JP3791306B2 - 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】
この発明は、車両の速度制御や操舵制御を行う車両用走行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用走行制御装置としては、特開平１１−１９２８５８号公報（自動速度制御装置）、特開平１１−０３９６００号公報（車両走行制御装置）、特開平６−３２０９８３号公報（車両用追従走行制御装置）などに記載されたものがある。
これらの従来例には、レーダを用いて先行車までの車間距離を検出し、車間距離が所定値となるようにアクセル及びブレーキを制御して先行車へ追従する装置が記載されている。これらの従来例においては、先行車までの車間距離を検出できなくなった場合（ロスト時）は、先行車がいなくなったと判断してあらかじめ設定された車速となるように制御されるため、先行車がいるにも関わらずレーダが何らかの理由により先行車までの車間距離を検出できなくなった場合には、先行車に対して接近してしまうおそれが想定される。そのため、車間距離を検出できなくなった場合には、表示や音により運転者に報知する技術が知られている。
【０００３】
また、特開平１１−０７８９４８号公報（自動車用操舵装置）には、カメラを用いて走行中の車線の車線境界線（レーンマーカ）を検出し、車線から逸脱しないように操舵トルクをアシストするような操舵制御を行う装置が記載されている。この装置についても、前述した先行車に追従制御する装置と同様に、カメラでレーンマーカを検出できなくなった場合には、車線から逸脱しないように制御を行うことができないため、表示や音によって運転者に報知する技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の先行車に追従制御する装置においては、車間距離を検出できなくなったロスト時に常に報知音を発生する構成となっているため、例えば先行車が本当に自車前方より離脱し、追従する必要がなくなった場合や、走行状況によってごく短時間だけロストが発生した場合でも報知音が発生してしまい、運転者が煩わしく感じてしまうという問題があった。同様に、車線を逸脱しないように操舵制御する装置においても、レーンマーカを検出できなくなった場合に直ちに運転者に報知する必要があると限った訳ではなく、例えば直線道路をまっすぐ走行している状況等のように本来不要な場合にも報知音を発生してしまうので、運転者に煩雑感を与えてしまう。
【０００５】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、不要な報知音発生をなくし、より的確な報知音を発生することにより、運転者に煩雑感を与えないようにした車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、請求項１に記載の発明においては、自車の車線境界線に対する相対位置を検出する検出手段を備え、該検出手段によって検出された前記相対位置によって、自車が車線内にとどまる様に操舵制御を行う車両用走行制御装置において、前記相対位置から、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間を算出する認識手段と、前記認識された車線逸脱予測時間を記憶する記憶手段と、前記相対位置を認識出来なくなった場合に、前記記憶手段によって記憶された車線逸脱予測時間の変化から、自車の車線境界線に対する接近状態を予測する予測手段と、を備え、該予測手段によって予測された自車の車線境界線に対する接近状態が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を認識出来ない状況が連続した場合に、自車の運転者に報知する報知手段を備え、
かつ、前記予め定められた状態とは、下記（１）〜（３）の何れかに該当する場合であるように構成している。
（１）前記相対位置を認識できなくなったときの車線逸脱予測時間が所定値ＴＬ １ 未満の場合
（２）車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’が所定値ＴＬ ２ 未満の場合
ただし、車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’＝ＴＬＣ＋ΔＴＬＣ・ｔ
ＴＬＣ：車線逸脱予測時間＝Ｌ／Ｖ
Ｌ：自車前方の車線境界線までの距離
Ｖ：自車速
ΔＴＬＣ：記憶されたＴＬＣの変化率
ｔ：相対位置を認識出来なくなってからの経過時間
（３）前記相対位置を認識できない状態で車線逸脱予測時間が負の値（離脱状態）または前記所定値ＴＬ １ 以上の場合であって横変位ｙが所定値Ｙ ０ 未満の場合
ただし、横変位ｙ：車両の横方向の車線境界線までの距離
なお、コースズレとは車両が走行車線から逸脱したり、或いは逸脱しそうになったり、若しくは走行車線に極めて近寄った位置を走行しているように、通常の走行コースから外れている状況を意味する。
【００１２】
また、請求項２に記載のように、自車の速度を検知する車速検知手段を備え、前記車線逸脱予測時間は、自車と自車前方の車線境界線との距離を前記車速検知手段によって検知した車速で除した値である。
【００１４】
また、請求項３においては、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できない状況が、該状況を運転者が認識していると思われる程度の予め定められた時間まで連続した場合には、報知を停止するように構成している。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった際に、直ちに報知音を発生するのではなく、前記相対位置を検出できなくなった場合に、それ以降の自車のコースズレ状況を予測し、予測されたコースズレ状況が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を検出できない状況が連続した場合に運転者に報知する様に構成しているので、不要な報知音や表示等を排除することができると共に、運転者が煩わしさを感じにくい適切なタイミングで報知することができるので、運転者の煩雑感を有効に低減することができる。
また、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった際に、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間の変化から、それ以降の自車の車線境界線に対する接近状態を予測して、前記予測された接近状態が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を検出できない状況が連続した場合に運転者に報知する様に構成しているので、運転者が煩わしさを感じにくい適切なタイミングで報知することが可能となり、運転者の煩わしさをより的確に低減させることができる。
さらに、自車のコースズレ状況を、車線逸脱予測時間と自車から自車側方の車線境界線までの距離との、二つを組み合わせた請求項１に記載のような条件で判定する為、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった後に、運転者に報知するタイミングをより適切に制御することが可能となるのに加えて、車線逸脱予測時間は大きくても車線境界線までの距離が小さい場合には報知音を発生させる為、運転者に与える違和感が無く、的確に報知することができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間を、自車と自車前方の車線境界線との距離を前記車速検知手段によって検知した車速で除した値としているので、前記車線逸脱予測時間を正確に算出することが出来、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった後に運転者に報知するタイミングを更に適切に制御することが可能となり、運転者の煩わしさを的確に低減させることができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できない状況が、該状況を運転者が認識していると思われる程度の予め定められた時間に至るまで連続した場合には以後の報知を停止する為、車線境界線に対する相対位置を検出できなくなったことを運転者が認識した後も、報知音によって報知し続けることによって、運転者に煩雑感を与えることを効果的に防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車間制御型定速走行装置（Adaptive Cruise Control：以下ＡＣＣと略す）に適用した場合を例示する。
まず、構成を説明する。破線で囲んだ部分１０は車間制御型定速走行装置である。車間距離センサ１１は、例えば車両用レーザレーダ等の距離センサであり、自車から先行車までの車間距離を計測する。車速センサ１２は自車の現在の車速を計測する。ハンドル角センサ１３、アクセルセンサ１４、ブレーキセンサ１５の各センサは、運転者の運転操作量を計測する。これら各センサの出力は、ＡＣＣ制御ユニット２０に送られる。また、ＡＣＣ操作スイッチ１６はＡＣＣの作動開始・解除・制御内容変更を運転者の操作に応じて切り換えるためのスイッチであり、このスイッチからの信号もＡＣＣ制御ユニット２０に送られる。ＡＣＣ制御ユニット２０からのスロットル制御指令値およびブレーキ制御指令値は、それぞれスロットル制御回路２１とブレーキ制御回路２２へ出力される。そしてこれら各指令値に基づき、車間距離あるいは車速が目標値になるように、エンジンのスロットルおよびブレーキ液圧等の制御が行われる。ＡＣＣの制御状態と必要に応じて発生される報知音は、報知音発生・表示装置６０へと出力される。報知音発生・表示装置６０は、報知音を発生させるスピーカ６１と、レーダによる先行車検出状態、制御状態、および表示によって報知するディスプレイ６２とで構成される。
【００２５】
図３は、第１の実施例（第２の実施例の部分については後述）におけるセンサ系と制御系の配置例を示した図である。図３に示すように、ＡＣＣ制御ユニット２０は、車間距離センサ（車両用レーザレーダ）１１からのデータおよびステアリングホイール７１に設置されたＡＣＣ操作スイッチ１６からのデータに基づき、スロットル制御回路２１とブレーキ制御回路２２（共に図３には図示せず）へ制御指令値を出力し、車速および車間制御を行う。
【００２６】
次に作用を説明する。
図４のフローチャートを用いて、ＡＣＣ制御ユニット２０での処理内容を説明する。なお、この処理は例えば１／１０秒毎に起動する。
まず、ステップＳ１０では、車間距離センサ１１において車間距離検出がなされたかどうかを判別する。車間距離が検出された場合には、先行車両が存在するとしてステップＳ２０、Ｓ３０、Ｓ４０の経路に示す通常処理へと進む。
【００２７】
すなわち、ステップＳ２０では車間距離検出値Ｄ（ｍ）、および、その車間距離検出値Ｄを時間微分した相対速度算出値Ｖｒ（ｍ／ｓ）から、余裕時間ＴＴＣ（ｓｅｃ）を算出する。ここでＴＴＣは下記（数１）式で求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ …（数１）
ここで、相対速度が０の場合には、（数１）式が成立しないため、その場合にはＴＴＣは所定値（例えば１００）としておけば良い。また、この余裕時間ＴＴＣの値は、先行車に対して接近状態にある場合（相対速度Ｖｒが正とする）には正の値を示し、先行車に対して離脱状態にある場合（相対速度Ｖｒが負）には負の値を示す。続いて、ステップＳ３０では、算出した余裕時間ＴＴＣ値を記憶する。ロスト時には、ここで記憶した余裕時間ＴＴＣの時間変化から、ＴＴＣの予測値を算出するため、ここでは過去複数回（例えば過去１０回）のＴＴＣの値を記憶する。その後、ステップＳ４０へと進み、ディスプレイ６２における先行車検出表示をオンとする。
【００２８】
一方、前記ステップＳ１０において、先行車両が存在しない（ロスト）と判別された場合には、ステップＳ５０〜Ｓ１２０の処理へと進む。まずステップＳ５０では、今回がロスト開始かどうかを判断する。つまり、前回の処理において、車間距離を検出されたかどうかを判別する。前回の処理では車間距離が検出され、今回の処理で検出されない場合は、今回がロスト開始であると判断し、ステップＳ６０以降の処理へと進む。前回も車間距離が検出されないロスト状態であった場合には、ステップＳ８０以降の処理へと進む。
【００２９】
ステップＳ６０では、記憶されているロスト直前の余裕時間ＴＴＣの値が、正の値で、かつ、所定値Ｔ１未満かどうかを判断する。ＴＴＣがこの範囲（０＜ＴＴＣ＜Ｔ１）に入っている場合には、先行車に対して接近状態においてロストが発生したと判断し、ステップＳ１１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ステップＳ６０で余裕時間ＴＴＣが負の値であり、接近状態ではないと判断された場合には、ステップＳ７０へと進み、車間時間Ｔｈについての判定を行う。ここで、車間時間Ｔｈ（ｓｅｃ）は、車間距離Ｄを車速Ｖ（ｍ／ｓ）で除した値、すなわち
Ｔｈ＝Ｄ／Ｖ
である。この車間時間Ｔｈが所定値Ｔ０未満である場合には、先行車に対して徐々に接近している状況ではないが、すでに接近した状況であると判断し、ステップＳ１１０へ進み、報知音を発生させる。
【００３０】
一方、ステップＳ５０で今回がロスト開始ではないと判断された場合には、ステップＳ８０へと進む。ステップＳ８０では、ロスト開始からの経過時間を判定し、所定時間ＴＴ０（例えば１０〜２０秒）だけ経過したかどうかを判断する。これはロスト後所定時間以上が経過した場合には、そのロストに対して報知音を発生しても無意味であり、運転者にとって煩わしく感じるだけであるから、所定時間ＴＴ０だけ経過した場合は、報知音の発生を抑制するためである。ロストからの経過時間が所定時間ＴＴ０以下の場合には、ステップＳ９０へと進み、余裕時間ＴＴＣの予測値ＴＴＣ’を算出する。この予測値ＴＴＣ’（ｓｅｃ）は下記（数２）式により算出される。
ＴＴＣ’＝ＴＴＣ＋△ＴＴＣ・ｔ …（数２）
ここで、
ＴＴＣ：ロスト直前の余裕時間（ｓｅｃ）
△ＴＴＣ：記憶されたロスト直前までのＴＴＣの変化率（ｓｅｃ／ｓｅｃ）
ｔ：ロストからの経過時間（ｓｅｃ）
である。
【００３１】
続いて、ステップＳ１００では、余裕時間予測値ＴＴＣ’が正の値で、かつ、所定値Ｔ２未満かどうかを判断する。ＴＴＣ’がこの範囲（０＜ＴＴＣ’＜Ｔ２）に入っている場合、ロストの発生を運転者に報知すべきタイミングになったと判断し、ステップＳ１１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ＴＴＣ’がこの範囲に入らない場合、まだ報知音を発生するタイミングではないと判断し、報知音を発生せずにステップＳ１２０以降へと進む。
【００３２】
先行車検出がない場合には、いずれの場合にもステップＳ１２０へと進み、ディスプレイ６２における先行車表示をオフさせる。このことによりシステムが正しく先行車を検出しているか否かの情報は、運転者が求めるのであればディスプレイ６２から何時でも正しく得ることが可能であり、煩わしさを伴うロスト時の報知音のみが効果的に抑制されることになる。
【００３３】
また、ステップＳ４０とステップＳ１２０の何れの処理の後も、ステップＳ１３０へと進み、実際の車間制御を行う。ここでの処理内容は、従来例と同様なので省略するが、例えば、先行車が無い場合には設定された一定速度で走行するように自動制御し、先行車がある場合には設定された車間距離を守って走行するように自動制御する。
その後、次回以降の処理のために、ステップＳ１０へと戻る。
【００３４】
以上のフローによる処理では、ロストに対して報知音を発生させる条件として、以下の３つがあげられる。
（１）ロスト時の余裕時間ＴＴＣが正の値で所定値（Ｔ１）未満
（２）ＴＴＣの予測値ＴＴＣ’が所定値（Ｔ２）未満
（３）ロスト直後で余裕時間ＴＴＣが負の値またはＴ１以上の場合において、車間時間Ｔｈが所定値Ｔ０未満
図５は上記（１）の条件における報知音の発生状況を示す図、図６は上記（２）の条件における報知音の発生状況を示す図、図７は（３）の条件における報知音を発生させる領域を示す図である。
【００３５】
図５においては、ロスト時のＴＴＣの値が所定値（Ｔ１）未満の場合にのみ報知音を発生させている。また、図６においては、ロスト時に直ちに報知音を発生させるのではなく、ＴＴＣ予測値が所定値（Ｔ２）未満となった場合に報知音が発生していることが分かる。
【００３６】
ここで、各条件における所定値Ｔ１、Ｔ２は、一般的な運転者の運転特性を考慮して決められる。例えば、運転者が先行車に追従して走行している場合、接近中の余裕時間ＴＴＣはきわめて小さい場合でも４秒程度である。したがって、これら所定値を４秒程度に設定することにより、余裕時間がこの値以下の接近状態で報知音が発生することになるため、運転者に違和感を持たせたり、煩わしく感じさせることを低減できる。
【００３７】
また、本実施例では、各所定値を固定値として扱っているが、各種条件に応じて可変値とすることもできる。例えば、走行時間が長時間にわたることにより運転者の疲労が多いと推定される場合や、ワイパーあるいはライトスイッチの操作により、雨天や夜間などが想定される場合には、報知音が早めに発生するように、各所定値を大きめに修正すれば、より適切な効果が得られる。
【００３８】
また、図７に示したように、ロスト時のＴＴＣ値だけではなく、車間時間Ｔｈの値をも考慮して報知音を発生させることにより、ＴＴＣが負の値を示す先行車からの離脱状態であっても、車間時間Ｔｈが小さい場合には報知音を発生させることになる。したがって余裕時間は大きくても車間時間が小さい場合のように運転者が不安を感じる状況においても的確に報知することが可能となる。また、本実施例では、単純に余裕時間ＴＴＣの値と車間時間Ｔｈの値をそれぞれ判定し、報知音を発生するか否かを判定しているが、図７に示したような、車間時間と余裕時間の２次元のマップにおいて、より細かく報知音を発生する条件を決定することにより、より的確な報知音発生判断を行うことも可能である。
【００３９】
（第２の実施例）
図２は、本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車線維持操舵制御装置（Lane Keep System：以下Ｌ／Ｋと略す）に適用した場合を示す。
図２において、破線で囲んだ部分４０は車線維持操舵制御装置である。ＣＣＤカメラ４１は、車室内のインナー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４２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、該画像処理ユニット４２では走行中の車線内における横方向の偏位量ｙ、自車両前方の車線境界線までの距離Ｌが算出される。画像処理ユニット４２における演算処理結果はシステムのＬ／Ｋ制御ユニット５０に送られる。Ｌ／Ｋ制御ユニット５０には、画像処理データに加えて、ステアリングに取り付けられたＬ／Ｋ操作スイッチ４３、ウインカスイッチ４４の信号も入力される。
【００４０】
Ｌ／Ｋ制御ユニット５０は、モータコントローラ５１へ制御指令値を出力する。ここで制御指令値は従来例と同様であり、自車が走行中の車線から逸脱しようとする場合に、車線内にとどまるようにステアリングを制御する。モータコントローラ５１は、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０からの制御指令値に基づいてモータ５３の回転数を制御し、それによってステアリングの操舵角を調節する。Ｌ／Ｋ制御ユニット５０での制御状態と、必要に応じて発生される報知音は、報知音発生・表示装置６０へと出力される。報知音発生・表示装置６０は、報知音を発生させるスピーカ６１と、表示によって報知を行い、かつ制御状態を表示するディスプレイ６２で構成される。
【００４１】
図３には、第１の実施例および本実施例におけるセンサ系と制御系の配置例を示している。図３において、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０は、制御クラッチ５５に向かってモータ５３とステアリング系を接続するための指令値を出力し、同時にモータコントローラ５１へ制御指令値を出力する。また、トルクセンサ５２で、ステアリングホイール７１に運転者より加えられた操舵トルクが所定値を超えている場合には、即座に制御を中断し、マニュアル操舵へ戻すために、制御クラッチ５５への出力を停止する。モータコントローラ５１は、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０からの制御指令値とトルクセンサ５２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、制御クラッチ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７１に制御トルクを付与する。これにより操舵角の自動制御が行われる
次に作用を説明する。
図８のフローチャートを用いて、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０での処理内容を説明する。なお、上記処理は例えば１／１０秒毎に起動する。このフローチャートにおいては、コースズレ状況を判断して報知音発生を制御するものである。なお、コースズレとは車両が走行車線から逸脱したり、或いは逸脱しそうになったり、若しくは走行車線に極めて近寄った位置を走行しているように、通常の走行コースから外れている状況を意味する。
【００４２】
まず、ステップＳ２１０では、画像処理ユニット４２においてレーンマーカの検出が正常になされたかどうかを判別する。レーンマーカが正常に検出された場合には、ステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０の経路に示す通常処理へと進む。すなわち、ステップＳ２２０では自車前方の車線境界線までの距離Ｌ（ｍ）、自車速Ｖ（ｍ／ｓ）から、車線逸脱予測時間ＴＬＣ（ｓｅｃ）を算出する。ここでＴＬＣの算出式は下記（数３）式である。
【００４３】
ＴＬＣ＝Ｌ／Ｖ …（数３）
ここで、自車前方の車線境界線までの距離Ｌは、図９に示すように、車両進行方向前方における車線境界線までの距離であり、画像処理ユニット４２で前方道路画像に対する画像処理の結果として得られる値である。続いて、ステップＳ２３０では、算出した車線逸脱予測時間ＴＬＣ値を記憶する。レーンマーカが検出できない場合には、ここで記憶したＴＬＣの時間変化から、ＴＬＣの予測値を算出するため、ここでは過去複数回（例えば過去１０回）のＴＬＣの値を記憶する。その後、ステップＳ２４０へと進み、ディスプレイ６２におけるレーン検出表示をオンとする。これは、運転者に対し、システムがきちんと車線を認識していることを示すものである。
【００４４】
一方、ステップＳ２１０において、レーンマーカの検出が正常になされなかったと判別された場合には、ステップＳ２５０以降の処理へと進む。まず、ステップＳ２５０では、今回からレーン検出ができなくなったかどうかを判断する。つまり、前回の処理において、レーンマーカを検出したかどうかを判別する。前回の処理ではレーンマーカが正しく検出され、今回の処理で検出されなくなった場合は、ステップＳ２６０以降の処理へと進む。前回もレーンマーカが検出されなかった状態であった場合には、ステップＳ２８０以降の処理へと進む。
【００４５】
ステップＳ２６０では、記憶されているレーンマーカ検出不可直前の車線逸脱予測時間ＴＬＣの値が、所定値ＴＬ１未満かどうかを判断する。ＴＬＣがこの範囲（０＜ＴＬＣ＜ＴＬ１）に入っている場合には、走行中の車線から逸脱する可能性が高い状態においてレーンマーカを検出できなくなったと判断し、ステップＳ３１０へと進み、スピーカ６１よりレーンマーカ検出不可を知らせる報知音を発生させる。ステップＳ２６０で車線逸脱予測時間ＴＬＣの値が負の値またはＴＬ２以上の値と判断された場合には、車線逸脱する可能性が高くないと判断して、ステップＳ２７０へと進み、横方向変位ｙについての判定を行う。ここで、横方向変位ｙ（ｍ）は、図９に示した様に、車両の横方向で境界線までの距離を示す。この横方向変位ｙが所定値Ｙ０未満である場合には、車線から徐々に逸脱しようとしている状況ではないが、既に車線の端に近づいた状況であると判断し、ステップＳ３１０へ進み、報知音を発生させる。
【００４６】
一方、ステップＳ２５０で今回からレーン検出できなくなったのではない（前回以前からレーン検出できない）と判断された場合には、ステップＳ２８０へと進む。ステップＳ２８０では、レーン検出が出来なくなってからの経過時間を判定し、所定時間ＴＬＴ０（例えば１０〜２０秒）だけ経過したかどうかを判断する。これはレーン検出が不可となってから所定時間以上が経過した場合には、そのレーン検出不可に対して報知音を発生しても無意味であり、運転者にとって煩わしく感じるだけであるから、所定時間ＴＬＴ０だけ経過した場合は、報知音の発生を抑制するためである。レーン検出不可となってからの経過時間が所定時間ＴＬＴ０以下の場合には、ステップＳ２９０へと進み、車線逸脱予測時間ＴＬＣの予測値ＴＬＣ’を算出する。この予測値ＴＬＣ’（ｓｅｃ）は下記（数４）式により算出される。
ＴＬＣ’＝ＴＬＣ＋△ＴＬＣ・ｔ …（数４）
ここで、
ＴＬＣ：レーン検出不可直前の車線逸脱予測時間（ｓｅｃ）
△ＴＬＣ：記憶されたレーン検出不可直前までのＴＬＣの変化率（ｓｅｃ／ｓｅｃ）
ｔ：レーン検出不可からの経過時間（ｓｅｃ）
である。
【００４７】
続いて、ステップＳ３００では、ＴＬＣ予測値ＴＬＣ’が所定値ＴＬ２未満かどうかを判断する。ＴＬＣ’がこの範囲（０＜ＴＬＣ’＜ＴＬ２）に入っている場合には、レーン検出不可の発生を運転者に報知すべきタイミングになったと判断し、ステップＳ３１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ＴＬＣ’がこの範囲に入らない場合は、まだ報知音を発生するタイミングではないと判断し、報知音を発生せずにステップＳ３２０以降へと進む。
【００４８】
レーンマーカを検出できない場合には、いずれの場合にもステップＳ３２０へと進み、ディスプレイ６２におけるレーン検出表示をオフさせる。このことによりシステムが正しくレーンマーカを検出しているか否かの情報は、運転者が求めるのであればディスプレイ６２から何時でも正しく得ることが可能であり、煩わしさを伴う、レーン検出が出来なくなった際の報知音のみが効果的に抑制されることになる。
【００４９】
次に、ステップＳ２４０とステップＳ３２０の何れの処理の後も、ステップＳ３３０へと進み、実際の操舵制御を行う。ここでの処理内容は、従来例と同様であるため省略するが、例えば車線内で検出したレーンから所定距離を隔てた位置を車両が走行するように操舵角を自動制御する。
その後、次回以降の処理のために、ステップＳ２１０へと戻る。
【００５０】
以上のフローによる処理では、レーンマーカが検出できなくなったことに対して報知音を発生させる条件として、以下の３つがあげられる。
（１）レーン検出不可時のＴＬＣが所定値（ＴＬ１）未満
（２）予測値ＴＬＣ’が所定値（ＴＬ２）未満
（３）レーン検出不可時でＴＬＣが負の値または所定値ＴＬ１以上である場合において横変位ｙが所定値（Ｙ０）未満
ここで、各条件における所定値ＴＬ１、ＴＬ２は、一般的な運転者の運転特性を考慮して決めればよい。例えば、運転者が自らハンドルを操作して車線に従って走行している場合のＴＬＣの変化幅に応じて各所定値を設定することにより、運転者に違和感を持たせたり、煩わしく感じさせることを減少させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施例では、各所定値を固定値として扱っているが、各種条件に応じて可変値とすることもできる。例えば、走行時間が長時間にわたることにより運転者の疲労が多いと推定される場合や、ワイパーあるいはライトスイッチの操作により、雨天や夜間などが想定される場合には、報知音が早めに発生するように、各所定値を大きめに修正してやれば、より適切な効果が得られる。
【００５２】
また、（３）の条件のように、ＴＬＣだけでなく、横変位量ｙを報知音発生の判定基準に加えることにより、レーン検出不可時の車両の横方向位置が既に走行車線から外れそうになっていた場合には報知音を発生させることになる。したがって車線逸脱予測時間は大きくても車線境界までの距離が小さい場合のように運転者が不安を感じる状況においても的確に報知音を与えることが可能となる。また、本実施例では、単純にＴＬＣの値と横変位量ｙの値をそれぞれ判定し、報知音を発生するか否かを判定しているが、第１の実施例と同様にＴＬＣとｙの２次元のマップにおいて、より細かく発生する条件を決定することにより、より的確な報知音発生判断を行うことも可能である。
【００５３】
また、本実施例では、自車の走行車線における相対位置を検出する手段として、ＣＣＤカメラと画像処理装置による手段を用いたが、それに限られるものではなく、例えば、磁気ネイルや、誘導ケーブル等のように道路側から車線内における自車の情報を得られるものであっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
また、第１の実施例と第２の実施例とを組み合わせて、速度制御と操舵制御の両方を行う装置においても本発明を適用できる。その場合には、前記実施例で説明した処理を両方行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車間制御型定速走行装置に適用した図。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車線維持操舵制御装置に適用した図。
【図３】第１の実施例と第２の実施例におけるセンサ系と制御系の配置例を示す図。
【図４】第１の実施例においてＡＣＣ制御ユニット２０での処理内容を示すフローチャート。
【図５】第１の実施例において（１）の条件における報知音の発生状況を示す図。
【図６】第１の実施例において（２）の条件における報知音の発生状況を示す図。
【図７】第１の実施例において（３）の条件における報知音を発生させる領域を示す図。
【図８】第２の実施例においてＬ／Ｋ制御ユニット５０での処理内容を示すフローチャート。
【図９】自車前方の車線境界線までの距離Ｌと横方向変位ｙを示す図。
【符号の説明】
１０…車間制御型定速走行装置 １１…車間距離センサ（車両用レーダ）
１２…車速センサ １３…ハンドル角センサ
１４…アクセルセンサ １５…ブレーキセンサ
１６…ＡＣＣ操作スイッチ ２０…ＡＣＣ制御ユニット
２１…スロットル制御回路 ２２…ブレーキ制御回路
４０…車線維持操舵制御装置 ４１…ＣＣＤカメラ
４２…画像処理ユニット ４３…Ｌ／Ｋ操作スイッチ
４４…ウインカスイッチ ５０…Ｌ／Ｋ制御ユニット
５１…モータコントローラ ５２…トルクセンサ
５３…モータ ５５…制御クラッチ
６０…報知音発生・表示装置 ６１…スピーカ
６２…ディスプレイ ７１…ステアリングホイール
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の速度制御や操舵制御を行う車両用走行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用走行制御装置としては、特開平１１−１９２８５８号公報（自動速度制御装置）、特開平１１−０３９６００号公報（車両走行制御装置）、特開平６−３２０９８３号公報（車両用追従走行制御装置）などに記載されたものがある。
これらの従来例には、レーダを用いて先行車までの車間距離を検出し、車間距離が所定値となるようにアクセル及びブレーキを制御して先行車へ追従する装置が記載されている。これらの従来例においては、先行車までの車間距離を検出できなくなった場合（ロスト時）は、先行車がいなくなったと判断してあらかじめ設定された車速となるように制御されるため、先行車がいるにも関わらずレーダが何らかの理由により先行車までの車間距離を検出できなくなった場合には、先行車に対して接近してしまうおそれが想定される。そのため、車間距離を検出できなくなった場合には、表示や音により運転者に報知する技術が知られている。
【０００３】
また、特開平１１−０７８９４８号公報（自動車用操舵装置）には、カメラを用いて走行中の車線の車線境界線（レーンマーカ）を検出し、車線から逸脱しないように操舵トルクをアシストするような操舵制御を行う装置が記載されている。この装置についても、前述した先行車に追従制御する装置と同様に、カメラでレーンマーカを検出できなくなった場合には、車線から逸脱しないように制御を行うことができないため、表示や音によって運転者に報知する技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の先行車に追従制御する装置においては、車間距離を検出できなくなったロスト時に常に報知音を発生する構成となっているため、例えば先行車が本当に自車前方より離脱し、追従する必要がなくなった場合や、走行状況によってごく短時間だけロストが発生した場合でも報知音が発生してしまい、運転者が煩わしく感じてしまうという問題があった。同様に、車線を逸脱しないように操舵制御する装置においても、レーンマーカを検出できなくなった場合に直ちに運転者に報知する必要があると限った訳ではなく、例えば直線道路をまっすぐ走行している状況等のように本来不要な場合にも報知音を発生してしまうので、運転者に煩雑感を与えてしまう。
【０００５】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、不要な報知音発生をなくし、より的確な報知音を発生することにより、運転者に煩雑感を与えないようにした車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、請求項１に記載の発明においては、自車の車線境界線に対する相対位置を検出する検出手段を備え、該検出手段によって検出された前記相対位置によって、自車が車線内にとどまる様に操舵制御を行う車両用走行制御装置において、前記相対位置から、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間を算出する認識手段と、前記認識された車線逸脱予測時間を記憶する記憶手段と、前記相対位置を認識出来なくなった場合に、前記記憶手段によって記憶された車線逸脱予測時間の変化から、自車の車線境界線に対する接近状態を予測する予測手段と、を備え、該予測手段によって予測された自車の車線境界線に対する接近状態が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を認識出来ない状況が連続した場合に、自車の運転者に報知する報知手段を備え、
かつ、前記予め定められた状態とは、下記（１）〜（３）の何れかに該当する場合であるように構成している。
（１）前記相対位置を認識できなくなったときの車線逸脱予測時間が所定値ＴＬ １ 未満の場合
（２）車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’が所定値ＴＬ ２ 未満の場合
ただし、車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’＝ＴＬＣ＋ΔＴＬＣ・ｔ
ＴＬＣ：車線逸脱予測時間＝Ｌ／Ｖ
Ｌ：自車前方の車線境界線までの距離
Ｖ：自車速
ΔＴＬＣ：記憶されたＴＬＣの変化率
ｔ：相対位置を認識出来なくなってからの経過時間
（３）前記相対位置を認識できない状態で車線逸脱予測時間が負の値（離脱状態）または前記所定値ＴＬ １ 以上の場合であって横変位ｙが所定値Ｙ ０ 未満の場合
ただし、横変位ｙ：車両の横方向の車線境界線までの距離
なお、コースズレとは車両が走行車線から逸脱したり、或いは逸脱しそうになったり、若しくは走行車線に極めて近寄った位置を走行しているように、通常の走行コースから外れている状況を意味する。
【００１２】
また、請求項２に記載のように、自車の速度を検知する車速検知手段を備え、前記車線逸脱予測時間は、自車と自車前方の車線境界線との距離を前記車速検知手段によって検知した車速で除した値である。
【００１４】
また、請求項３においては、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できない状況が、該状況を運転者が認識していると思われる程度の予め定められた時間まで連続した場合には、報知を停止するように構成している。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった際に、直ちに報知音を発生するのではなく、前記相対位置を検出できなくなった場合に、それ以降の自車のコースズレ状況を予測し、予測されたコースズレ状況が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を検出できない状況が連続した場合に運転者に報知する様に構成しているので、不要な報知音や表示等を排除することができると共に、運転者が煩わしさを感じにくい適切なタイミングで報知することができるので、運転者の煩雑感を有効に低減することができる。
また、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった際に、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間の変化から、それ以降の自車の車線境界線に対する接近状態を予測して、前記予測された接近状態が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を検出できない状況が連続した場合に運転者に報知する様に構成しているので、運転者が煩わしさを感じにくい適切なタイミングで報知することが可能となり、運転者の煩わしさをより的確に低減させることができる。
さらに、自車のコースズレ状況を、車線逸脱予測時間と自車から自車側方の車線境界線までの距離との、二つを組み合わせた請求項１に記載のような条件で判定する為、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった後に、運転者に報知するタイミングをより適切に制御することが可能となるのに加えて、車線逸脱予測時間は大きくても車線境界線までの距離が小さい場合には報知音を発生させる為、運転者に与える違和感が無く、的確に報知することができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間を、自車と自車前方の車線境界線との距離を前記車速検知手段によって検知した車速で除した値としているので、前記車線逸脱予測時間を正確に算出することが出来、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できなくなった後に運転者に報知するタイミングを更に適切に制御することが可能となり、運転者の煩わしさを的確に低減させることができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、自車の車線境界線に対する相対位置を検出できない状況が、該状況を運転者が認識していると思われる程度の予め定められた時間に至るまで連続した場合には以後の報知を停止する為、車線境界線に対する相対位置を検出できなくなったことを運転者が認識した後も、報知音によって報知し続けることによって、運転者に煩雑感を与えることを効果的に防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車間制御型定速走行装置（Adaptive Cruise Control：以下ＡＣＣと略す）に適用した場合を例示する。
まず、構成を説明する。破線で囲んだ部分１０は車間制御型定速走行装置である。車間距離センサ１１は、例えば車両用レーザレーダ等の距離センサであり、自車から先行車までの車間距離を計測する。車速センサ１２は自車の現在の車速を計測する。ハンドル角センサ１３、アクセルセンサ１４、ブレーキセンサ１５の各センサは、運転者の運転操作量を計測する。これら各センサの出力は、ＡＣＣ制御ユニット２０に送られる。また、ＡＣＣ操作スイッチ１６はＡＣＣの作動開始・解除・制御内容変更を運転者の操作に応じて切り換えるためのスイッチであり、このスイッチからの信号もＡＣＣ制御ユニット２０に送られる。ＡＣＣ制御ユニット２０からのスロットル制御指令値およびブレーキ制御指令値は、それぞれスロットル制御回路２１とブレーキ制御回路２２へ出力される。そしてこれら各指令値に基づき、車間距離あるいは車速が目標値になるように、エンジンのスロットルおよびブレーキ液圧等の制御が行われる。ＡＣＣの制御状態と必要に応じて発生される報知音は、報知音発生・表示装置６０へと出力される。報知音発生・表示装置６０は、報知音を発生させるスピーカ６１と、レーダによる先行車検出状態、制御状態、および表示によって報知するディスプレイ６２とで構成される。
【００２５】
図３は、第１の実施例（第２の実施例の部分については後述）におけるセンサ系と制御系の配置例を示した図である。図３に示すように、ＡＣＣ制御ユニット２０は、車間距離センサ（車両用レーザレーダ）１１からのデータおよびステアリングホイール７１に設置されたＡＣＣ操作スイッチ１６からのデータに基づき、スロットル制御回路２１とブレーキ制御回路２２（共に図３には図示せず）へ制御指令値を出力し、車速および車間制御を行う。
【００２６】
次に作用を説明する。
図４のフローチャートを用いて、ＡＣＣ制御ユニット２０での処理内容を説明する。なお、この処理は例えば１／１０秒毎に起動する。
まず、ステップＳ１０では、車間距離センサ１１において車間距離検出がなされたかどうかを判別する。車間距離が検出された場合には、先行車両が存在するとしてステップＳ２０、Ｓ３０、Ｓ４０の経路に示す通常処理へと進む。
【００２７】
すなわち、ステップＳ２０では車間距離検出値Ｄ（ｍ）、および、その車間距離検出値Ｄを時間微分した相対速度算出値Ｖｒ（ｍ／ｓ）から、余裕時間ＴＴＣ（ｓｅｃ）を算出する。ここでＴＴＣは下記（数１）式で求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ …（数１）
ここで、相対速度が０の場合には、（数１）式が成立しないため、その場合にはＴＴＣは所定値（例えば１００）としておけば良い。また、この余裕時間ＴＴＣの値は、先行車に対して接近状態にある場合（相対速度Ｖｒが正とする）には正の値を示し、先行車に対して離脱状態にある場合（相対速度Ｖｒが負）には負の値を示す。続いて、ステップＳ３０では、算出した余裕時間ＴＴＣ値を記憶する。ロスト時には、ここで記憶した余裕時間ＴＴＣの時間変化から、ＴＴＣの予測値を算出するため、ここでは過去複数回（例えば過去１０回）のＴＴＣの値を記憶する。その後、ステップＳ４０へと進み、ディスプレイ６２における先行車検出表示をオンとする。
【００２８】
一方、前記ステップＳ１０において、先行車両が存在しない（ロスト）と判別された場合には、ステップＳ５０〜Ｓ１２０の処理へと進む。まずステップＳ５０では、今回がロスト開始かどうかを判断する。つまり、前回の処理において、車間距離を検出されたかどうかを判別する。前回の処理では車間距離が検出され、今回の処理で検出されない場合は、今回がロスト開始であると判断し、ステップＳ６０以降の処理へと進む。前回も車間距離が検出されないロスト状態であった場合には、ステップＳ８０以降の処理へと進む。
【００２９】
ステップＳ６０では、記憶されているロスト直前の余裕時間ＴＴＣの値が、正の値で、かつ、所定値Ｔ１未満かどうかを判断する。ＴＴＣがこの範囲（０＜ＴＴＣ＜Ｔ１）に入っている場合には、先行車に対して接近状態においてロストが発生したと判断し、ステップＳ１１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ステップＳ６０で余裕時間ＴＴＣが負の値であり、接近状態ではないと判断された場合には、ステップＳ７０へと進み、車間時間Ｔｈについての判定を行う。ここで、車間時間Ｔｈ（ｓｅｃ）は、車間距離Ｄを車速Ｖ（ｍ／ｓ）で除した値、すなわち
Ｔｈ＝Ｄ／Ｖ
である。この車間時間Ｔｈが所定値Ｔ０未満である場合には、先行車に対して徐々に接近している状況ではないが、すでに接近した状況であると判断し、ステップＳ１１０へ進み、報知音を発生させる。
【００３０】
一方、ステップＳ５０で今回がロスト開始ではないと判断された場合には、ステップＳ８０へと進む。ステップＳ８０では、ロスト開始からの経過時間を判定し、所定時間ＴＴ０（例えば１０〜２０秒）だけ経過したかどうかを判断する。これはロスト後所定時間以上が経過した場合には、そのロストに対して報知音を発生しても無意味であり、運転者にとって煩わしく感じるだけであるから、所定時間ＴＴ０だけ経過した場合は、報知音の発生を抑制するためである。ロストからの経過時間が所定時間ＴＴ０以下の場合には、ステップＳ９０へと進み、余裕時間ＴＴＣの予測値ＴＴＣ’を算出する。この予測値ＴＴＣ’（ｓｅｃ）は下記（数２）式により算出される。
ＴＴＣ’＝ＴＴＣ＋△ＴＴＣ・ｔ …（数２）
ここで、
ＴＴＣ：ロスト直前の余裕時間（ｓｅｃ）
△ＴＴＣ：記憶されたロスト直前までのＴＴＣの変化率（ｓｅｃ／ｓｅｃ）
ｔ：ロストからの経過時間（ｓｅｃ）
である。
【００３１】
続いて、ステップＳ１００では、余裕時間予測値ＴＴＣ’が正の値で、かつ、所定値Ｔ２未満かどうかを判断する。ＴＴＣ’がこの範囲（０＜ＴＴＣ’＜Ｔ２）に入っている場合、ロストの発生を運転者に報知すべきタイミングになったと判断し、ステップＳ１１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ＴＴＣ’がこの範囲に入らない場合、まだ報知音を発生するタイミングではないと判断し、報知音を発生せずにステップＳ１２０以降へと進む。
【００３２】
先行車検出がない場合には、いずれの場合にもステップＳ１２０へと進み、ディスプレイ６２における先行車表示をオフさせる。このことによりシステムが正しく先行車を検出しているか否かの情報は、運転者が求めるのであればディスプレイ６２から何時でも正しく得ることが可能であり、煩わしさを伴うロスト時の報知音のみが効果的に抑制されることになる。
【００３３】
また、ステップＳ４０とステップＳ１２０の何れの処理の後も、ステップＳ１３０へと進み、実際の車間制御を行う。ここでの処理内容は、従来例と同様なので省略するが、例えば、先行車が無い場合には設定された一定速度で走行するように自動制御し、先行車がある場合には設定された車間距離を守って走行するように自動制御する。
その後、次回以降の処理のために、ステップＳ１０へと戻る。
【００３４】
以上のフローによる処理では、ロストに対して報知音を発生させる条件として、以下の３つがあげられる。
（１）ロスト時の余裕時間ＴＴＣが正の値で所定値（Ｔ１）未満
（２）ＴＴＣの予測値ＴＴＣ’が所定値（Ｔ２）未満
（３）ロスト直後で余裕時間ＴＴＣが負の値またはＴ１以上の場合において、車間時間Ｔｈが所定値Ｔ０未満
図５は上記（１）の条件における報知音の発生状況を示す図、図６は上記（２）の条件における報知音の発生状況を示す図、図７は（３）の条件における報知音を発生させる領域を示す図である。
【００３５】
図５においては、ロスト時のＴＴＣの値が所定値（Ｔ１）未満の場合にのみ報知音を発生させている。また、図６においては、ロスト時に直ちに報知音を発生させるのではなく、ＴＴＣ予測値が所定値（Ｔ２）未満となった場合に報知音が発生していることが分かる。
【００３６】
ここで、各条件における所定値Ｔ１、Ｔ２は、一般的な運転者の運転特性を考慮して決められる。例えば、運転者が先行車に追従して走行している場合、接近中の余裕時間ＴＴＣはきわめて小さい場合でも４秒程度である。したがって、これら所定値を４秒程度に設定することにより、余裕時間がこの値以下の接近状態で報知音が発生することになるため、運転者に違和感を持たせたり、煩わしく感じさせることを低減できる。
【００３７】
また、本実施例では、各所定値を固定値として扱っているが、各種条件に応じて可変値とすることもできる。例えば、走行時間が長時間にわたることにより運転者の疲労が多いと推定される場合や、ワイパーあるいはライトスイッチの操作により、雨天や夜間などが想定される場合には、報知音が早めに発生するように、各所定値を大きめに修正すれば、より適切な効果が得られる。
【００３８】
また、図７に示したように、ロスト時のＴＴＣ値だけではなく、車間時間Ｔｈの値をも考慮して報知音を発生させることにより、ＴＴＣが負の値を示す先行車からの離脱状態であっても、車間時間Ｔｈが小さい場合には報知音を発生させることになる。したがって余裕時間は大きくても車間時間が小さい場合のように運転者が不安を感じる状況においても的確に報知することが可能となる。また、本実施例では、単純に余裕時間ＴＴＣの値と車間時間Ｔｈの値をそれぞれ判定し、報知音を発生するか否かを判定しているが、図７に示したような、車間時間と余裕時間の２次元のマップにおいて、より細かく報知音を発生する条件を決定することにより、より的確な報知音発生判断を行うことも可能である。
【００３９】
（第２の実施例）
図２は、本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車線維持操舵制御装置（Lane Keep System：以下Ｌ／Ｋと略す）に適用した場合を示す。
図２において、破線で囲んだ部分４０は車線維持操舵制御装置である。ＣＣＤカメラ４１は、車室内のインナー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４２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、該画像処理ユニット４２では走行中の車線内における横方向の偏位量ｙ、自車両前方の車線境界線までの距離Ｌが算出される。画像処理ユニット４２における演算処理結果はシステムのＬ／Ｋ制御ユニット５０に送られる。Ｌ／Ｋ制御ユニット５０には、画像処理データに加えて、ステアリングに取り付けられたＬ／Ｋ操作スイッチ４３、ウインカスイッチ４４の信号も入力される。
【００４０】
Ｌ／Ｋ制御ユニット５０は、モータコントローラ５１へ制御指令値を出力する。ここで制御指令値は従来例と同様であり、自車が走行中の車線から逸脱しようとする場合に、車線内にとどまるようにステアリングを制御する。モータコントローラ５１は、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０からの制御指令値に基づいてモータ５３の回転数を制御し、それによってステアリングの操舵角を調節する。Ｌ／Ｋ制御ユニット５０での制御状態と、必要に応じて発生される報知音は、報知音発生・表示装置６０へと出力される。報知音発生・表示装置６０は、報知音を発生させるスピーカ６１と、表示によって報知を行い、かつ制御状態を表示するディスプレイ６２で構成される。
【００４１】
図３には、第１の実施例および本実施例におけるセンサ系と制御系の配置例を示している。図３において、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０は、制御クラッチ５５に向かってモータ５３とステアリング系を接続するための指令値を出力し、同時にモータコントローラ５１へ制御指令値を出力する。また、トルクセンサ５２で、ステアリングホイール７１に運転者より加えられた操舵トルクが所定値を超えている場合には、即座に制御を中断し、マニュアル操舵へ戻すために、制御クラッチ５５への出力を停止する。モータコントローラ５１は、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０からの制御指令値とトルクセンサ５２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、制御クラッチ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７１に制御トルクを付与する。これにより操舵角の自動制御が行われる
次に作用を説明する。
図８のフローチャートを用いて、Ｌ／Ｋ制御ユニット５０での処理内容を説明する。なお、上記処理は例えば１／１０秒毎に起動する。このフローチャートにおいては、コースズレ状況を判断して報知音発生を制御するものである。なお、コースズレとは車両が走行車線から逸脱したり、或いは逸脱しそうになったり、若しくは走行車線に極めて近寄った位置を走行しているように、通常の走行コースから外れている状況を意味する。
【００４２】
まず、ステップＳ２１０では、画像処理ユニット４２においてレーンマーカの検出が正常になされたかどうかを判別する。レーンマーカが正常に検出された場合には、ステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０の経路に示す通常処理へと進む。すなわち、ステップＳ２２０では自車前方の車線境界線までの距離Ｌ（ｍ）、自車速Ｖ（ｍ／ｓ）から、車線逸脱予測時間ＴＬＣ（ｓｅｃ）を算出する。ここでＴＬＣの算出式は下記（数３）式である。
【００４３】
ＴＬＣ＝Ｌ／Ｖ …（数３）
ここで、自車前方の車線境界線までの距離Ｌは、図９に示すように、車両進行方向前方における車線境界線までの距離であり、画像処理ユニット４２で前方道路画像に対する画像処理の結果として得られる値である。続いて、ステップＳ２３０では、算出した車線逸脱予測時間ＴＬＣ値を記憶する。レーンマーカが検出できない場合には、ここで記憶したＴＬＣの時間変化から、ＴＬＣの予測値を算出するため、ここでは過去複数回（例えば過去１０回）のＴＬＣの値を記憶する。その後、ステップＳ２４０へと進み、ディスプレイ６２におけるレーン検出表示をオンとする。これは、運転者に対し、システムがきちんと車線を認識していることを示すものである。
【００４４】
一方、ステップＳ２１０において、レーンマーカの検出が正常になされなかったと判別された場合には、ステップＳ２５０以降の処理へと進む。まず、ステップＳ２５０では、今回からレーン検出ができなくなったかどうかを判断する。つまり、前回の処理において、レーンマーカを検出したかどうかを判別する。前回の処理ではレーンマーカが正しく検出され、今回の処理で検出されなくなった場合は、ステップＳ２６０以降の処理へと進む。前回もレーンマーカが検出されなかった状態であった場合には、ステップＳ２８０以降の処理へと進む。
【００４５】
ステップＳ２６０では、記憶されているレーンマーカ検出不可直前の車線逸脱予測時間ＴＬＣの値が、所定値ＴＬ１未満かどうかを判断する。ＴＬＣがこの範囲（０＜ＴＬＣ＜ＴＬ１）に入っている場合には、走行中の車線から逸脱する可能性が高い状態においてレーンマーカを検出できなくなったと判断し、ステップＳ３１０へと進み、スピーカ６１よりレーンマーカ検出不可を知らせる報知音を発生させる。ステップＳ２６０で車線逸脱予測時間ＴＬＣの値が負の値またはＴＬ２以上の値と判断された場合には、車線逸脱する可能性が高くないと判断して、ステップＳ２７０へと進み、横方向変位ｙについての判定を行う。ここで、横方向変位ｙ（ｍ）は、図９に示した様に、車両の横方向で境界線までの距離を示す。この横方向変位ｙが所定値Ｙ０未満である場合には、車線から徐々に逸脱しようとしている状況ではないが、既に車線の端に近づいた状況であると判断し、ステップＳ３１０へ進み、報知音を発生させる。
【００４６】
一方、ステップＳ２５０で今回からレーン検出できなくなったのではない（前回以前からレーン検出できない）と判断された場合には、ステップＳ２８０へと進む。ステップＳ２８０では、レーン検出が出来なくなってからの経過時間を判定し、所定時間ＴＬＴ０（例えば１０〜２０秒）だけ経過したかどうかを判断する。これはレーン検出が不可となってから所定時間以上が経過した場合には、そのレーン検出不可に対して報知音を発生しても無意味であり、運転者にとって煩わしく感じるだけであるから、所定時間ＴＬＴ０だけ経過した場合は、報知音の発生を抑制するためである。レーン検出不可となってからの経過時間が所定時間ＴＬＴ０以下の場合には、ステップＳ２９０へと進み、車線逸脱予測時間ＴＬＣの予測値ＴＬＣ’を算出する。この予測値ＴＬＣ’（ｓｅｃ）は下記（数４）式により算出される。
ＴＬＣ’＝ＴＬＣ＋△ＴＬＣ・ｔ …（数４）
ここで、
ＴＬＣ：レーン検出不可直前の車線逸脱予測時間（ｓｅｃ）
△ＴＬＣ：記憶されたレーン検出不可直前までのＴＬＣの変化率（ｓｅｃ／ｓｅｃ）
ｔ：レーン検出不可からの経過時間（ｓｅｃ）
である。
【００４７】
続いて、ステップＳ３００では、ＴＬＣ予測値ＴＬＣ’が所定値ＴＬ２未満かどうかを判断する。ＴＬＣ’がこの範囲（０＜ＴＬＣ’＜ＴＬ２）に入っている場合には、レーン検出不可の発生を運転者に報知すべきタイミングになったと判断し、ステップＳ３１０へと進み、スピーカ６１よりロストを知らせる報知音を発生させる。ＴＬＣ’がこの範囲に入らない場合は、まだ報知音を発生するタイミングではないと判断し、報知音を発生せずにステップＳ３２０以降へと進む。
【００４８】
レーンマーカを検出できない場合には、いずれの場合にもステップＳ３２０へと進み、ディスプレイ６２におけるレーン検出表示をオフさせる。このことによりシステムが正しくレーンマーカを検出しているか否かの情報は、運転者が求めるのであればディスプレイ６２から何時でも正しく得ることが可能であり、煩わしさを伴う、レーン検出が出来なくなった際の報知音のみが効果的に抑制されることになる。
【００４９】
次に、ステップＳ２４０とステップＳ３２０の何れの処理の後も、ステップＳ３３０へと進み、実際の操舵制御を行う。ここでの処理内容は、従来例と同様であるため省略するが、例えば車線内で検出したレーンから所定距離を隔てた位置を車両が走行するように操舵角を自動制御する。
その後、次回以降の処理のために、ステップＳ２１０へと戻る。
【００５０】
以上のフローによる処理では、レーンマーカが検出できなくなったことに対して報知音を発生させる条件として、以下の３つがあげられる。
（１）レーン検出不可時のＴＬＣが所定値（ＴＬ１）未満
（２）予測値ＴＬＣ’が所定値（ＴＬ２）未満
（３）レーン検出不可時でＴＬＣが負の値または所定値ＴＬ１以上である場合において横変位ｙが所定値（Ｙ０）未満
ここで、各条件における所定値ＴＬ１、ＴＬ２は、一般的な運転者の運転特性を考慮して決めればよい。例えば、運転者が自らハンドルを操作して車線に従って走行している場合のＴＬＣの変化幅に応じて各所定値を設定することにより、運転者に違和感を持たせたり、煩わしく感じさせることを減少させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施例では、各所定値を固定値として扱っているが、各種条件に応じて可変値とすることもできる。例えば、走行時間が長時間にわたることにより運転者の疲労が多いと推定される場合や、ワイパーあるいはライトスイッチの操作により、雨天や夜間などが想定される場合には、報知音が早めに発生するように、各所定値を大きめに修正してやれば、より適切な効果が得られる。
【００５２】
また、（３）の条件のように、ＴＬＣだけでなく、横変位量ｙを報知音発生の判定基準に加えることにより、レーン検出不可時の車両の横方向位置が既に走行車線から外れそうになっていた場合には報知音を発生させることになる。したがって車線逸脱予測時間は大きくても車線境界までの距離が小さい場合のように運転者が不安を感じる状況においても的確に報知音を与えることが可能となる。また、本実施例では、単純にＴＬＣの値と横変位量ｙの値をそれぞれ判定し、報知音を発生するか否かを判定しているが、第１の実施例と同様にＴＬＣとｙの２次元のマップにおいて、より細かく発生する条件を決定することにより、より的確な報知音発生判断を行うことも可能である。
【００５３】
また、本実施例では、自車の走行車線における相対位置を検出する手段として、ＣＣＤカメラと画像処理装置による手段を用いたが、それに限られるものではなく、例えば、磁気ネイルや、誘導ケーブル等のように道路側から車線内における自車の情報を得られるものであっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
また、第１の実施例と第２の実施例とを組み合わせて、速度制御と操舵制御の両方を行う装置においても本発明を適用できる。その場合には、前記実施例で説明した処理を両方行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車間制御型定速走行装置に適用した図。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図であり、本発明を車線維持操舵制御装置に適用した図。
【図３】第１の実施例と第２の実施例におけるセンサ系と制御系の配置例を示す図。
【図４】第１の実施例においてＡＣＣ制御ユニット２０での処理内容を示すフローチャート。
【図５】第１の実施例において（１）の条件における報知音の発生状況を示す図。
【図６】第１の実施例において（２）の条件における報知音の発生状況を示す図。
【図７】第１の実施例において（３）の条件における報知音を発生させる領域を示す図。
【図８】第２の実施例においてＬ／Ｋ制御ユニット５０での処理内容を示すフローチャート。
【図９】自車前方の車線境界線までの距離Ｌと横方向変位ｙを示す図。
【符号の説明】
１０…車間制御型定速走行装置 １１…車間距離センサ（車両用レーダ）
１２…車速センサ １３…ハンドル角センサ
１４…アクセルセンサ １５…ブレーキセンサ
１６…ＡＣＣ操作スイッチ ２０…ＡＣＣ制御ユニット
２１…スロットル制御回路 ２２…ブレーキ制御回路
４０…車線維持操舵制御装置 ４１…ＣＣＤカメラ
４２…画像処理ユニット ４３…Ｌ／Ｋ操作スイッチ
４４…ウインカスイッチ ５０…Ｌ／Ｋ制御ユニット
５１…モータコントローラ ５２…トルクセンサ
５３…モータ ５５…制御クラッチ
６０…報知音発生・表示装置 ６１…スピーカ
６２…ディスプレイ ７１…ステアリングホイール
Claims (3)
- 自車の車線境界線に対する相対位置を検出する検出手段を備え、該検出手段によって検出された前記相対位置によって、自車が車線内にとどまる様に操舵制御を行う車両用走行制御装置において、
前記相対位置から、自車が車線境界線に到達すると予想されるまでの時間である車線逸脱予測時間を算出する認識手段と、
前記認識された車線逸脱予測時間を記憶する記憶手段と、
前記相対位置を認識出来なくなった場合に、前記記憶手段によって記憶された車線逸脱予測時間の変化から、自車の車線境界線に対する接近状態を予測する予測手段と、を備え、
該予測手段によって予測された自車の車線境界線に対する接近状態が予め定められた状態に至るまで前記相対位置を認識出来ない状況が連続した場合に、自車の運転者に報知する報知手段を備え、
かつ、前記予め定められた状態とは、下記（１）〜（３）の何れかに該当する場合であることを特徴とする車両用走行制御装置。
（１）前記相対位置を認識できなくなったときの車線逸脱予測時間が所定値ＴＬ １ 未満の場合
（２）車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’が所定値ＴＬ ２ 未満の場合
ただし、車線逸脱予測時間の予測値ＴＬＣ’＝ＴＬＣ＋ΔＴＬＣ・ｔ
ＴＬＣ：車線逸脱予測時間＝Ｌ／Ｖ
Ｌ：自車前方の車線境界線までの距離
Ｖ：自車速
ΔＴＬＣ：記憶されたＴＬＣの変化率
ｔ：相対位置を認識出来なくなってからの経過時間
（３）前記相対位置を認識できない状態で車線逸脱予測時間が負の値（離脱状態）または前記所定値ＴＬ １ 以上の場合であって横変位ｙが所定値Ｙ ０ 未満の場合
ただし、横変位ｙ：車両の横方向の車線境界線までの距離 - 自車の速度を検知する車速検知手段を備え、前記車線逸脱予測時間は、自車と自車前方の車線境界線との距離を前記車速検知手段によって検知した車速で除した値であることを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
- 前記自車の車線境界線に対する相対位置を検出できない状況が、該状況を運転者が認識していると思われる程度の予め定められた時間に至るまで連続した場合には、報知を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
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