JP4292562B2 - 車両用警報装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用警報装置に関し、例えば代表的な車両である自動車に搭載して好適な警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、代表的な車両である自動車においては、ドライバに報知したい所定の状態が発生したときに、そのことを警報する装置が提案されており、このような警報装置の一例として、例えば特開平11−34774号には、走行車線からの逸脱をドライバに未然に報知すべく、自動車のステアリング機構に設けたアクチュエータによって当該ステアリング機構を振動させ、これによって発生するステアリングホイールの振動により、ドライバに危険を報知する警報装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライバは、走行車線から自車両が逸脱しない状況においても、ステアリングホイールを介した触覚として、走行中の路面の状態(凹凸やわだち等)によって発生する振動を常に感じているので、走行中の路面の状態によっては、現在走行中の路面状態に起因するステアリングホイールの振動と、警報として発生させたステアリング機構の振動とを識別することが困難な場合が想定される。
【0004】
そこで本発明は、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて適切に調整する車両用警報装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両用警報装置は、以下の構成を特徴とする。
【0006】
即ち、車両の走行車線に対するずれ量に関する値を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段により検出されたずれ量に関する値が所定値より大きくなったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする。
また、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段により検出された走行状態が所定の状態となったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする。
【0009】
また、好ましくは、前記車両の走行車線の路面摩擦係数を入手する入手手段を更に備え、前記制御手段は、前記入手手段によって入手した路面摩擦係数が小さいときほど、前記所定値を小さな値に補正すると良い。
【0010】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて適切に調整する車両用警報装置の提供が実現する。
【0011】
即ち、請求項1及び請求項3の発明によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて、振動レベルを変更することによって適切に調整することができるので、ドライバは、現在走行中の路面状態によってステアリング機構に発生した振動と、警報としてのステアリング機構の振動とを容易に判別することができるようになる。
【0012】
また、請求項2の発明によれば、路面摩擦係数μが小さな走行車線が滑り易い状態のときには、路面摩擦係数μが大きなときと比較して、前記ステアリング機構を振動させることによる警報が早めに実行されるので、ドライバによる急な回避操作を未然に防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用警報装置を、代表的な車両である自動車に適用した時として、図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1は、本実施形態に係る車両用警報装置を搭載した自動車の全体構成を示す図である。
【0015】
同図において、2は、自車両(車両100)の前方を撮影するCCD(Charge Coupled Device)カメラである。3は、自車速Vを検出する車速センサである。4は、車両100の4つの車輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサである。6は、ドライバによるステアリングホイールの操舵トルク(操舵反力)を検出する操舵トルクセンサである。7は、車両100の操舵角度を検出する操舵角センサである。尚、これらのセンサ自体は現在では一般的であるため、本実施形態における詳細な説明は省略する。
【0016】
そして、制御ユニット1は、これらのセンサの検出結果に基づいて、後述する如くステアリングアクチュエータ10を駆動することにより、ドライバに対する警報の一態様として、車両100のステアリング機構に振動を発生させる。
【0017】
次に、図1に示す各センサの検出結果を利用して制御ユニット1が行うステアリングアクチュエータ10の制御処理について、図3を参照して説明する。
【0018】
図2は、本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットにて行われる制御処理を説明するブロック図であり、制御ユニット1に設けられた不図示のマイクロコンピュータが、予め格納された制御プログラムを実行することによって実現する機能を概説する図である。
【0019】
同図において、まず、CCDカメラ2による撮影画像に基づいて現在走行中の車線の区分線(例えば白線)を一般的な画像処理によって検出すると共に、その検出した区分線に基づいて算出した現在の目標軌跡(例えば、走行中の車線中央を結ぶ軌跡)TRに対する自車両の横位置偏差(即ち、コースずれ)dy0、ヨー角φを検出し、前方注視点y1における目標軌跡TRの変化分ΔYを推定する。尚、これらの値の求め方自体は現在では一般的であるため、詳細な説明は省略する。
【0020】
そして、前方注視点y1における横位置偏差の予測値(将来横偏差)dy1を算出する。例えば、図3に示すように、車両100の目標軌跡TRに対する自車両の横位置偏差dy0がY軸上に載るように、当該目標軌跡TRの軌跡上(車線中央)にローカル座標系X−Yを設定した場合において、予測値dy1は、以下に示す式により算出することができる。
【0021】
dy1=ΔY+(dy0+φ×L),
但し、上記の式において、φは自車両のヨー角であり、前方注視距離L=自車速V×t(tは前方注視点y1に自車両100が到達するまでの所要時間(車頭時間)である。
【0022】
次に、前方注視点y1に自車両100が到達した時点における車線幅Wの走行車線を区画する車線(白線)までの距離DLは、以下に示す式により算出することができる。
【0023】
DL=W/2−|dy1|,
そして、ステアリングアクチュエータ10を駆動することによる警報は、算出した距離DLが車線逸脱判定のためのしきい値Aより小さいときに行う。このしきい値Aは、4つの車輪速センサ4によりそれぞれ検出される車輪の回転速度の差分に基づいて一般的な方法によって算出した路面摩擦計数μに応じて、路面摩擦計数μが小さいときにはしきい値Aを大きく、路面摩擦計数μが大きなときにはしきい値Aを小さく変更する(図6参照)。また、警報の停止は、上記の距離DLがしきい値Aより大きくなり、車線逸脱判定の条件から外れた場合、或いは車線逸脱を回避可能な方向に操舵が行われた場合(操舵角センサ7により検出した操舵角度が車線逸脱を回避可能な方向にしきい値dより大きく増加した場合)に行う。
【0024】
また、本実施形態において、上記の如くステアリングアクチュエータ10を駆動するに際して、車両100のステアリング機構を振動させる振動制御の態様は、ステアリング機構に発生させる振動の大きさを変更する制御と、その振動の周波数を変更する制御からなる。即ち、振動の大きさを変更する制御は、ステアリングアクチュエータ10に対する制御量(当該アクチュエータが電動モータの場合には制御トルク)Tを調整することにより実現し、一方、振動周波数を変更する制御は、算出した制御量Tをステアリングアクチュエータ10に対して出力する制御信号のパルスレートの変更や制御ゲインを変更する周期の調整等により実現すれば良い。
【0025】
これらの振動及びその周波数を制御する具体的な手順としては、基準となる通常走行時(一般的な舗装道路を走行中)の振動制御レベルT0、振動周波数f0を予め記憶しておき、現在走行中の道路における車両100のステアリング機構の振動レベルT1pp及び振動周波数f1を操舵トルクセンサ6によって検出し、|T0−T1pp|の算出値が制御量調整のためのしきい値cより小さいときにはステアリングアクチュエータ10に対する制御量を大きくすると共に、|f0−f1|が振動周波数調整のためのしきい値bより小さいときには、f0とf1との大小関係に応じて、発生させる振動周波数を大きくまたは小さく変更する。
【0026】
このような制御を行うことにより、ドライバは、現在走行中の路面状態によってステアリング機構に発生した振動と、警報としてのステアリング機構の振動とを容易に判別することができるようになる。
【0027】
次に、上述した警報機能を実現すべく、制御ユニット1の不図示のマイクロコンピュータが実行する制御処理の手順を、図4乃至図6を参照して説明する。
【0028】
図4及び図5は、本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートであり、例えば車両100のイグニッションキースイッチがオンに操作されることにより開始される。
【0029】
同図において、ステップS1:図1及び図2に示した各センサによる検出結果を更新する。
【0030】
ステップS2〜ステップS4:上述した予測値dy1を算出に使用すべく、前方注視距離Lを推定すると共に、横位置偏差dy0及びヨー角φを算出する。
【0031】
ステップS5:CCDカメラ2による撮影画像に基づいて現在走行中の車線の区分線(例えば白線)を一般的な画像処理によって検出すると共に、その検出した区分線に基づいて目標軌跡TRを算出する。
【0032】
ステップS6,ステップS7:上述した計算式により、将来横偏差dy1を算出する(ステップS6)と共に、前方注視点y1に自車両100が到達した時点における車線(白線)までの距離DLを算出する(ステップS7)。
【0033】
ステップS8:4つの車輪速センサ4によりそれぞれ検出された車輪の回転速度の差分に基づいて、一般的な手順により路面摩擦計数μを算出する。
【0034】
ステップS9:ステップS8にて算出した路面摩擦計数μに応じて図10に示すルックアップテーブルを参照することにより、車線逸脱判定のためのしきい値Aを設定する。
【0035】
ステップS10:距離DLがしきい値Aより小さいかを判断し、この判断でYES(DL≦A)のときにはステップS11に進み、NO(DL>A)のときには車線逸脱を報知する警報は必要無いのでリターンする。
【0036】
ステップS11〜ステップS13:警報動作を実行中であるか否かを表わす内部フラグSTR_FG(0で実行中、1で停止中)が”1”に設定されているかを判断し、その判断でNO(当該FL=0)のときには既に警報動作を実行中のためそのままステップS14に進む。一方、ステップS11の判断でYES(当該FL=1)のときには、操舵角センサ7により検出した現在の操舵角θを、警報停止のための基準操舵角θ0として設定し(ステップS12)、当該FLを”0”に設定する。
【0037】
ステップS14,ステップS15:操舵トルクセンサ6によって検出したステアリング反力ノイズ(振動周波数)f1と、メモリ内に予め記憶している通常走行時の振動周波数f0との差分|f0−f1|が、振動周波数調整のためのしきい値bより小さいかを判断し、この判断でNO(|f0−f1|>b)のときにはステップS18に進み、YES(|f0−f1|≦b)のときには、f0とf1との大小関係を比較し(ステップS15)し、この判断でf0<f1のときにはステップS16に進み、f0≧f1のときにはステップS17に進む。
【0038】
ステップS16:現在の振動周波数f1が振動周波数f0より大きいので、警報実行時の周波数fを、現在の振動周波数f1より所定の補正量α(α>b)だけ小さい周波数に設定する。
【0039】
ステップS17:現在の振動周波数f1が振動周波数f0より小さいので、警報実行時の周波数fを、現在の振動周波数f1より所定の補正量α(α>b)だけ大きな周波数に設定する。
【0040】
ステップS18:現在の振動周波数f1と振動周波数f0との差分がしきい値bより大きいため、現在走行中の路面状態によって発生したステアリング機構の振動周波数と、警報としてのステアリング機構の振動周波数とをドライバが混同する可能性は低いと判断できるので、予めメモリに記憶している振動周波数f0を、警報実行時の周波数fとして設定する。
【0041】
ステップS19〜ステップS21:操舵トルクセンサ6によって検出したステアリング振動ノイズ(振動レベル)T1ppと、メモリ内に予め記憶されている通常走行時の振動制御レベルT0との差分|T0−T1pp|が、振動レベル調整のためのしきい値cより小さいかを判断する。そして、この判断でYES(|T0−T1pp|≦c)のときには、ステアリングアクチュエータ10に対する制御トルクTを、基準となる振動制御レベルT0より所定の補正量βだけ大きな値に設定し(ステップS20)、NO(|T0−T1pp|>c)のときには、現在走行中の路面状態によって発生したステアリング機構の振動の大きさと、警報としてのステアリング機構の振動の大きさとをドライバが混同する可能性は低いと判断できるので、ステアリングアクチュエータ10に対する制御トルクTを、予めメモリに記憶されている振動制御レベルT0に設定する。
【0042】
ステップS22:ステップS6にて算出した将来横偏差dy1が0より大きいかを判断することにより、車両100が右車線に逸脱する可能性があるかを判断する。
【0043】
ステップS23〜ステップS26:ステップS22において右車線に逸脱する可能性がある(dy1>0)と判断されたので、その右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたかを判断すべく、ステップS23では、操舵角センサ7により検出された操舵角の変化量(操舵量)からステップS12にて設定した基準操舵角θ0を引いた差分が、しきい値dより小さいかを判断する(但し、右方向への舵角を正、左方向への操舵を負とする)。この判断でYES(θ−θ0≦d)のときには、当該右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたと判断することができるので、警報動作を停止すると共に、内部フラグSTR_FGを”1”に設定し(ステップS24)、リターンする。一方、ステップS23の判断で、NO(θ−θ0<d)のときには、当該右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われていないと判断することができるので、ステップS16乃至ステップS18にて設定した振動周波数f、並びにステップS20またはステップS21にて設定した制御トルクTにて警報動作を行うことを決定し(ステップS25)、それらの値によってステアリングアクチュエータ10を駆動し(ステップS26)、リターンする。
【0044】
ステップS27〜ステップS30:ステップS22において左車線に逸脱する可能性がある(dy1≦0)と判断されたので、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたかを判断すべく、ステップS27では、操舵角センサ7により検出された操舵角の変化量(操舵量)からステップS12にて設定した基準操舵角θ0を引いた差分が、しきい値dより大きいかを判断する。この判断でYES(θ−θ0≧d)のときには、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたと判断することができるので警報動作を停止すると共に、内部フラグSTR_FGを”1”に設定し(ステップS28)、リターンする。
【0045】
一方、ステップS27の判断で、NO(θ−θ0>d)のときには、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われていないと判断することができるので、ステップS16乃至ステップS18にて設定した振動周波数f、並びにステップS20またはステップS21にて設定した制御トルクTにて警報動作を行うことを決定し(ステップS29)、それらの値によってステアリングアクチュエータ10を駆動し(ステップS30)、リターンする。
【0046】
このように、上述した本実施形態によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動の振動周波数f及び/または制御トルクTの大きさを、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて、その外部から伝わる振動とは異なる振動態様をステアリング機構にて発生させるように適切に調整することができる。これにより、ドライバは、現在走行中の路面状態に起因して発生したステアリング機構の振動がステアリングホイールに伝達しても、警報としてステアリング機構に発生させた振動を容易に判別することができる。
【0047】
また、本実施形態においては、路面摩擦係数μが小さいときには、大きなときと比較して車線逸脱警報が早めに報知するので、滑り易い路面における急な回避操作を未然に防止することができる。
【0048】
尚、上述した本実施形態においては、本実施形態に係る警報装置を、走行車線からの逸脱防止を警報する装置として構成したが、この装置構成に限られるものではなく、例えば、車両前方に存在する障害物に関する警報装置、或いは車両後側方に位置する他車両等に関する警報装置として構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る車両用警報装置を搭載した自動車の全体構成を示す図である。
【図2】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットにて行われる制御処理を説明するブロック図である。
【図3】車両100の車線逸脱を防止する警報のために算出すべき値を説明する図である。
【図4】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図5】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図6】路面摩擦計数μに応じて車線逸脱判定のためのしきい値Aを変更する際に使用するルックアップテーブルを例示する図である。
【符号の説明】
1:制御ユニット,
2:CCDカメラ,
3:車速センサ,
4:車輪速センサ,
6:操舵トルクセンサ,
7:操舵角センサ,
10:ステアリングアクチュエータ,
100:車両,
Claims (3)
- 車両の走行車線に対するずれ量に関する値を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出されたずれ量に関する値が所定値より大きくなったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、
前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、
前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする車両用警報装置。 - 更に、前記車両の走行車線の路面摩擦係数を入手する入手手段を備え、
前記制御手段は、前記入手手段によって入手した路面摩擦係数が小さいときほど、前記所定値を小さな値に補正することを特徴とする請求項1記載の車両用警報装置。 - 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態が所定の状態となったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、
前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、
前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする車両用警報装置。
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