JP4259537B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、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場合に逸脱を防止する車線逸脱防止装置の技術分野に属する。

従来、従来、車線逸脱防止装置としては、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からの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技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−９６４９７号公報

しかしながら、従来の車線逸脱防止装置にあっては、自車両が走行車線から逸脱しそうになるのが判断されると、操舵アクチュエータを用いる操舵制御により車線逸脱を防止するものであるため、下記に列挙する問題がある。
(1) 車線追従制御中に高応答での車線逸脱防止を達成するには、短時間で舵角変化を発生させる必要があるので、操舵アクチュエータとして、高能力の操舵アクチュエータを使う必要があり、運転者の操舵負担を増加させるし、また、装置の大型化やコスト増を来すという問題がある。
(2) スピードオーバーを原因とする車線逸脱というアンダーステア傾向の状況下にあっても、車速はそのままで操舵制御を行うため、逸脱防止制御を充分に奏し得ない場合がある。
(3) 車線逸脱判断時に急激に大きな操舵角による操舵制御がなされた場合、操舵輪の舵角変化がそのままハンドルに伝達され、特に運転者が逸脱に気付いていない場合にあっては、ハンドルを握っている運転者に違和感を与える場合がある。

そこで、本出願人は、車線逸脱時において、左右輪に制動力差を発生させる技術を用いれば、能力をアップさせた新たな操舵アクチュエータを必要とせずに高応答で車線逸脱防止を達成できるばかりでなく、運転者への認知性（左右で差のある制動力が発生することにより運転者への操舵反力が変化する）、オーバースピードによる車線逸脱を改善できる（制動力が発生することにより車速が低下する）との思想に到達した。

すなわち、本発明の目的は、高応答での車線逸脱防止を達成しながら、車線逸脱という状況下において、走行安定性を向上できると共に運転者への認知性も向上でき、かつ、制動力の増加により車両を減速方向にして、車線逸脱という状況下での走行安定性を確保することができる車線逸脱防止装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、自車両が走行車線から逸脱しそうになったら逸脱を防止するためのヨーモーメントを自車両に付与する車線逸脱防止装置において、自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断する逸脱判断手段と、自車両の旋回状態が急旋回か否かを判断する旋回状態判断手段と、前記逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、走行車線に対する車両ヨー角、横変位、前方走行車線曲率のうち１つ以上の検出値より、走行車線に対するヨー角が大きいほど、走行車線に対する横変位が大きいほど、横変位変化量が大きいほど、前方走行車線曲率が大きいほど大きな値であって、かつ、逸脱を回避する方向の目標ヨーモーメントを算出し、この目標ヨーモーメントに応じて左右輪の制動力差によりヨーモーメントを発生させるとともに、前記旋回状態判断手段により急旋回と判断された場合には、前記制動力差に加えて左右両輪に制動力を与え、自車両に減速度を発生させる制動力制御手段と、を備えていることを特徴とする。

よって、本発明の車線逸脱防止装置にあっては、逸脱判断手段において、自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、制動力制御手段において、逸脱を回避する方向のヨーモーメントが左右輪の制動力差により発生させられる。
これにより、車線からの逸脱を、左右輪の制動力差により高応答で防止できるのは当然のことながら、制動力制御手段による逸脱防止制御では、減速度を伴うのでより車両を安定した方向に制御することができるというメリットがある。
つまり、自車両が走行車線から逸脱しようとしている場合は、運転者が逸脱しようとしている状況に気付いていないか、気付いてはいるが、まだ十分に回避行動に移っていない場合であるので、減速度を伴うことで、運転者に安心感を与えることができる。
また、スピードオーバーを原因として旋回中に車線逸脱するような場合は、車速を減速させることで車線の逸脱をさらに効果的に防止する効果もある。
また、逸脱防止のために操舵アクチュエータを必要としないので、コスト的に非常に有利となるし、各輪の制動力を制御するアクチュエータとしては、車両挙動を制御するアクチュエータを流用できるなどによりコストを下げることも可能である。
さらに、操舵アクチュエータによる逸脱防止システムの場合、運転者にハンドルを介して直接操舵反力が伝達されるため、運転者の操舵方向と制御の操舵方向が異なる場合は干渉が問題になり、両操舵方向が同じ場合は、運転者に違和感を与える。これに対し、制動力制御による逸脱防止制御においては、運転者の操舵動作を妨げるような操舵反力が発生せず、逸脱防止制御で左右輪に制動力差が与えられると、運転者が逸脱回避方向に操舵する場合は、通常より小さな力（サスペンション形式やステアリング形式などにより大きさは異なる）で操舵できるというように、運転者に回避のための操舵方向を認知させることができるというメリットも持ち合わせている。
加えて、制動力制御手段では、ヨーモーメントを発生させる左右輪の制動力差に加えて左右両輪に制動力を与え、自車両に減速度を発生させるため、制動力の増加により車両を減速方向にして、車線逸脱という状況下での走行安定性を確保することができる。よって、高応答での車線逸脱防止を達成しながら、車線逸脱という状況下において、走行安定性を向上させることができると共に運転者への認知性も向上させることができ、かつ、制動力の増加により車両を減速方向にして、車線逸脱という状況下での走行安定性を確保することができる。

以下、本発明の車線逸脱防止装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車線逸脱防止装置を示す全体システム図である。本実施例１では、後輪駆動車（自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルの装着車）であり、制動装置は前後輪とも左右の制動力（制動液圧）を独立に制御できる制動装置を想定している。

図中１はブレーキペダル、２はブースター、３はマスタシリンダ、４はリザーバである。１０、２０は左右前輪、３０、４０は左右後輪をそれぞれ示す。各車輪は、各々、ブレーキディスク１１、２１、３１、４１と、液圧の供給によりブレーキディスクを摩擦扶持して各輪毎にブレーキ力（制動力）を与えるホイールシリンダ１２、２２、３２、４２とを備え、これらブレーキユニットの各ホイールシリンダ１２、２２、３２、４２に圧力制御ユニット５から液圧を供給される時、各車輪は個々に制動される。

前記圧力制御ユニット５は、前後左右の各液圧供給系（各チャンネル）個々にアクチュエータを含んで構成される。アクチュエータとしては、各ホイルシリンダ液圧を任意の制動液圧に制御可能なように比例ソレノイド弁を使用している。また、制駆動力制御コントローラ５０からの入力信号によりマスタシリンダ３からの油圧を調節し、各輪のホイルシリンダ１２、２２、３２、４２へ供給する制動液圧を制御する。

前記制駆動制御コントローラ５０には、車両の前後、横加速度Ｘｇ、Ｙｇを検出する加速度センサ５３からの信号、車両に発生するヨーレイトφを検出するヨーレイトセンサ５４また各車輪に設置され車輪速Ｖｗｉを検出する車輪速センサ１３、２３、３３、４３からの信号などを夫々入力される。また、ブレーキペダルの操作量を検出するためマスタシリンダ液圧Ｐｍを検出するマスタシリンダ液圧センサ５５からの信号や、アクセルペダルの操作量を検出するためアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ５６や、方向指示スイッチ５７からの信号も入力される。さらに、駆動トルク制御コントローラ６０からは車輪軸上での駆動トルクＴｗも入力される。また、駆動輪の駆動力トルクを制御する駆動トルク制御コントローラ６０を介して、駆動トルクを制御する。

前記駆動トルク制御コントローラ６０は、エンジン６の燃料噴射量を制御するエンジン制御と、スロットル制御装置７によりスロットル開度を制御するスロットル制御と、自動変速機８を制御する変速制御を行うことにより、駆動輪の駆動力トルクを制御する駆動トルク制御コントローラ６０を介して、駆動トルクを制御する。

また、車両の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、単眼カメラ５１とカメラコントローラ７０を搭載しており、カメラ画像から判断した自車レーン内の自車両の位置に関する信号として自車両のヨー角Φ、車線中心からの横変位Ｘ、および走行車線の曲率βを制駆動力制御コントローラ５０に出力する。

さらに、本実施例１では、ハンドル９に操舵角センサ５２が設置され、これで検出される操舵角θの信号も制駆動力制御コントローラ５０に出力される。また、運転者が走行車線を移動しようとしているかの判断に使用する方向指示スイッチ５７からの信号も制駆動力制御コントローラ５０に入力される。

次に、作用を説明する。
［制駆動力制御処理］
図２は、制駆動力制御コントローラ５０により実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。この処理は図示せざるオペレーテイングシステムで一定の時間毎の定時割り込み遂行される。

まず、ステップＳ１００では、前記各センサ１３，２３，３３，４３，５２，５３，５４，５５，５６，５７及びコントローラ６０，７０からの各種データが読み込まれる。各センサからは、前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、ヨーレイトφ、各車輪速Ｖｗｉ（ｉ＝１〜４）、アクセル開度Ａｃｃ、マスタシリンダ液圧Ｐｍ、操舵角δ、また、方向指示スイッチ５７の信号、さらに、駆動トルク制御コントローラ６０からは駆動トルクＴｗ、カメラコントローラ７０からは自車両の走行車線に対する車両のヨー角Φ、走行車線までの横変位Ｘ、および走行車線の曲率βを夫々読み込む。なお、カメラコントローラ７０では、カメラ５１からの信号に基づく前方映像を画像処理し、白線あるいはセンターライン等の前方車線の境界線が抽出識別され、ヨー角Φや横変位Ｘや曲率βが求められる。

続くステップＳ１０１では、車速Ｖが算出される。本実施例１では、通常走行時は各輪の車輪速より次式に従って前輪車輪速の平均で車速Ｖを算出する。
Ｖ＝（Ｖｗ１＋Ｖｗ２）／２
また、ＡＢＳ制御などが作動している場合は、ＡＢＳ制御内で推定された推定車体速を用いるようにする。

続くステップＳ１０２では、旋回状態判断が行われる。本実施例１では、ヨーレイトφおよび横加速度Ｙｇを用いて旋回状態を判断する。（いずれも左旋回を正とする。）横加速度Ｙｇが設定値以上になった場合は急旋回と判断する。また、ヨーレイトφは図３に示す操舵角δと車速Ｖより定まる目標ヨーレイトφｒｅｆとの比較により車両のアンダーステア及びオーバーステアも判断する。

続くステップＳ１０３では、車線逸脱判断が行われる。本実施例１では、逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔｏｕｔを算出し、逸脱判断しきい値Ｔｓとの比較により、車線逸脱を判断する。まず、横変位Ｘの変化量ｄＸを算出し、車線までの距離Ｌ／２−Ｘとから車線を逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔｏｕｔを次式に従い算出する。（図４参照）
Ｔｏｕｔ＝（Ｌ／２−Ｘ）／ｄＸ …(1)
ただし、Ｔｏｕｔ≦Ｔｍａｘ（最大値リミット：０割対策）とする。

ここで、Ｌは車線幅であり、カメラの画像を処理することで算出する。また、ナビゲーションの情報により、車両の位置を地図データから車線幅の情報として取り込んでもよい。また、今後、道路のインフラストラクチャーが整備された場合に、インフラストラクチャー側からのいわゆる路車間通信により、車線幅の与えられた場合には、その情報も用いることにする。また、逸脱方向の車線までの距離Ｌ／２−Ｘがインフラストラクチャー（例えば道路に埋め込まれたマーカー）からの情報により分かる場合は、当然、その情報を用いることにする。

次に逸脱判断しきい値ＴｓとＴｏｕｔを比較し、Ｔｏｕｔ<Ｔｓとなった場合に逸脱判断と判断し、逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＮする。逆にＴｏｕｔ≧Ｔｓの場合は、Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦする。ここで、Ｔｓは一定値とする必要はなく、ステップＳ１０２で判断した旋回状態を判断に応じて、急旋回の場合には、早めに制御が作動するようにＴｓを小さく変更する等としてもよい。切り替えスイッチを設定し、数段階に切り替え可能にしており、運転者に選択させるようにしてもよい。また、同時に横変位Ｘより逸脱方向Ｄｏｕｔも判断する。（Ｄｏｕｔ＝ｒｉｇｈｔ ｏｒ ｌｅｆｔ）
本実施例１では、横変位Ｘとその変化量ｄＸから逸脱を判断しているが、自車両のヨー角Φや走行車線の曲率β、車両のヨーレイト、操舵角等より、前方の車線を逸脱する時間Ｔｏｕｔを予測するものとしてもよい。

続くステップＳ１０４では、運転者が車線を変更しているか否かという運転者意図判断が行われる。本実施例１では、方向指示スイッチ５７および操舵角により運転者の意図を判断する。まず、方向指示スイッチ５７が操作されており、その信号により示された方向とステップＳ１０４で判断された、逸脱方向Ｄｏｕｔが同じである場合は、意識的な車線変更であると判断し、逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＦＦに変更する。一方、逸脱方向Ｄｏｕｔと違う方向の場合は、逸脱である可能性があるので、逸脱判断フラグは変更されない。また、方向指示スイッチ５７が操作されていない場合でも、運転者が逸脱方向に操舵している場合は、操舵角δ及び変化量△δが設定値以上であれば、運転者が車線を変更する意図があると判断し、逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＦＦに変更する。これは、車両の進行方向は、基本的には運転者が決めるべきものであり、逸脱防止のシステムはあくまで補助的に車両の逸脱を防止するためのものであるとの考えによる。ここでは、運転者の意図を操舵角および操舵角変化量で判断しているが、操舵トルクにより検出するようにしてもよい。

続くステップＳ１０５では、逸脱の警報を行うか否かの判断が行われる。本実施例１では、ステップＳ１０２で算出された逸脱予測時間Ｔｓと警報判断しきい値Ｔｗとの比較で判断する。警報判断しきい値Ｔｗは、逸脱判断しきい値Ｔｓと連動し、次式で算出される。
Ｔｗ＝Ｔｓ−Ｔｍ …(2)
ここで、Ｔｍは警報が作動してから逸脱防止制御が作動するまでの設定時間（定数）である。Ｔｏｕｔ<Ｔｗで警報が作動する。また、一旦作動した警報は、Ｔｏｕｔ≧Ｔｗ＋Ｔｈとなるまで作動し続ける。ここでＴｈは警報のハンチングを避けるためのヒステリシスである。

続くステップＳ１０６では、車両に発生させる目標ヨーモーメントＭｓが算出される。本実施例１では、横変位Ｘとその変化量ｄＸより次式に従って目標ヨーモーメントＭｓを算出する。
Ｍｓ＝Ｋ１・Ｘ＋Ｋ２・ｄＸ …(3)
ここで、Ｋ１，Ｋ２は車速Ｖに応じて変動するゲインである（図５参照）。また、自車両の走行車線に対するヨー角Φと横変位Ｘおよび前方走行車線曲率βより、次式に従って目標ヨーモーメントＭｓを算出してもよい。
Ｍｓ＝Ｋａ・Φ＋Ｋｂ・Ｘ＋Ｋｃ・β …(3)'
ここで、Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃは車速Ｖに応じて変動するゲインである（図５及び図６参照）。

続くステップＳ１０７では、逸脱判断フラグ、ステップＳ１０６で算出された目標ヨーモーメントＭｓ、およびマスターシリンダ液圧Ｐｍ、ステップＳ１０２で判断された旋回状態に応じて各輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（添え字は各輪を示す。）が算出される。逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＦＦの場合は、各輪の目標制動液圧はマスターシリンダ液圧となる。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ …(4)
Ｐｓｒｌ＝Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ …(5)
ここで、ＰｍｒはＰｍから算出される前後配分を考慮した後輪用マスターシリンダ液圧である。

一方、逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＮの場合は、目標ヨーモーメントの大きさに応じて、目標ヨーモーメントが設定値より小さい場合は後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値より大きい場合は前後左右輪で制動力差を発生させるようにする。まず、目標制動液圧差△Ｐｓｆ、△Ｐｓｒを目標ヨーモーメントＭｓから次式で算出する。（Ｍｓの大きさに応じて以下のように前後輪に配分する。）
1) Ｍｓ<Ｍｓ１（設定値）の場合
△Ｐｓｆ＝０ …(6)
△Ｐｓｒ＝２・Ｋｂｒ・Ｍｓ／Ｔ …(7)
2) Ｍｓ≧Ｍｓ１（設定値）の場合
△Ｐｓｆ＝２・Ｋｂｆ・（Ｍｓ−Ｍｓ１）／Ｔ …(8)
△Ｐｓｒ＝２・Ｋｂｒ‐Ｍｓ１／Ｔ …(9)
ここで、Ｔはトレッドを示す。（簡単のため、前後のトレッドは同じとする。）また、Ｋｂｆ、Ｋｂｒは、制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。前輪のみで制御することにして、
△Ｐｓｆ＝２・Ｋｂｆ・Ｍｓ／Ｔ …(10)
としてもよい。

次に旋回状態判断および逸脱方向より、車両を減速させる目的に左右両輪に制動力を発生させるか判断し、運転者による制動操作であるマスタシリンダ液圧Ｐｍも考慮して、各輪の目標制動液圧Ｐｓｉを算出する。例として左旋回時の場合を記す。
1) 旋回内側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜≧｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ＋△Ｐｓｆ …(11)
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ＋△Ｐｓｒ
2) 急旋回（Ｙｇ<Ｙｇ１）でなく、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜<｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ＋△Ｐｓｆ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ …(12)
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ＋△Ｐｓｒ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ
3) 急旋回（Ｙｇ≧Ｙｇ１）であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜<｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ＋△Ｐｙａｗ＋△Ｐｓｆ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ＋△Ｐｙａｗ …(13)
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ＋△Ｐｓｆ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ
ここで、
△Ｐｙａｗ＝Ｋｙ・｜φｒｅｆ−φ｜ …(14)
であり、車両のアンダーステアの量に応じて減速度を発生させる。ここでＫｙは制御ゲインであり、車速Ｖによらず一定である。

続くステップＳ１０８では、駆動輪の駆動力が算出される。本実施例１では、ステップＳ１０７で示されている急旋回であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合には、アクセル操作がなされていてもスロットルを閉じて加速できなくするものとする（目標スロットル開度ＴＶＯＳは０）。その他の場合は、運転者のアクセル操作に従ってスロットルを制御する。つまり、非作動中はアクセル開度Ａｃｃに応じて目標スロットル開度ＴＶＯＳを設定する。
1) 急旋回（Ｙｇ≧Ｙｇｌ）であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜<｜φｒｅｆ｜）
ＴＶＯＳ＝０ …(15)
2) その他の場合
ＴＶＯＳ＝Ａｃｃ …(16)
続くステップＳ１０９では、上記目標制動液圧Ｐｓｉおよび目標駆動トルクＴｅｓに応じて、圧力制御ユニット５および駆動トルク制御コントローラ６０に駆動信号を出力する。

［車線逸脱防止作用］
したがって、ステップＳ１０３の車線逸脱判断とステップＳ１０４の運転者が車線変更時ではないとの意図判断により、自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断し、逸脱の可能性を判断した場合には、ステップＳ１０６→ステップＳ１０７→ステップＳ１０８→ステップＳ１０９へと進み、逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生するように各輪の制駆動力が制御され、図７〜図９に示すように、直進走行時や旋回走行時に関わらず、自車両の走行車線からの逸脱を防止でき、かつ、急な旋回時であっても車両を減速させることで効率よく車線からの逸脱を防止できる。

すなわち、直進走行時で、逸脱判断フラグＦｏｕｔ＝ＯＮの場合は、図７に示すように、目標ヨーモーメントＭｓの大きさに応じて、目標ヨーモーメントＭｓが設定値Ｍｓ１より小さい場合は、上記(6),(7)式に示すように、後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値Ｍｓ１より大きい場合は、上記(8),(9)式に示すように、前後左右輪で制動力差を発生させるようにする。

また、旋回内側に逸脱しようとしている場合は、図８に示すように、少なくとも旋回前外輪に制駆動力が発生され（式(11)参照）、これによって、旋回時に逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させることができる。

また、急旋回であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合は、図９に示すように、左右両輪に制動力が発生され、かつ、旋回内輪の制動力の比率が高められ（式(13),(14)参照）、これによって、旋回時に逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させることができる。

参考例１

参考例１を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。図１０は参考例１の車線逸脱防止装置を示す全体システム図である。本参考例１では、図１に示す実施例１の構成に対し、さらに、ハンドル９には、操舵角センサ５２を内蔵した操舵アクチュエータ５８が設置され、操舵コントローラ８０からの操舵トルク指令信号Ｔｒｅｆに応じて自動操舵制御も行うことができる。また、操舵アクチュエータ５８からの操舵角θの信号は操舵コントローラ８０を通して制駆動力制御コントローラ５０に出力される。他の構成は、図１に示す実施例１と同様であるので説明を省略する。

本参考例１では、車線逸脱を防止する機能は、実施例１と同様であるが、操舵アクチュエータ５８を備えることで、操舵による車線内の目標位置（例えば車線中央）への車両の維持が操舵アクチュエータ５８により行うことができる（レーンキープ制御またはレーンガイド制御に相当）。

さらに、急旋回などで車線の維持が困難となり、かつ、逸脱判断がなされている場合（ステップＳ１０３）には、操舵アクチュエータ５８による車線維持制御が継続された場合は、制御操舵量の増加や制駆動力制御との干渉が問題になるので、操舵制御は制駆動力制御による逸脱制御により車線からの逸脱を回避し、逸脱判断が解除されるまでは、切り増し側への制御を制限する。本参考例１では、逸脱判断後は、逸脱判断時の制御舵角δｇより大きな制御量が算出されても、制御舵角δｇを最大リミットとする。逆に切り戻しは可能とする。

参考例２

参考例２の車線逸脱防止装置を示す全体システム図は、図１に示すシステムと同様であり、図示並びに説明を省略する。

また、参考例２での制駆動力制御処理についても、ステップＳ１０３とステップＳ１０７を除いて、制駆動力制御コントローラ５０により実行される制御プログラムの一例のフローチャートを示す図２と同様である。以下、異なる処理を含むステップＳ１０３とステップＳ１０７について説明する。

ステップＳ１０３では、車線逸脱判断が行われる。本参考例２では、逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔｏｕｔを算出し、逸脱判断しきい値Ｔｓ１，Ｔｓ２との比較により、車線逸脱の可能性を判断する。まず、横変位Ｘの変化量ｄＸを算出し、車線までの距離Ｌ／２−Ｘとから車線を逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔｏｕｔを次式に従い算出する（図４参照）。
Ｔｏｕｔ＝（Ｌ／２−Ｘ）／ｄＸ …(2)
ただし、Ｔｏｕｔ≦Ｔｍａｘ（最大値リミット：０割対策）とする。ここで、Ｌは車線幅であり、カメラの画像を処理することで算出する。次に逸脱判断しきい値Ｔｓ１，Ｔｓ２とＴｏｕｔを比較し、逸脱可能性レベルＦｏｕｔを、
Ｔｏｕｔ<Ｔｓ２となった場合…逸脱の可能性が高いと判断し、Ｆｏｕｔ＝２
Ｔｓ２<Ｔｏｕｔ<Ｔｓ１となった場合…逸脱の可能性があると判断し、Ｆｏｕｔ＝１
Ｔｏｕｔ≧Ｔｓ１の場合…逸脱の可能性がないと判断し、Ｆｏｕｔ＝０
とする。ここで、Ｔｓ１，Ｔｓ２は一定値とする必要はなく、ステップＳ１０２で判断した旋回状態を判断に応じて、急旋回の場合には、早めに制御が作動するようにＴｓ１，Ｔｓ２を小さく変更する等としてもよい。切り替えスイッチを設定し、数段階に切り替え可能にしており、運転者に選択させるようにしてもよい。また、同時に横変位Ｘより逸脱方向Ｄｏｕｔも判断する（Ｄｏｕｔ＝ｒｉｇｈｔ ｏｒ ｌｅｆｔ）。また、Ｔｓ１はＴｓ２より大きい値に設定する。本参考例２では、横変位Ｘとその変化量ｄＸから逸脱を判断しているが、自車両のヨー角Φや走行車線の曲率β、車両のヨーレイト、操舵角等より、前方の車線を逸脱する時間Ｔｏｕｔを予測するものとしてもよい。

ステップＳ１０７では、逸脱可能性レベル、ステップＳ１０６で算出された目標ヨーモーメントＭｓ、およびマスターシリンダ液圧Ｐｍ、ステップＳ１０２で判断された旋回状態に応じて各輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（添え字は各輪を示す。）が算出される。逸脱可能性レベルＦｏｕｔ＝０の場合は、各輪の目標制動液圧はマスターシリンダ液圧となる。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ …(5)
Ｐｓｒｌ＝Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ …(6)
ここで、ＰｍｒはＰｍから算出される前後配分を考慮した後輪用マスターシリンダ液圧である。また、逸脱可能性レベルＦｏｕｔ＝１の場合は、(5),(6)で算出された各輪の目標制動液圧が、制動力が発生されない範囲での最大液圧Ｐ０より小さい値である場合に、Ｐ０に設定する。一方、逸脱可能性レベルＦｏｕｔ＝２の場合は、目標ヨーモーメントの大きさに応じて、目標ヨーモーメントが設定値より小さい場合は後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値より大きい場合は前後左右輪で制動力差を発生させるようにする（図２のステップＳ１０７と同様）。

以上説明したように、参考例２では、逸脱予想時間に応じて逸脱可能性レベルを判定し、ややふらつきながら走行しているような、逸脱の可能性が高くないが可能性があると判定された場合（Ｆｏｕｔ＝１）には、制動力が発生されない範囲で制動液圧を高めておき、逸脱の可能性が高く、逸脱を回避する必要があると判定された場合（Ｆｏｕｔ＝２）に、逸脱回避制御を開始する。

これによって、必要以上に制御が作動して運転者に煩わしさを与えることが避けられるとともに、逸脱を回避するための制動力を発生する必要が生じた際、予め制動力が発生されない範囲で制動液圧を高められているため、制御応答性を高めることができ、逸脱を回避する制御をより効果的に行うことが可能になる。

参考例３

参考例３の車線逸脱防止装置を示す全体システム図は、図１に示すシステムと同様であり、図示並びに説明を省略する。

また、参考例３での制駆動力制御処理についても、ステップＳ１０３とステップＳ１０７を除いて、制駆動力制御コントローラ５０により実行される制御プログラムの一例のフローチャートを示す図２と同様である。また、ステップＳ１０７については参考例２と同様である。以下、異なる処理を含むステップＳ１０３について説明する。

この参考例３では、図１１に示すように、実際の車線幅Ｌの内側に、仮想の車線幅Ｌ'を持つ仮想の車線を設定し、仮想の車線幅Ｌ'からの逸脱が予想される場合を逸脱可能性レベル１、実際の車線幅Ｌからの逸脱が予想される場合を逸脱可能性レベル２とするものである。

ステップＳ１０３では、逸脱するまでの逸脱予測時間を実際の車線、仮想の車線それぞれについて算出する。
Ｔｏｕｔ１＝（Ｌ'／２−Ｘ）／ｄＸ …(18)
Ｔｏｕｔ２＝（Ｌ／２−Ｘ）／ｄＸ …(19)
ただし、Ｔｏｕｔｌ，Ｔｏｕｔ２≦Ｔｍａｘ（最大値リミット：０割対策）とする。
次に逸脱判断しきい値ＴｓとＴｏｕｔ１，Ｔｏｕｔ２を比較し、逸脱可能性レベルＦｏｕｔを、
Ｔｏｕｔ２<Ｔｓとなった場合 …Ｆｏｕｔ＝２
Ｔｏｕｔ２≧Ｔｓ、Ｔｏｕｔ１<Ｔｓとなった場合 …Ｆｏｕｔ＝１
Ｔｏｕｔ１≧Ｔｓの場合 …Ｆｏｕｔ＝０
とする。ここで、Ｔｓは一定値とする必要はなく、ステップＳ１０２で判断した旋回状態を判断に応じて、急旋回の場合には、早めに制御が作動するようにＴｓを小さく変更する等としてもよい。切り替えスイッチを設定し、数段階に切り替え可能にしており、運転者に選択させるようにしてもよい。また、同時に横変位Ｘより逸脱方向Ｄｏｕｔも判断する（Ｄｏｕｔ＝ｒｉｇｈｔ ｏｒ ｌｅｆｔ）。

本参考例３によれば、自車両が実際の車線幅Ｌから逸脱する可能性は高くないが、仮想の車線幅Ｌ'から逸脱する可能性が高い場合には逸脱可能性レベル１、実際の車線幅Ｌから逸脱する可能性が高い場合には逸脱可能性レベル２と判定されるため、やや蛇行気味に走行している場合には、逸脱可能性レベル１と判定され、制動液圧を高めておくのみとする。これによって、必要以上に逸脱回避制御を行うことを防止し、運転者にとっての煩わしさを低減することが可能になるとともに、逸脱を回避するための制動力を発生する必要が生じた際、予め制動力が発生されない範囲で制動液圧を高められているため、制御応答性を高めることができ、逸脱を回避する制御をより効果的に行うことが可能になる。

参考例４

参考例４の車線逸脱防止装置を示す全体システム図は、図１に示すシステムと同様であり、図示並びに説明を省略する。

また、図１２は参考例４での制駆動力制御コントローラ５０により実行される制御プログラムの一例のフローチャートを示す図で、この制駆動力制御処理については、ステップＳ１００〜ステップＳ１０８については、図２に示す実施例１と同様である。以下、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０について説明する。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０７で算出された目標制動液圧Ｐｓｉが断続的な指令値Ｐｓｉ'に変換される。この変換方法を図１３に示す。すなわち、目標ヨーモーメントに基づいて算出された目標制動液圧Ｐｓｉに対し、所定の周期ｔｄにて、目標液圧を△Ｐｄ増減させる。この周期ｔｄは、圧力変動によって振動を発生させるのが目的であるため、制動装置が指令値に対して応答し得る程度の時間に設定する。また、増減させる大きさ△Ｐｄは、目標制動液圧Ｐｓｉより小さい値に定めて、増圧側の圧力変化幅と減圧側の圧力変化幅を等しくし、断続的に変換した指令値Ｐｓｉ'の時間平均値がＰｓｉと等しくなるように設定する。

ステップＳ１１０では、上記目標制動液圧Ｐｓｉおよび目標駆動トルクＴｅｓに応じて、圧力制御ユニット５および駆動トルク制御コントローラ６０に駆動信号を出力する。

従って、参考例４によれば、逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうになることが判断されると、各輪の制駆動力を制御することにより逸脱を回避する方向にヨーモーメント発生することで走行車線からの逸脱を回避できるとともに、上記制動力を断続的に発生することが可能となり、これによって運転者に対して走行車線からの逸脱を確実に認知させることができる。

参考例５

参考例５の車線逸脱防止装置を示す全体システム図は、図１に示すシステムと同様であり、図示並びに説明を省略する。

また、参考例５での制駆動力制御処理については、ステップＳ１０９を除き、図１２に示す制駆動力制御コントローラ５０により実行される制御プログラムの一例のフローチャートと同様である。以下、ステップＳ１０９について説明する。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０７で算出された目標制動液圧Ｐｓｉが断続的な指令値Ｐｓｉ'に変換されると共に、制動力を断続的に変化させる周期ｔｄおよび変化の幅△Ｐｄが逸脱予想時間に応じて変化させられる。

周期ｔｄの変化のさせ方の一例を、図１４（イ）に示す。周期ｔｄの値は、逸脱予想時間Ｔｏｕｔとしきい値Ｔｓとの差に応じて定められ、しきい値に対して逸脱予想時間が短くなるにつれて、周期ｔｄがより小さい値になるように定められる。また、図１４（ロ）には、変化の幅△Ｐｄの設定例を示す。変化の幅△Ｐｄは、逸脱予想時間Ｔｏｕｔとしきい値Ｔｓとの差に応じて定められ、しきい値に対して逸脱予想時間が短くなるにつれて、変化の幅△ＰｄがＰｓｉを超えない範囲において、より大きい値になるように定められる。

また、制動装置の圧力制御ユニットにおける一般的な周波数特性として、上記周期ｔｄを短くするにつれて、指令値の変化に対する実際の制動力の変化が小さくなる傾向にあるため、変化の幅△Ｐｄの変化は、図１５に示すように、この周波数を補うために必要な値より大きく設定するものとする。

従って、参考例５によれば、逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうになることが判断されると、各輪の制駆動力を制御することにより逸脱を回避する方向にヨーモーメント発生することで走行車線からの逸脱を回避できるとともに、上記制動液圧が逸脱の可能性が高まるにつれて、より短く、大きい振動で発生されるため、運転者へ逸脱を認知させる警報効果をさらに高めることが可能になる。

尚、参考例５において、断続時間ｔｄを固定とし、Ｔｓ−Ｔｏｕｔに応じて△Ｐｄのみを変化させることによっても、効果を得ることが可能である。

実施例１における車線逸脱防止装置を示す全体システム図である。 実施例１における制駆動力制御コントローラにより実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。 車速をパラメータとしてあらわした操舵角に対する目標ヨーレイト特性を示す図である。 車線幅Ｌの走行路から車線逸脱しそうな状況をあらわす図である。 目標ヨーモーメントの算出式に用いるゲインＫ１，Ｋ２，Ｋａ，Ｋｂの車速Ｖに対するゲイン特性図である。 目標ヨーモーメントの算出式に用いるゲインＫｃの車速Ｖに対するゲイン特性図である。 直進時における左右の制動力差による車線逸脱防止作用を示す図である。 旋回走行時で旋回方向内側への逸脱時における左右の制動力差による車線逸脱防止作用を示す図である。 旋回走行時で旋回方向外側への逸脱時における左右の制動力差による車線逸脱防止作用を示す図である。 参考例１における車線逸脱防止装置を示す全体システム図である。 参考例３における車線幅Ｌと仮想の車線幅Ｌ'の走行路から車線逸脱しそうな状況をあらわす図である。 参考例４における制駆動力制御コントローラにより実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。 参考例４における制動液圧変化特性図である。 参考例５における制動液圧の変化周期と変化幅を逸脱予想時間に応じて設定するための設定特性図である。 参考例５における周波数特性を補うための制動液圧変化幅（振幅）特性図である。

符号の説明

１０、２０ 左右前輪
３０、４０ 左右後輪
１１、２１、３１、４１ ブレーキディスク
１２、２２、３２、４２ ホイールシリンダ
１３、２３、３３、４３ 車輪速センサ
１ ブレーキベダル
２ ブースタ
３ リザーバ
４ マスタシリンダ
５ 圧力サーボユニット
５３ 前後／左右加速度センサ
５６ アクセル開度センサ
５０ コントローラ
６ エンジン
７ スロットル開度制御装置
８ 変速機
６０ 駆動トルク制御コントローラ
５５ マスタシリンダ液圧センサ
５１ カメラ
７０ カメラコントローラ
５８ 操舵アクチュエータ
５４ ヨーレイトセンサ
５２ 舵角センサ
５７ 方向指示スイッチ
８０ 操舵コントローラ

Claims (5)

1. 自車両が走行車線から逸脱しそうになったら逸脱を防止するためのヨーモーメントを自車両に付与する車線逸脱防止装置において、
   自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断する逸脱判断手段と、
   自車両の旋回状態が急旋回か否かを判断する旋回状態判断手段と、
   前記逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、走行車線に対する車両ヨー角、横変位、前方走行車線曲率のうち１つ以上の検出値より、走行車線に対するヨー角が大きいほど、走行車線に対する横変位が大きいほど、横変位変化量が大きいほど、前方走行車線曲率が大きいほど大きな値であって、かつ、逸脱を回避する方向の目標ヨーモーメントを算出し、この目標ヨーモーメントに応じて左右輪の制動力差によりヨーモーメントを発生させるとともに、前記旋回状態判断手段により急旋回と判断された場合には、前記制動力差に加えて左右両輪に制動力を与え、自車両に減速度を発生させる制動力制御手段と、
   を備えていることを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 請求項１記載の車線逸脱防止装置において、
   前記制動力制御手段は、自車両の走行状態に基づいて、前記減速度を発生させるか否かを判断することを特徴とする車線逸脱防止装置。
3. 請求項２記載の車線逸脱防止装置において、
   前記制動力制御手段は、自車両の走行状態として、自車両の逸脱が旋回外側である場合に前記減速度を発生させることを特徴とする車線逸脱防止装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の車線逸脱防止装置において、
   前記制動力制御手段は、自車両のアンダーステア傾向が大きいほど前記減速度を大きく与えることを特徴とする車線逸脱防止装置。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の車線逸脱防止装置において、
   前記逸脱判断手段を、自車両の車速及び走行車線に対する車両ヨー角、横変位、前方走行車線曲率のうち１つ以上の検出値より、逸脱方向と逸脱するまでの時間を推定し、その時間が設定値以内になった場合に逸脱判断を行う手段としたことを特徴とする車線逸脱防止装置。

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