JP3826757B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１１−９６４９７号公報に記載されるものがある。この車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、このように各車輪の制駆動力を制御して車線逸脱防止装置を構成しようとしたとき、例えば制駆動力制御によるヨーモーメントと実際の操舵によるヨーモーメントとが釣り合った状態が継続すると、ブレーキパッドの温度が上昇して制動力が減少するフェード状態が発生し、制御性能が悪化してしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、制駆動力を制御して車線逸脱を防止するにあたり、制御性能の悪化を防ぐことができる走行車線逸脱防止装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されると自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記制駆動力制御手段の作動状態に基づいて各車輪の制御効率を推定する制御効率推定手段と、その制御効率が所定値以下の車輪による制駆動力が小さくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正する制駆動力制御量補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量補正手段は、制駆動力制御量が小さくなるように補正された車輪の車両前後方向に対称な車輪の制駆動力制御量が大きくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量補正手段で前記制駆動力制御量を補正するときに、音声又は表示によって乗員にその補正を行うことを知らせる情報を提示する情報提示手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が作動した時間が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が発生した制動力の積算値が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が減少させた運動エネルギーが大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記逸脱判断手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量算出手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きめに算出し、その目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば制駆動力制御によるヨーモーメントと実際の操舵によるヨーモーメントとが釣り合った状態が継続して、制御効率が小さくなったときには、例えばその制御効率の小さい車輪への制駆動力制御量を小さくすることにより、制動力制御によるフェードの進行を抑制することができ、それ以上の制御性能の悪化を防ぐことができる。
【００１４】
また、例えば、請求項７に記載の発明のように、左右輪の制動力を個別に制御できる手段で、制駆動力制御量に応じて各車輪の制動力を制御しているときに、ブレーキパッドの温度が上がり過ぎてしまうことがなく、フェード状態の発生を効果的に防ぐことができ、制御効率の低下を効果的に抑制できる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率が小さい車輪の制動力を小さく補正しても、走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントは減少せず、自車両の走行車線からの逸脱を効果的に回避することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、乗員の注意を喚起することができる。
また、請求項４に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
【００１８】
さらに、請求項５に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
また、請求項６に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
【００１９】
また、請求項７に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、左右輪の制動力を個別に制御して車両に発生するヨーモーメントを、車線逸脱回避方向への目標ヨーモーメントに一致させて走行車線からの逸脱を回避することができ、運転者の操舵操作に影響を与えることがないので、運転者に違和感を与えずに済む。
【００２０】
また、請求項８に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
また、請求項９に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きくして、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【００２２】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００２３】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００２４】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００２５】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。
【００２６】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘg及び横加速度Ｙgを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ' を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐm を検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖwi（i＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴwも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ' や横加速度Ｙg、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となる。
【００２７】
さらに、この車両には、ディスプレイやスピーカを備えた車内情報提示装置２３が備えられ、制駆動力コントロールユニット８からの指令に応じて車線逸脱防止制御の停止等を乗員に提示する。
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００２８】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記各センサやコントローラ、コントロールユニットからの各種データを読み込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、ヨーレートφ' 、各車輪速度Ｖwi、アクセル開度Ａcc、マスタシリンダ圧Ｐm 、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴw、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを読み込む。
【００２９】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速度Ｖｗiのうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶwFL、ＶwFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記１式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００３０】
ＸＳ＝Ｔt×Ｖ×（φ＋Ｔt×Ｖ×β）＋Ｘ ……… (1)
ここで、Ｔtは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔtに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔt後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００３１】
次にステップＳ４に移行して、旋回状態の判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ横加速度Ｙgの絶対値が正値の所定値Ｙg0 以上であるときに急旋回状態であると判断し、車両不安定フラグＦCSをセットする。また、急旋回状態でないときには車両不安定フラグＦCSはリセットする。なお、これに付加して、前記ステップＳ１で読み込んだヨーレートφ' と、図３に示すように、自車両の走行速度Ｖ及び操舵角δから求まる目標ヨーレートとを比較して、自車両のステア状態、所謂オーバステアかアンダステアかの判定を行い、それらの判定結果を考慮して車両不安定フラグＦCSを設定するようにしてもよい。
【００３２】
次にステップＳ５に移行して、運転者の意図判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ操舵角δ及び方向指示スイッチの少なくとも何れか一方から判定される自車両の進行方向（左右方向）と、前記ステップＳ３で算出された推定横変位ＸＳの符号（左方向が正）から判定される自車両の進行方向とが一致するときには、意図的な車線変更であると判断して車線変更判断フラグＦLCをセットする。また、両者が一致しないときには車線変更判断フラグＦLCはリセット状態とする。
【００３３】
次にステップＳ６に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、所定の横変位限界値Ｘc（例えば０．８ｍ）以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとする。なお、前記推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜と横変位限界値Ｘc との間には若干の余裕値を持たせてもよい。また、警報のハンチングを防止するために閾値にヒステリシスを設けてもよい。さらに、横変位限界値Ｘcを、前記ステップＳ１で読込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ０ の半分値を減じた値と所定値（例えば０．８ｍ）とのうち小さい方の値に設定してもよい。
【００３４】
次にステップＳ７に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ６と同様に、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値Ｘc 以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦLDをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。但し、前記ステップＳ４で設定した車両不安定フラグＦCSがセット状態にあるとき、或いは前記ステップＳ５で設定した車線変更判断フラグＦLCがセット状態にあるときには、車線逸脱防止制御を行わないので、これらの場合には、前記将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が横変位限界値Ｘc 以上であっても逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。このように、本実施形態では、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値Ｘc以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出するため、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
【００３５】
次にステップＳ８に移行して、各車輪の制御効率を推定する。具体的には、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のときには、所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて前右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_frとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のときには、前記所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて前左輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_flとする。
【００３６】
また、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるとき、即ち後述するステップＳ１１で後輪にも制動流体圧差を発生させるときには、上述の前左右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_fl、Ｔtt_frの設定と共に、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のときに、所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて後右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_rrとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のときには、前記所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて後左輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_flとする。なお、ここでは各輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iを個別に設定する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば後輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_riを、前輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_fiと同じ値に設定してもよい。
【００３７】
そして、これらの車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図４に示すように、車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iが”０”のときの切片Ｗeo＋Ｗa×Ｔtt_0、傾き−Ｗaで当該車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iの増加と共に減少する直線上の値と、最大値Ｗeoと、最小値Ｗe_minとの中間値とからなる。
【００３８】
なお、各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する方法は、制駆動力制御が作動した時間の積算値である車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iに基づくものに限られるものではなく、例えば制動力の積算値に基づいていて算出するようにしてもよいし、運動エネルギーの減少量に基づいて算出するようにしてもよい。制動力の積算値に応じて制御効率推定値Ｗeiを算出する方法では、まず前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときに、前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときの前後右輪の目標制動流体圧 ＰSFR、ＰSRRそれぞれに、前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴ、及び各輪の制動関係の諸元から決まる換算定数を乗じた値を所定時間積算した値を前後右輪の車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_fr、Ｐpt_rrとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときに、前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときの前後左輪の目標制動流体圧 ＰSFL、ＰSRLそれぞれに、前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴ、及び各輪の制動関係の諸元から決まる換算定数を乗じた値を所定時間積算した値を前後左輪の車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_fl、Ｐpt_rlとする。そして、これらの車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図５に示すように、前記車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iが”０”〜Ｐpt_0のときに最大値「Ｗeo」となり、前記車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_0〜Ｐpt_1のときに車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iの増加と共に次第に小さくなり、車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iがＰpt_1以上のときに最小値「Ｗe_min」となる。
【００３９】
一方、運動エネルギーの減少量に応じて制御効率推定値Ｗeiを算出する方法では、まず前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときに減速した速度を２乗した値に車重を乗じて運動エネルギーの減少量ＬＥを算出すると共に、その運動エネルギーの減少量ＬＥに各車輪が発生している制動力の割合を乗じた値を所定時間積算した値を各車輪の車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iとする。そして、これらの車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図６に示すように、前記車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_iが”０”〜ＴＬe_0のときに最大値「Ｗeo」となり、前記車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_0〜ＴＬe_1のときに車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iの増加と共に次第に小さくなり、車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_iがＴＬe_1以上のときに最小値「Ｗe_min」となる。
【００４０】
このように、各車輪の制駆動力制御の作動時間の積算値や制動力の積算値、運動エネルギーの減少量等の、容易に算出できる値に基づいて制御効率推定値Ｗeiを推定するため、当該制御効率推定値Ｗeiを容易に算出することができる。
次にステップＳ９に移行して、各車輪に車線逸脱防止制御を行うか否かの判断を行う。具体的には、まず前記ステップＳ８で算出した各車輪の制御効率推定値Ｗe_fr、Ｗe_fl、Ｗe_rr、Ｗe_rlのうちに、所定の設定値Ｗe_lmt以下となるものがあるときは、前車輪のフェードの進行を防ぐために制御効率低下判断フラグＦleをセットすると共に逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とし、そうでないときには前記制御効率低下判断フラグＦleをリセット状態とする。但し、前記制御効率低下判断フラグＦleがセット状態にあるときは、全ての制御効率推定値が所定の設定値Ｗe_lmtより大きくなってから所定時間経過した後に、当該制御効率低下判断フラグＦleをリセット状態とする。なお、制御効率低下判断フラグＦleをセットしたときに車線逸脱防止制御を行っているときには、その制御が終了した後に逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とするようにしてもよい。
【００４１】
次にステップＳ１０に移行して、目標ヨーモーメントを算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときにだけ目標ヨーモーメントＭs を設定するので、当該逸脱判断フラグＦLDがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ1 と、図７に示す走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ2 と、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと、横変位限界値Ｘc とを用いて、下記２式に従って目標ヨーモーメントＭs を算出する。
【００４２】
Ｍs ＝−Ｋ1×Ｋ2×（ＸＳ−Ｘc ）……… (2)
このように、本実施形態においては、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差から目標ヨーモーメントＭsを算出するため、推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差が大きくなるほど目標ヨーモーメントが大きくなり、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００４３】
なお、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメントＭs は“０”とする。
次にステップＳ１１に移行して、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００４４】
一方、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭs の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときには前左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときの後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記３式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記４式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは下記５式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫbF、ＫbRは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００４５】
ΔＰSF＝２×ＫbF×｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (3)
ΔＰSF＝２×ＫbF×（｜Ｍs ｜−Ｍs0）／Ｔ ……… (4)
ΔＰSR＝２×ＫbR×｜Ｍs0｜／Ｔ ……… (5)
従って、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記６式で与えられる。
【００４６】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋ΔＰSF
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋ΔＰSR ……… (6)
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記７式で与えられる。
【００４７】
ＰSFL＝Ｐm ＋ΔＰSF
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋ΔＰSR
ＰSRR＝ＰmR……… (7)
次にステップＳ１２に移行して、駆動輪の目標駆動力を算出する。本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記ステップＳ１で読み込んだアクセル開度Ａccに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａccに応じた値とは、当該アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和に応じた値とは、目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦLDがリセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００４８】
次にステップＳ１３に移行して、車内情報提示装置２３への情報提示出力を行う。ここでは、前記ステップＳ９で算出された制御効率低下判断フラグＦleがセット状態であるときには、車内情報提示装置２３によって「制動装置が連続作動しているので、車線逸脱防止制御を停止します。」といった内容を提示する。 このように、本実施形態にあっては、制駆動力制御量を補正するときに、音声又は表示によって乗員に情報を提示して、その旨を知らせるため、乗員の注意を喚起することができる。
【００４９】
次にステップＳ１４に移行して、前記ステップＳ１１で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１２で算出された駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、運転者に違和感を与えずに車線逸脱を防止することが可能となる。
【００５０】
また、この実施形態では、所定の設定時間内に車線逸脱防止制御が行われる時間が長くなると、制御効率推定値Ｗei_iが次第に小さくなり、その結果、設定値Ｗe_lmt以下となって目標ヨーモーメントＭs が“０”になるので、例えば図８ａに示すように操舵入力によるヨーモーメントと、初期の目標ヨーモーメントとが釣り合ってしまうような場合には、制動力制御が停止して運転者に操舵を行わせることによって、制動力制御によるフェード状態の発生を防ぐことができ、制御性能の悪化を防ぐことができる。ちなみに、図８ｂは、操舵入力によるヨーモーメントと目標ヨーモーメントとが釣り合っており、しかも目標ヨーモーメントＭsを小さくしないために、制動力制御によるフェードが進行して自車両の車線逸脱傾向が悪化する状態を示している。
【００５１】
なお、本実施形態では、各車輪のうちに制御効率推定値Ｗe_iが設定値Ｗe_lmtのものが一輪でもあるときには、全車輪の制駆動力制御を停止する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば制御効率推定値Ｗe_iが設定値Ｗe_lmtよりも小さい車輪があるときには、その車輪の制駆動力制御だけを停止すると共に、停止した車輪による制動力の減少分を当該車輪の車両前後方向に対称な車輪に発生させるようにしてもよい。
【００５２】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態では、前記第１実施形態の制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから、図９のものに変更されている。
この図９の演算処理は、前記第１実施形態の図２の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図９の演算処理では、前記図２の演算処理のステップＳ１１がステップＳ１１’に変更されている。
【００５３】
前記ステップＳ１１’では、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。まず、前記第１実施形態と同様に、前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００５４】
一方、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭs の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときには前左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときの後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記８式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記９式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは下記１０式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫbF、ＫbRは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００５５】
ΔＰSF＝２×ＫbF×｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (8)
ΔＰSF＝２×ＫbF×（｜Ｍs ｜−Ｍs0）／Ｔ ……… (9)
ΔＰSR＝２×ＫbR×｜Ｍs0｜／Ｔ ……… (10)
また、ここでは前輪と後輪の制御効率推定値Ｗe_iを比較して、制御効率の小さい車輪の制動力が小さくなるように、その車輪と車両前後方向に対称な車輪の制動力が大きくなるように後左右輪に制動力を発生させる。従って、前右輪の制御効率推定値Ｗe_frが後右輪の制御効率推定値Ｗe_rrより小さく、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１１式で与えられる。
【００５６】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋Ｗe_fr× ΔＰSF
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋ΔＰSR＋（１−Ｗe_fr） ×ΔＰSF ……… (11)
これに対し、後右輪の制御効率推定値Ｗe_rrが前右輪の制御効率推定値Ｗe_fr以下であり、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１２式で与えられる。
【００５７】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋ ΔＰSF＋（１−Ｗe_rr）×ΔＰSR
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋Ｗe_rr ×ΔＰSR ……… (12)
また、前左輪の制御効率推定値Ｗe_flが後左輪の制御効率推定値Ｗe_rlより小さく、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１３式で与えられる。
【００５８】
ＰSFL＝Ｐm ＋Ｗe_fl× ΔＰSF
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋ ΔＰSR＋（１−Ｗe_fl） ×ΔＰSF
ＰSRR＝ＰmR……… (13)
これに対し、後左輪の制御効率推定値Ｗe_rlが前左輪の制御効率推定値Ｗe_fl以下であり、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１４式で与えられる。
【００５９】
ＰSFL＝Ｐm ＋ ΔＰSF＋（１−Ｗe_rl） ×ΔＰSR
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋Ｗe_rl× ΔＰSR
ＰSRR＝ＰmR……… (14)
この演算処理によれば、前記第１実施形態と同様に、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、運転者に違和感を与えずに車線逸脱を防止することが可能となる。
【００６０】
また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が連続して行われて、制御効率推定値Ｗei_iが小さくなった車輪があると、その車輪の目標制動流体圧Ｐsiが小さくなるため、ブレーキパッドの温度が上がり過ぎてしまうことがなく、フェード状態の発生が効果的に防止され、制御効率の低下が効果的に抑制される。その際、目標制動流体圧Ｐsiが小さくなった車輪の車両前後方向に対称な車輪の目標制動流体圧Ｐsiに前記減少分が加算されて、走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントの減少分が補われるため、走行車線からの逸脱は確実に回避される。
【００６１】
なお、上記実施形態では、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ７が逸脱判断手段を構成し、図２及び図９の演算処理のステップＳ１１、Ｓ１１’及びＳ１２が制駆動力制御量算出手段を構成し、図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ８が制御効率推定手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ９及びステップＳ１０が制駆動力制御量補正手段を構成し、車内情報提示装置２３が情報提示手段を構成している。
【００６２】
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱防止装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図５】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図６】図２の演算処理に用いられる制御マップである
【図７】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図８】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図９】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ
２３ 車内情報提示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１１−９６４９７号公報に記載されるものがある。この車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、このように各車輪の制駆動力を制御して車線逸脱防止装置を構成しようとしたとき、例えば制駆動力制御によるヨーモーメントと実際の操舵によるヨーモーメントとが釣り合った状態が継続すると、ブレーキパッドの温度が上昇して制動力が減少するフェード状態が発生し、制御性能が悪化してしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、制駆動力を制御して車線逸脱を防止するにあたり、制御性能の悪化を防ぐことができる走行車線逸脱防止装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されると自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記制駆動力制御手段の作動状態に基づいて各車輪の制御効率を推定する制御効率推定手段と、その制御効率が所定値以下の車輪による制駆動力が小さくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正する制駆動力制御量補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量補正手段は、制駆動力制御量が小さくなるように補正された車輪の車両前後方向に対称な車輪の制駆動力制御量が大きくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量補正手段で前記制駆動力制御量を補正するときに、音声又は表示によって乗員にその補正を行うことを知らせる情報を提示する情報提示手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が作動した時間が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が発生した制動力の積算値が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が減少させた運動エネルギーが大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記逸脱判断手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量算出手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きめに算出し、その目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば制駆動力制御によるヨーモーメントと実際の操舵によるヨーモーメントとが釣り合った状態が継続して、制御効率が小さくなったときには、例えばその制御効率の小さい車輪への制駆動力制御量を小さくすることにより、制動力制御によるフェードの進行を抑制することができ、それ以上の制御性能の悪化を防ぐことができる。
【００１４】
また、例えば、請求項７に記載の発明のように、左右輪の制動力を個別に制御できる手段で、制駆動力制御量に応じて各車輪の制動力を制御しているときに、ブレーキパッドの温度が上がり過ぎてしまうことがなく、フェード状態の発生を効果的に防ぐことができ、制御効率の低下を効果的に抑制できる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率が小さい車輪の制動力を小さく補正しても、走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントは減少せず、自車両の走行車線からの逸脱を効果的に回避することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、乗員の注意を喚起することができる。
また、請求項４に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
【００１８】
さらに、請求項５に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
また、請求項６に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制御効率を容易に推定することができる。
【００１９】
また、請求項７に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、左右輪の制動力を個別に制御して車両に発生するヨーモーメントを、車線逸脱回避方向への目標ヨーモーメントに一致させて走行車線からの逸脱を回避することができ、運転者の操舵操作に影響を与えることがないので、運転者に違和感を与えずに済む。
【００２０】
また、請求項８に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
また、請求項９に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きくして、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【００２２】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００２３】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００２４】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００２５】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。
【００２６】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘg及び横加速度Ｙgを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ' を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐm を検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖwi（i＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴwも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ' や横加速度Ｙg、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となる。
【００２７】
さらに、この車両には、ディスプレイやスピーカを備えた車内情報提示装置２３が備えられ、制駆動力コントロールユニット８からの指令に応じて車線逸脱防止制御の停止等を乗員に提示する。
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００２８】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記各センサやコントローラ、コントロールユニットからの各種データを読み込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、ヨーレートφ' 、各車輪速度Ｖwi、アクセル開度Ａcc、マスタシリンダ圧Ｐm 、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴw、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを読み込む。
【００２９】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速度Ｖｗiのうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶwFL、ＶwFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記１式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００３０】
ＸＳ＝Ｔt×Ｖ×（φ＋Ｔt×Ｖ×β）＋Ｘ ……… (1)
ここで、Ｔtは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔtに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔt後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００３１】
次にステップＳ４に移行して、旋回状態の判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ横加速度Ｙgの絶対値が正値の所定値Ｙg0 以上であるときに急旋回状態であると判断し、車両不安定フラグＦCSをセットする。また、急旋回状態でないときには車両不安定フラグＦCSはリセットする。なお、これに付加して、前記ステップＳ１で読み込んだヨーレートφ' と、図３に示すように、自車両の走行速度Ｖ及び操舵角δから求まる目標ヨーレートとを比較して、自車両のステア状態、所謂オーバステアかアンダステアかの判定を行い、それらの判定結果を考慮して車両不安定フラグＦCSを設定するようにしてもよい。
【００３２】
次にステップＳ５に移行して、運転者の意図判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ操舵角δ及び方向指示スイッチの少なくとも何れか一方から判定される自車両の進行方向（左右方向）と、前記ステップＳ３で算出された推定横変位ＸＳの符号（左方向が正）から判定される自車両の進行方向とが一致するときには、意図的な車線変更であると判断して車線変更判断フラグＦLCをセットする。また、両者が一致しないときには車線変更判断フラグＦLCはリセット状態とする。
【００３３】
次にステップＳ６に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、所定の横変位限界値Ｘc（例えば０．８ｍ）以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとする。なお、前記推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜と横変位限界値Ｘc との間には若干の余裕値を持たせてもよい。また、警報のハンチングを防止するために閾値にヒステリシスを設けてもよい。さらに、横変位限界値Ｘcを、前記ステップＳ１で読込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ０ の半分値を減じた値と所定値（例えば０．８ｍ）とのうち小さい方の値に設定してもよい。
【００３４】
次にステップＳ７に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ６と同様に、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値Ｘc 以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦLDをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。但し、前記ステップＳ４で設定した車両不安定フラグＦCSがセット状態にあるとき、或いは前記ステップＳ５で設定した車線変更判断フラグＦLCがセット状態にあるときには、車線逸脱防止制御を行わないので、これらの場合には、前記将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が横変位限界値Ｘc 以上であっても逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。このように、本実施形態では、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値Ｘc以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出するため、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
【００３５】
次にステップＳ８に移行して、各車輪の制御効率を推定する。具体的には、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のときには、所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて前右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_frとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のときには、前記所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて前左輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_flとする。
【００３６】
また、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるとき、即ち後述するステップＳ１１で後輪にも制動流体圧差を発生させるときには、上述の前左右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_fl、Ｔtt_frの設定と共に、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のときに、所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて後右輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_rrとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のときには、前記所定時間内に前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされた回数をカウントし、そのカウント値に前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴを乗じて後左輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_flとする。なお、ここでは各輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iを個別に設定する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば後輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_riを、前輪の車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_fiと同じ値に設定してもよい。
【００３７】
そして、これらの車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図４に示すように、車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iが”０”のときの切片Ｗeo＋Ｗa×Ｔtt_0、傾き−Ｗaで当該車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iの増加と共に減少する直線上の値と、最大値Ｗeoと、最小値Ｗe_minとの中間値とからなる。
【００３８】
なお、各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する方法は、制駆動力制御が作動した時間の積算値である車線逸脱防止制御積算時間Ｔtt_iに基づくものに限られるものではなく、例えば制動力の積算値に基づいていて算出するようにしてもよいし、運動エネルギーの減少量に基づいて算出するようにしてもよい。制動力の積算値に応じて制御効率推定値Ｗeiを算出する方法では、まず前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが正値のとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときに、前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときの前後右輪の目標制動流体圧 ＰSFR、ＰSRRそれぞれに、前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴ、及び各輪の制動関係の諸元から決まる換算定数を乗じた値を所定時間積算した値を前後右輪の車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_fr、Ｐpt_rrとする。また、前記ステップＳ３で算出した将来の推定横変位ＸＳが負値のとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときに、前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときの前後左輪の目標制動流体圧 ＰSFL、ＰSRLそれぞれに、前記タイマ割込の所定サンプリング時間ΔＴ、及び各輪の制動関係の諸元から決まる換算定数を乗じた値を所定時間積算した値を前後左輪の車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_fl、Ｐpt_rlとする。そして、これらの車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図５に示すように、前記車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iが”０”〜Ｐpt_0のときに最大値「Ｗeo」となり、前記車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_0〜Ｐpt_1のときに車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iの増加と共に次第に小さくなり、車線逸脱防止制御積算値Ｐpt_iがＰpt_1以上のときに最小値「Ｗe_min」となる。
【００３９】
一方、運動エネルギーの減少量に応じて制御効率推定値Ｗeiを算出する方法では、まず前記ステップＳ７で逸脱判断フラグＦLDがセットされたときに減速した速度を２乗した値に車重を乗じて運動エネルギーの減少量ＬＥを算出すると共に、その運動エネルギーの減少量ＬＥに各車輪が発生している制動力の割合を乗じた値を所定時間積算した値を各車輪の車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iとする。そして、これらの車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iの増加と共に次第に小さくなる関数を用いて各車輪の制御効率推定値Ｗeiを算出する。この関数は、図６に示すように、前記車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_iが”０”〜ＴＬe_0のときに最大値「Ｗeo」となり、前記車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_0〜ＴＬe_1のときに車線逸脱防止制御積算値ＴＬe_iの増加と共に次第に小さくなり、車線逸脱防止制御積算時間ＴＬe_iがＴＬe_1以上のときに最小値「Ｗe_min」となる。
【００４０】
このように、各車輪の制駆動力制御の作動時間の積算値や制動力の積算値、運動エネルギーの減少量等の、容易に算出できる値に基づいて制御効率推定値Ｗeiを推定するため、当該制御効率推定値Ｗeiを容易に算出することができる。
次にステップＳ９に移行して、各車輪に車線逸脱防止制御を行うか否かの判断を行う。具体的には、まず前記ステップＳ８で算出した各車輪の制御効率推定値Ｗe_fr、Ｗe_fl、Ｗe_rr、Ｗe_rlのうちに、所定の設定値Ｗe_lmt以下となるものがあるときは、前車輪のフェードの進行を防ぐために制御効率低下判断フラグＦleをセットすると共に逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とし、そうでないときには前記制御効率低下判断フラグＦleをリセット状態とする。但し、前記制御効率低下判断フラグＦleがセット状態にあるときは、全ての制御効率推定値が所定の設定値Ｗe_lmtより大きくなってから所定時間経過した後に、当該制御効率低下判断フラグＦleをリセット状態とする。なお、制御効率低下判断フラグＦleをセットしたときに車線逸脱防止制御を行っているときには、その制御が終了した後に逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とするようにしてもよい。
【００４１】
次にステップＳ１０に移行して、目標ヨーモーメントを算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときにだけ目標ヨーモーメントＭs を設定するので、当該逸脱判断フラグＦLDがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ1 と、図７に示す走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ2 と、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと、横変位限界値Ｘc とを用いて、下記２式に従って目標ヨーモーメントＭs を算出する。
【００４２】
Ｍs ＝−Ｋ1×Ｋ2×（ＸＳ−Ｘc ）……… (2)
このように、本実施形態においては、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差から目標ヨーモーメントＭsを算出するため、推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差が大きくなるほど目標ヨーモーメントが大きくなり、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００４３】
なお、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメントＭs は“０”とする。
次にステップＳ１１に移行して、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００４４】
一方、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭs の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときには前左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときの後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記３式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記４式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは下記５式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫbF、ＫbRは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００４５】
ΔＰSF＝２×ＫbF×｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (3)
ΔＰSF＝２×ＫbF×（｜Ｍs ｜−Ｍs0）／Ｔ ……… (4)
ΔＰSR＝２×ＫbR×｜Ｍs0｜／Ｔ ……… (5)
従って、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記６式で与えられる。
【００４６】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋ΔＰSF
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋ΔＰSR ……… (6)
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記７式で与えられる。
【００４７】
ＰSFL＝Ｐm ＋ΔＰSF
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋ΔＰSR
ＰSRR＝ＰmR……… (7)
次にステップＳ１２に移行して、駆動輪の目標駆動力を算出する。本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記ステップＳ１で読み込んだアクセル開度Ａccに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａccに応じた値とは、当該アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和に応じた値とは、目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦLDがリセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００４８】
次にステップＳ１３に移行して、車内情報提示装置２３への情報提示出力を行う。ここでは、前記ステップＳ９で算出された制御効率低下判断フラグＦleがセット状態であるときには、車内情報提示装置２３によって「制動装置が連続作動しているので、車線逸脱防止制御を停止します。」といった内容を提示する。 このように、本実施形態にあっては、制駆動力制御量を補正するときに、音声又は表示によって乗員に情報を提示して、その旨を知らせるため、乗員の注意を喚起することができる。
【００４９】
次にステップＳ１４に移行して、前記ステップＳ１１で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１２で算出された駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、運転者に違和感を与えずに車線逸脱を防止することが可能となる。
【００５０】
また、この実施形態では、所定の設定時間内に車線逸脱防止制御が行われる時間が長くなると、制御効率推定値Ｗei_iが次第に小さくなり、その結果、設定値Ｗe_lmt以下となって目標ヨーモーメントＭs が“０”になるので、例えば図８ａに示すように操舵入力によるヨーモーメントと、初期の目標ヨーモーメントとが釣り合ってしまうような場合には、制動力制御が停止して運転者に操舵を行わせることによって、制動力制御によるフェード状態の発生を防ぐことができ、制御性能の悪化を防ぐことができる。ちなみに、図８ｂは、操舵入力によるヨーモーメントと目標ヨーモーメントとが釣り合っており、しかも目標ヨーモーメントＭsを小さくしないために、制動力制御によるフェードが進行して自車両の車線逸脱傾向が悪化する状態を示している。
【００５１】
なお、本実施形態では、各車輪のうちに制御効率推定値Ｗe_iが設定値Ｗe_lmtのものが一輪でもあるときには、全車輪の制駆動力制御を停止する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば制御効率推定値Ｗe_iが設定値Ｗe_lmtよりも小さい車輪があるときには、その車輪の制駆動力制御だけを停止すると共に、停止した車輪による制動力の減少分を当該車輪の車両前後方向に対称な車輪に発生させるようにしてもよい。
【００５２】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態では、前記第１実施形態の制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから、図９のものに変更されている。
この図９の演算処理は、前記第１実施形態の図２の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図９の演算処理では、前記図２の演算処理のステップＳ１１がステップＳ１１’に変更されている。
【００５３】
前記ステップＳ１１’では、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。まず、前記第１実施形態と同様に、前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００５４】
一方、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭs の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときには前左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0未満であるときの後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記８式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs0以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰSFは下記９式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰSRは下記１０式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫbF、ＫbRは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００５５】
ΔＰSF＝２×ＫbF×｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (8)
ΔＰSF＝２×ＫbF×（｜Ｍs ｜−Ｍs0）／Ｔ ……… (9)
ΔＰSR＝２×ＫbR×｜Ｍs0｜／Ｔ ……… (10)
また、ここでは前輪と後輪の制御効率推定値Ｗe_iを比較して、制御効率の小さい車輪の制動力が小さくなるように、その車輪と車両前後方向に対称な車輪の制動力が大きくなるように後左右輪に制動力を発生させる。従って、前右輪の制御効率推定値Ｗe_frが後右輪の制御効率推定値Ｗe_rrより小さく、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１１式で与えられる。
【００５６】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋Ｗe_fr× ΔＰSF
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋ΔＰSR＋（１−Ｗe_fr） ×ΔＰSF ……… (11)
これに対し、後右輪の制御効率推定値Ｗe_rrが前右輪の制御効率推定値Ｗe_fr以下であり、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１２式で与えられる。
【００５７】
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋ ΔＰSF＋（１−Ｗe_rr）×ΔＰSR
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR＋Ｗe_rr ×ΔＰSR ……… (12)
また、前左輪の制御効率推定値Ｗe_flが後左輪の制御効率推定値Ｗe_rlより小さく、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１３式で与えられる。
【００５８】
ＰSFL＝Ｐm ＋Ｗe_fl× ΔＰSF
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋ ΔＰSR＋（１−Ｗe_fl） ×ΔＰSF
ＰSRR＝ＰmR……… (13)
これに対し、後左輪の制御効率推定値Ｗe_rlが前左輪の制御効率推定値Ｗe_fl以下であり、且つ、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１４式で与えられる。
【００５９】
ＰSFL＝Ｐm ＋ ΔＰSF＋（１−Ｗe_rl） ×ΔＰSR
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR＋Ｗe_rl× ΔＰSR
ＰSRR＝ＰmR……… (14)
この演算処理によれば、前記第１実施形態と同様に、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、運転者に違和感を与えずに車線逸脱を防止することが可能となる。
【００６０】
また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が連続して行われて、制御効率推定値Ｗei_iが小さくなった車輪があると、その車輪の目標制動流体圧Ｐsiが小さくなるため、ブレーキパッドの温度が上がり過ぎてしまうことがなく、フェード状態の発生が効果的に防止され、制御効率の低下が効果的に抑制される。その際、目標制動流体圧Ｐsiが小さくなった車輪の車両前後方向に対称な車輪の目標制動流体圧Ｐsiに前記減少分が加算されて、走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントの減少分が補われるため、走行車線からの逸脱は確実に回避される。
【００６１】
なお、上記実施形態では、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ７が逸脱判断手段を構成し、図２及び図９の演算処理のステップＳ１１、Ｓ１１’及びＳ１２が制駆動力制御量算出手段を構成し、図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ８が制御効率推定手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ９及びステップＳ１０が制駆動力制御量補正手段を構成し、車内情報提示装置２３が情報提示手段を構成している。
【００６２】
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱防止装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図５】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図６】図２の演算処理に用いられる制御マップである
【図７】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図８】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図９】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ
２３ 車内情報提示装置
Claims (9)
- 自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されると自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記制駆動力制御手段の作動状態に基づいて各車輪の制御効率を推定する制御効率推定手段と、その制御効率が所定値以下の車輪による制駆動力が小さくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正する制駆動力制御量補正手段と、を備えたことを特徴とする車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力制御量補正手段は、制駆動力制御量が小さくなるように補正された車輪の車両前後方向に対称な車輪の制駆動力制御量が大きくなるように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力制御量補正手段で前記制駆動力制御量を補正するときに、音声又は表示によって乗員にその補正を行うことを知らせる情報を提示する情報提示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が作動した時間が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が発生した制動力の積算値が大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制御効率推定手段は、所定の設定時間内に前記制駆動力制御手段が減少させた運動エネルギーが大きくなるにつれて制御効率を小さめに推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記逸脱判断手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制駆動力制御量算出手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きめに算出し、その目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
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| JP2001310423A JP3826757B2 (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 車線逸脱防止装置 |
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