であるときには、ステップＳ１８９に移行して、経過時間ｔmpを“０”にクリアしてからステップＳ１９１に移行して、後側方車両接近モードフラグＦＭＰを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１１１に移行し、ｔmp≦ｔmp0 であるときには、ステップＳ１９３に移行して経過時間ｔmpをインクリメントしてから前記ステップＳ１１１に移行する。
【００９４】
一方、ステップＳ１８３の判定結果が、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“０”にリセットされているものであるときには、ステップＳ１９５に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐが所定値Ｌｐ0 未満の状態が所定時間ｔp0以上継続ししているか否かを判定し、この状態が所定時間ｔp0以上継続しているときには、ステップＳ１９７に移行して、後側方車両接近モードフラグＦＭＰを“１”にセットしてから前記ステップＳ１１１に移行し、そうでない場合にはそのまま前記ステップＳ１１１に移行する。
【００９５】
そして、ステップＳ１１１では、横変位量ｙ及び先行車両の接近度合Ｌｆをもとに前述した図６のモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定し、次いでステップＳ１９９に移行する。
【００９６】
このステップＳ１９９では、後側方接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、モータ出力指令値Ｔｍについて後側方補車両接近度合Ｌｐに基づいて再決定する必要があるものと判断してステップＳ２０１に移行し、横変位量ｙ及び後側方車両接近度合Ｌｐをもとに図１７に示すモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを決定し、これを前記ステップＳ１１１のモータ出力指令値Ｔｍに置換してから前記ステップＳ１１３に移行し、後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“０”にリセットされているときにはそのままステップＳ１１３に移行する。
【００９７】
ここで、図１７に示すモータ出力指令値算出マップは、右側レーダヘッド８５Ｌについては、例えば自車両の右側の追い越し車線で後側方車両が接近することを考慮して、横変位量ｙが負となる左方向については後側方車両の接近度合にかかわらず横変位量ｙが大きい領域で操舵トルク指令値Ｔｍも最大値ＴｍMAX となるよう設定し、横変位量ｙが正となる右方向即ち追い越し車線方向については、後側方車両接近度合Ｌｐが小さいときには操舵トルク指令値Ｔｍを“０”に近い値に設定し、後側方車両接近度合Ｌｐが大きくなるに従って操舵トルク指令値Ｔｍも大きくなるように設定されている。
【００９８】
同様に、左側レーダヘッド８５については、図１６の横変位量ｙが“０”である線と線対称に反転させたモータ出力指令値算出マップを適用する。
この図１３及び図１４の処理において、ステップＳ１６１〜ステップＳ１８１の処理が後側方車両接近度合検出手段に対応している。
【００９９】
この第３の実施形態によると、自車両に対して先行車両は存在するが隣接する左側及び右側車線の後側方に他車両が存在しないか又は存在しても車間距離ＤR が離れている場合には、後側方車両接近度合Ｌｐが小さい状態となるので、図１３のモータ制御処理の実行タイミングでステップＳ１８３からステップＳ１９５を経てステップＳ１１１に移行するため、後側方車両接近モードフラグＦＭＰは“０”にリセットされた状態を維持し、このステップＳ１１１で先行車両への接近度合Ｌｆ及び横変位量ｙをもとに図５のモータ出力指令値算出マップを参照してモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを算出し、次いでステップＳ１９９から直接ステップＳ１１３に移行して、先行車両の接近度合Ｌｆ及び横変位量ｙに基づく操舵トルク指令値Ｔｍをモータコントローラ２７に出力し、第１の実施形態と同様のモータ制御を行うことができる。
【０１００】
この状態から例えば右側の追い越し車線で後側方車両が接近してきて、後側方車両接近度合Ｌｐが所定値Ｌｐ0 を越える状態が所定時間ｔp0以上継続すると、ステップＳ１９５からステップＳ１９７に移行して後側方車両接近モードフラグＦＭＰが“１”にセットされることにより、ステップＳ１１１で一旦先行車両の接近度合Ｌｆに基づくモータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍが算出されるが、次いでステップＳ１９９からステップＳ２０１に移行して、後側方車両接近度合Ｌｐと横変位量ｙとをもとに図１４に示すモータ出力指令値算出マップを参照して操舵トルク指令値Ｔｍが決定され、これがステップＳ１１１の操舵トルク指令値Ｔｍに上書きされるので、この後側方車両接近度合Ｌｐ及び横変位量ｙに基づく操舵トルク指令値Ｔｍに基づいてモータ２９が制御される。
【０１０１】
したがって、後側方車両接近度合Ｌｐが小さいうちは横変位量ｙが正方向に増加したときにこれを中央部に復帰させる操舵トルク指令値Ｔｍが小さい値となるので、右側の追い越し車線への車線変更を容易に行うことができるが、後側方車両接近度合Ｌｐが大きい値となると、横変位量ｙが正方向に増加したときにこれを中央部に復帰させる操舵トルク指令値Ｔｍが大きな値となって、右方向への車線変更に抵抗感を与え、追い越し車線を走行する他車両の進路を妨害することを確実に抑制することができる。
【０１０２】
同様に、左側の走行車線についても、後側方車両が接近して来た場合には、左側車線への車線変更に抵抗感を与えて、運転者の車線変更に対して注意を促すことができる。
【０１０３】
なお、上記各実施形態においては、モータ出力指令値としての操舵トルク指令値Ｔｍを３次元テーブルで構成されるモータ出力指令値算出マップを参照して決定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、先行車両への接近度合Ｌｆ又は後側方車両の接近度合Ｌｐを所定幅の領域に区分けし、各領域毎に横変位量ｙと操舵トルク指令値Ｔｍの関係を表す２次元テーブルを参照して操舵トルク指令値を決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における操舵系の一例を示す構成図である。
【図４】第１の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の接近度合維持処理を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップを示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの一例を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの他の例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における概略構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態における機能構成を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施形態における操舵系の一例を示す構成図である。
【図１５】第３の実施形態における電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１５における接近度合維持処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施形態に適用し得るモータ出力指令値算出マップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 横変位量算出手段
３ 先行車両への接近度合算出手段
５ モータ制御手段
７ 操舵トルク付与手段
１１ ＣＣＤカメラ
１３ 画像処理ユニット
１５ 車速センサ
１７ レーダユニット
１８ 操舵角・操舵トルクセンサ
１９ 電子制御ユニット
２１ データ入力部
２３ データ処理部
２５ モータ制御部
２７ モータコントローラ
２９ モータ
５１ ステアリングホイール
５３ モータ
５５ 電磁クラッチ
５７ トルクセンサ
５９ ステアリングギアボックス
４１ 運転者意図検出手段
６１ 運転者意図検出部
７１ 後側方車両接近度合検出手段
７２ 後側方レーダユニット
Claims (9)
- 走行車線マーカ間における自車両の横方向の偏位量を算出する自車両横偏位量算出手段と、該自車両横偏位量算出手段で算出された車線内の自車両の横偏位量に応じて車線を維持するための操舵トルクを発生させるモータ出力指令値を算出して出力するモータ制御手段と、該モータ制御手段から出力されるモータ出力指令値に応じた操舵トルクをモータで発生させて操舵系に付加することにより車両を車線中央部に戻す車線維持制御を行う操舵トルク付与手段と、を有するレーンキープシステムにおいて、
自車両走行車線上の自車両の前方を走行する先行車両に対する接近度合を検出する接近度合検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記接近度合検出手段で検出した接近度合と前記自車両横変位量算出手段で算出した横変位量とに基づき、等しい横変位量に対して先行車両への接近度合が高い領域では先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも小さい設定値のモータ出力指令値を決定するように構成されていることを特徴とするレーンキープシステム。 - 前記操舵トルク付与手段は、前記モータ出力指令値が小さいときに、車線を維持するために発生する操舵トルクを車線変更の操舵が容易となるように小さくして操舵系に付加することを特徴とする請求項１に記載のレーンキープシステム。
- 前記接近度合検出手段は、先行車両との間の車間距離、該車間距離を自車速で除した車間時間及び前記車間距離を先行車両との相対速度で除した相対車間時間の何れかの逆数を接近度合として用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーンキープシステム。
- 前記モータ制御手段は、先行車両への接近中に運転者が先行車両に追従する追従走行状態に移行する意図があることを検出する運転者意図検出手段を有し、該運転者意図検出手段で運転者の追従走行状態に移行する意図があることを検出したときに、前記モータ出力指令値のうち先行車両への接近度合が高い領域のモータ出力指令値を、運転者の追従走行状態に移行する意図がないことを検出したときの先行車両が存在しない場合を含めた先行車両への接近度合が所定レベルより低い領域における設定値よりも大きい値に変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーンキープシステム。
- 前記モータ制御手段は、追従走行の意図を検出してモータ出力指令値を変更した後、先行車両への接近度合が所定レベル以下となった場合にモータ出力指令値を初期状態に復帰させることを特徴とする請求項４記載のレーンキープシステム。
- 前記運転者意図検出手段は、アクセルペダル開度、ブレーキペダル踏力、操舵角等の運転操作量、車間距離等の時系列データの何れかと運転行動パターンパラメータとを用いて、運転者の追従走行の意図の有無を隠れマルコフモデルの認識アルゴリズムを用いて認識するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のレーンキープシステム。
- 前記モータ制御手段は、先行車両への接近度合に基づいて操舵トルク付与中に、先行車両に対する接近度合の計算が異常となった場合に、その時点における操舵トルク付与を所定時間継続することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のレーンキープシステム。
- 前記モータ制御手段は、自車両の隣接車線後側方に存在する他車両を検出し、検出車両の自車両への接近度合を算出する後側方車両接近度合算出手段を有し、該後側方車両接近度合算出手段で算出された接近度合が所定レベルを上回ったときに、他車両が存在する方向のモータ出力指令値を所定値より大きく変更するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のレーンキープシステム。
- 前記モータ制御手段は、前記後側方車両接近度合算出手段で後側方車両に対する接近度合の計算が異常になった場合及び接近度合が所定レベルを下回った場合の何れかの場合に、その直前のモータ出力指令値を接近度合に応じた所定時間継続した後に所定値に復帰させるように構成されていることを特徴とする請求項８記載のレーンキープシステム。
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