JP3925325B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逸脱防止用の操舵トルクを付与することにより車両が現在走行している走行路から逸脱するのを防止するようにした車線逸脱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中に走行路に対する車両の位置や姿勢の把握を行い、これに基づいて自動車の自動走行制御を行ったり、ドライバの運転を支援したりする技術（運転支援装置）が提案されている。
そのような運転を支援する技術として、運転操作のミスをドライバに知らせたり、そのようなミスを解消する方向に運転を補助したりするものがあり、こうした運転支援装置の一つに車線逸脱防止装置がある。
【０００３】
この車線逸脱防止装置としては、ドライバの加える操舵トルクとは別の逸脱防止用トルク（或いは戻しトルク）を加えることで、ドライバに警告をするとともに、車両の位置を修正することを可能にしているものがある。例えば、前方監視カメラにより自車両と走行路との相対位置変化を監視し、自車両が走行路から逸脱しそうになると、ドライバが容易に打ち勝つことができる程度の弱い前記逸脱防止用トルクを反逸脱方向に付与するというものである。
【０００４】
このような走行制御により、車両１が逸脱の可能性があると、図９中（Ａ）から図９中（Ｂ）への車両１の姿勢変化として示すように、反逸脱方向（図９中（Ａ）の矢印Ａ４に示す方向）に車両１の姿勢が修正される。
なお、このような制御に加えて、操舵ハンドルに振動を付与したり、警告音出力や警告表示を実施するものもある。以上のような技術としては、例えば特開平６−２７４７９８号公報や特開平１３−１７５９９９号公報に開示されている技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこのような技術では、車両方向が車線と平行になるまで、或いは車線からある程度離れるまで前記逸脱防止用トルクを付与するようになっている。
よって、図１０中（Ｂ）に示すように、路面カントが強い道路１００でこのような車線逸脱防止制御が実施された場合、逸脱防止用トルクの付与が実施されて車両１が車線に平行になった以降も、車両１がその路面カントにより負けてしまうため、ドライバは、強い制御が働いたと感じて違和感を感じてしまうことがある。すなわち、図１０中（Ａ）に示すように、道路１００に路面カントがなく或いは路面カントが弱い場合には問題はないのであるが、路面カントが強いと、車両１がドライバの意思に反して自然に流れる挙動（図１０中（Ｂ）の矢印Ａ５に示す方向への挙動）を示してしまい、その車両挙動が車線逸脱防止制御によるものであるとドライバが勘違いし、違和感を感じてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、車線逸脱を防止する目的として逸脱防止用トルクを付与する構成をとる場合でも、ドライバに違和感を与えてしまうことを防止できる車線逸脱防止装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するために、本発明では、走行路に対する車両の姿勢を検出する車両姿勢検出手段により車両が走行路を逸脱したこと又は逸脱しそうであることを検出した場合、当該車両の車両姿勢が反逸脱方向に変化し且つ、走行路に対して平行になるだけの逸脱防止用の操舵トルクを操舵トルク付与手段により操舵ハンドルに付与し、その後、この逸脱防止用の操舵トルクの付与により車両姿勢が走行路に対して平行になったときに、走行路に対して車両姿勢を平行に維持する前記操舵トルクの制御を開始し、当該制御を一定時間実施する。
また、本発明では、走行路に対する車両の姿勢を検出する車両姿勢検出手段により車両が走行路を逸脱したこと又は逸脱しそうであることを検出した場合、当該車両の車両姿勢が反逸脱方向に変化し且つ、走行路に対して平行になるように操舵装置により操舵輪を操舵し、その後、この操舵装置による操舵論の操舵により車両姿勢が走行路に対して平行になったときに、走行路に対して車両姿勢を平行に維持する前記操舵装置の制御を開始し、当該制御を一定時間実施する。
【０００８】
すなわち、本発明では、車線逸脱防止を目的として車両姿勢が走行路に対して平行になるように操舵トルクを付与し、又は操舵装置により操舵輪を操舵するが、走行路に対して車両姿勢が平行になった時点で、操舵トルク又は操舵装置の制御により、その状態を一定時間維持するようにしている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、走行逸脱防止の制御の終了のタイミングで、車両姿勢が走行路に対して維持される制御がなされるので、すなわち走行逸脱防止の制御からドライバの転舵操作による走行といった通常の走行に移行する間に１ステップとなる制御（車両姿勢が走行路に対して維持される制御）が実施されるので、この制御によりドライバは、車線逸脱防止の制御が終了したことを知ることができる。よって、車線逸脱防止の制御の終了後に、道路のカント等により車線逸脱防止の制御と同様な挙動を車両が呈する場合でも、ドライバはその車両挙動が車線逸脱防止の制御によるものでないことを知ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される車両１の構成を示しており、この図１において、１０は各構成部を制御するためのコントロールユニットであり、２は操舵ハンドルであり、３は方向指示器であり、４は操舵ハンドル２の操舵状態を検出するための操舵検出センサであり、５はコントロールユニット１０により制御されて操舵ハンドル２に操舵トルクを加えるためのステアリングアクチュエータであり、６は車両の走行レーンを認識するようにカメラ等によって構成されているレーン認識センサであり、７は転舵装置であり、８は自車速を測定するための車速センサである。ここで、転舵装置７は、操舵ハンドル２による操作力を油圧により補助する油圧パワーステアリング装置である。
【００１１】
次に、コントロールユニット１０の処理を説明しつつ、各部の動作について説明する。図２は、コントロールユニット１０の構成を示し、図３は、その構成により実現するコントロールユニット１０の処理手順を示す。
コントロールユニット１０は、各構成部を制御可能に構成されているものであるが、本発明を実現する構成として図２に示すように、車両姿勢特定部１１、操舵トルク付与部１２及び車両姿勢制御部１３を備えている。このような構成により、前記レーン認識センサ６と協働して走行路に対する車両の姿勢を検出する車両姿勢検出手段をなす車両姿勢特定部１１により車両が走行路を逸脱したこと又は逸脱しそうであることを検出した場合、当該車両の車両姿勢が反逸脱方向に変化し且つ、走行路に対して平行になるだけの逸脱防止用の操舵トルク（以下、逸脱防止用トルクという。）を操舵トルク付与部１２により操舵ハンドル２に付与し、その後、この逸脱防止用トルクの付与により車両姿勢が走行路に対して平行になったときに、走行路に対して車両姿勢を平行に維持する制御を車両姿勢制御部１３により一定時間実施している。
【００１２】
すなわち、図３に示す処理手順でいうと、コントロールユニット１０は、ステップＳ１において、車線逸脱判断を行う。車線逸脱判断では、前記レーン認識センサ６からの画像情報に基づいて行う。
すなわち、レーン認識センサ６により走行レーンの画像がコントロールユニット１０に入力される。コントロールユニット１０は、入力された走行レーン画像に基づいて自車両が走行レーンから逸脱しているか否かを判断する。例えば、走行レーン画像から先ず基準になる情報（例えば白線の位置情報）を得て、その基準情報に基づいてその後の走行において自車両が走行レーンから逸脱しているか否かを判断する。具体的には、基準情報が白線の位置情報である場合、この基準となる白線の位置情報をメモリしておいて、その後入力されてくる走行レーン画像中の白線の位置とを比較して、白線位置がずれている場合に自車両が走行レーンから逸脱していると判断する。なお、自車両が走行レーンから逸脱しているか否かの判断はこのような手法によることに限定されないことはいうまでもない。
【００１３】
コントロールユニット１０は、このような車線逸脱判断を行い、自車両が走行レーンを逸脱している或い逸脱しそうな場合、ステップＳ２に進み、自車両が走行レーンを逸脱していない場合、当該処理を終了する。
ステップＳ２では、コントロールユニット１０は、車線逸脱防止制御を行う。車線逸脱防止制御では、前記逸脱防止用トルクが付与されるようにスロットルアクチュエータ４を制御する。ここで、スロットルアクチュエータ４は、ドライバが操舵ハンドル２の操作に応じた操舵トルクを付与するように構成されており、コントロールユニット１０は、その操舵トルクとは別に前記逸脱防止用トルクを付与している。
【００１４】
逸脱防止用トルクはドライバによる操舵ハンドルの操舵に抗するように付与されるものであって、このような逸脱防止用トルクを操舵トルクとは別に作用させることで、結果的に、走行レーンからの車両の逸脱が防止されるようになる。なお、逸脱防止用トルクの大きさは、ドライバが容易に打ち勝てる程度の大きさにする。
【００１５】
そして、コントロールユニット１０は、このような逸脱防止用トルクを付与しつつ、続くステップＳ３において、車線逸脱防止制御終了判断を行う。車線逸脱防止制御終了判断では、コントロールユニット１０は、自車両の姿勢が修正されたか否かを判断する。例えば、コントロールユニット１０は、レーン認識センサ６からの走行レーン画像に基づいて自車両が車線に沿う姿勢になっているか否かを判断して、自車両が車線に沿う姿勢になっている場合、自車両の姿勢が修正されたと判断する。
【００１６】
コントロールユニット１０は、このような車線逸脱防止制御終了判断を行い、自車両の姿勢が修正された場合、ステップＳ４に進み、自車両の姿勢が修正されていない場合、前記ステップＳ２からの処理の再び行う。これにより、コントロールユニット１０は、自車両の姿勢が修正されたと判断するまで逸脱防止用トルクを付与し、その一方で、自車両の姿勢が修正されたと判断したとき逸脱防止用トルクの付与を停止するとともにステップＳ４の処理を開始する。
【００１７】
ステップＳ４では、コントロールユニット１０は、車線逸脱防止制御終了時の横変位取得する。例えば、図４に示すように、車線１０１に対して車両１の基準位置（例えば、幅方向中心位置）との間が所定の変位量（或いは間隔）Ｌである横方向の位置を検出する。この車線逸脱防止制御終了時の横変位取得についても、コントロールユニット１０は、レーン認識センサ６からの情報に基づいて行う。
【００１８】
そして、コントロールユニット１０は、続くステップＳ５において、横変位維持制御を行う。横変位維持制御では、コントロールユニット１０は、前記ステップＳ４で検出した変位量Ｌを維持するように、すなわち車線逸脱防止制御終了時の道路幅方向における所定位置を維持するような走行制御を行う。
図５は、その横変位維持制御をフィードバック制御により実現するための回路構成例を示す。
【００１９】
このように、車両挙動によって生じた横位置情報Ｙを、積分器（１／ｓ）２１及びゲインＫ_２を介し、車両（アクチュエータ）１０へフィードバックすることによって、車両１の横位置のフィードバックループを構成している。ここで、積分器２１は、外乱による影響を減ずるために用いるが、存在しなくても制御可能である。また、横位置情報をもとにしたフィードバック制御は、前述の構成のみでも可能であるが、より外乱による影響を少なくして、制御性能を向上させるため、図５に示すように構成したオブザーバ（監視回路）２２にて、車両挙動、各種外乱要素を推定し、その結果をゲインＫ_１を介して車両１へフィードバックするようにしてもよい。
【００２０】
このような横変位維持制御を行うとともに、ステップＳ６において、コントロールユニット１０は、維持制御終了判断を行う。維持制御終了判断では、コントロールユニット１０は、前述の横変位維持制御の実行状態で所定時間経過したか否かを判断する。コントロールユニット１０は、このような維持制御終了判断により、横変位維持制御の実行状態で所定時間経過している場合、当該処理を終了し、横変位維持制御の実行状態で所定時間経過していない場合、前記ステップＳ５からの処理を再び開始する。
【００２１】
また、コントロールユニット１０は、この図３に示した処理に加えてドライバによる操舵操作も同時に監視する処理を実施している。すなわち例えば、コントロールユニット１０は、前記図３に示した処理に平行して、或いは割り込み処理により、操舵操作状態を監視している。
これにより、コントロールユニット１０は、操舵操作されたことを検出した場合、前述の図３に示す処理を中断或いは中止して、その検出した操舵操作に応じた制御を実行している。ここで、操舵操作を検出した場合とは、前記方向指示器３が操作されてウインカ操作がオンになった場合、トルクセンサの出力値が出力された場合、ハンドル舵角が所定の閾値を超えた場合或いはハンドル舵角速度が所定の閾値を越えた場合である。例えば、ハンドル舵角やハンドル舵角速度は、前記操作検出センサ４の検出に基づいて得ることができる。また、操舵操作の検出についてはこれらの情報に基づいてなされることに限定されないことはいうまでもない。
【００２２】
なお、図３に示す処理において、ステップＳ１の処理は前記車両姿勢特定部１１による処理に対応し、ステップＳ２及びステップＳ３の処理は前記操舵トルク付与部１２による処理に対応し、ステップＳ４乃至ステップＳ６の処理は前記車両姿勢制御部１３による処理に対応する。
以上が、前記コントロールユニット１０の処理内容であり、このような処理内容により車両は次のような一連の動作を示すようになる。
【００２３】
図６中（Ａ）に示すように、走行レーンからの逸脱の可能性があると、ステアリングアクチュエータ５を用いて操舵ハンドル２へ逸脱防止用トルクが付与され、この結果、車両１が車線１０１に沿うように姿勢が反逸脱方向に修正される（図中の矢印Ａ１に示す方向への挙動になる）。そして、逸脱防止用トルクが付与され続けられることで、図６中（Ｂ）に示すように、車両１の姿勢が車線１０１に平行とされるようになる。
【００２４】
それから、横変位（横位置）を取得して、その横変位を維持するように制御されるので、車線１０１に沿うようにして車両１が走行するようになる（図中の矢印Ａ２に示す方向への挙動を示す）。そして、所定時間経過後、この横変位を維持する制御も終了されて、その後は、通常の走行、例えばドライバによる操舵ハンドル２に応じた走行になる。
【００２５】
なお、ドライバによる操舵操作がなされた場合には、このような走行制御が中断或いは中止されて、車両１がその操舵操作に応じて走行するようになる。
このように、車両は、車線逸脱防止制御から横変位維持制御を経て最終的にドライバによる操舵ハンドル２に応じた走行に移行するようになる。すなわち、車両は、車線逸脱防止制御の終了から通常の走行制御が開始されるまでの間に、横変位維持制御といったステップを組み込んだ走行制御により走行するようになる。
【００２６】
そして、このような走行制御により、強い路面カントがある道路で姿勢修正のために逸脱防止用トルクを付与した場合でも、図７に示すように、車両１は、そのように強いカントがある道路１００を車線に平行とされた走行位置で所定時間維持して走行するようになる。これにより、車両は、路面カントが強い道路１００を走行する場合には、その路面カントにより結果的に流れるようになるかもしれないが、そのような結果に至るまでに少なくとも所定時間だけは車線に平行な走行を呈するようになる（図中の矢印Ａ３に示す方向への挙動を示すようになる）。
【００２７】
よって、ドライバは、走行レーンからの逸脱が防止されたことがわかり、また、路面カントで車両が流れることがあっても、その前に横変位維持制御の実施による１ステップの間があるので、その車両の動きが車線逸脱制御によるものか否かを理解することができるようになる。
なお、この効果は路面カントがある場合のみに限定されるものではなく、すなわち、車線逸脱防止制御の終了後に、車線逸脱防止制御と同様な挙動を車両が呈する場合であれば、前述の横変位維持制御を実施することで同様な効果を得ることができる。
【００２８】
また、横変位維持制御自体は通常の車両のもつ走行制御であることから、すなわち、カメラ等のレーン認識センサ６に基づいてコントロールユニット１０の車両姿勢特定部１１が車両姿勢を検出するといった構成（車両姿勢検出手段の構成）が通常の車載の構成で実現できることから、新たな装置を追加することなく、そのように、ドライバが車両の動きが車線逸脱制御によるものか否かを理解することができるようにすることができる。
【００２９】
さらに、ドライバによる操舵操作がなされた場合には、その操舵操作を優先して実行できるので、違和感のない操舵操作を実現しつつも、そのように、ドライバが車両の動きが車線逸脱制御によるものか否かを理解することができるようにすることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
【００３０】
すなわち、前述の実施の形態では、逸脱防止制御による逸脱防止用トルクの付与後において、一時車両を車線に沿うような制御を車両の横位置に基づいて行っているが、これに限定されるものではない。例えば、車両を車線に沿うような制御を、ハンドル舵角や車両ヨーレイトに基づいて行ってもよい。
また、前述の実施の形態では、転舵装置７が操舵ハンドル２による操作力を油圧により補助する油圧パワーステアリング装置である場合について説明した。しかし、図８に示すように、転舵装置７を、操作力の補助を電動モータで行う電動ステアリング装置によって構成してもよい。この場合、それに応じた構成とし、すなわち例えば、操舵ハンドル２の操作からハンドル操舵角やトルク等を検出するように構成されているセンサ部９を備えるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】コントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】コントロールユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】横変位維持制御の説明に使用した図である。
【図５】横変位維持制御を実現する回路構成を示すブロック図である。
【図６】前記コントロールユニットの処理により実現される車両の動作の説明に使用した図である。
【図７】本発明の効果の説明に使用した図である。
【図８】他の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】従来の車線逸脱防止装置により実現される車両の動作の説明に使用した図である。
【図１０】前記従来の車線逸脱防止装置による問題点の説明に使用した図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ 操舵ハンドル
３ 方向指示器
４ 操舵検出センサ
５ ステアリングアクチュエータ
６ レーン認識センサ
７ 転舵装置
８ 車速センサ
１０ コントロールユニット
１１ 車両姿勢特定部
１２ 操舵トルク付与部
１３ 車両姿勢制御部

Claims (3)

1. 走行路に対する車両の姿勢を検出する車両姿勢検出手段と、
   前記車両姿勢検出手段により車両が走行路を逸脱したこと又は逸脱しそうであることを検出した場合、当該車両の車両姿勢が反逸脱方向に変化し且つ、走行路に対して平行になるだけの逸脱防止用の操舵トルクを操舵ハンドルに付与する操舵トルク付与手段と、
   前記操舵トルク付与手段による前記逸脱防止用の操舵トルクの付与により前記車両姿勢が走行路に対して平行になったときに、走行路に対して平行となる車両姿勢を維持する前記操舵トルクの制御を開始し、当該制御を一定時間実施する車両姿勢制御手段と、
   を備えていることを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 走行路に対する車両の姿勢を検出する車両姿勢検出手段と、
   前記車両姿勢検出手段により車両が走行路を逸脱したこと又は逸脱しそうであることを検出した場合、当該車両の車両姿勢が反逸脱方向に変化し且つ、走行路に対して平行になるように操舵輪を操舵する操舵装置と、
   前記操舵装置による操舵輪の操舵により、前記車両姿勢が走行路に対して平行になったときに、走行路に対して平行に走行となる車両姿勢を維持する前記操舵装置の制御を開始し、当該制御を一定時間実施する車両姿勢制御手段と、
   を備えていることを特徴とする車線逸脱防止装置。
3. 運転者の操舵操作を検出した場合、当該操舵操作を優先的に実施する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。

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