JP4600800B2 - 車両用警報装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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の分野においては、例えば特開平１１−２９０６１号に開示されるように、走行中の車線からの逸脱が予想される場合に、その旨をドライバに報知する車線逸脱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】
上記従来の車線逸脱警報装置によれば、ドライバは、運転中の車両が車線逸脱を起こそうとしていることを未然に認知することができるので、ドライバによる運転操作を効果的に支援することができる。
【０００４】
このような従来の車線逸脱警報装置においては、車線逸脱警報を音声や振動等によって報知している際に、ドライバが安全方向（即ち、車線逸脱を回避可能な方向）への操舵を行なうと、一般に、直ちに警報の発報を自動的に停止するように構成されている。
【０００５】
一般に、運転操作に習熟したドライバは、例えば初心者の運転操作と比較して、各種の運転操作を速やかに行なうことができることが知られている。上記の車線逸脱警報装置に対しても、警報が発報されたことを認知すると、運転操作に習熟したドライバは、短時間で安全方向への操舵を行なうことができ、その操作に応じて、車線逸脱警報装置による警報の発報は自動的に停止することになる。
【０００６】
しかしながら、上記の場合における警報の発報から停止までの時間はかなり短い時間（概ね１秒より短い程度の時間）であり、ドライバにとって警報音を時間的に認知し難い場合があり、この場合、ドライバは違和感を感じることになる。
【０００７】
また、上記の現象は、警報音の場合と比較して、ステアリングホイールに付与される振動によってドライバに警報を認識させる所謂、タクタイル警報の場合により顕著になる。その理由は、発報されている警報音の内容をドライバが認知してから安全方向への操舵を行なう場合と比較して、タクタイル警報の場合には、ドライバは反射的に安全方向への操舵を行なうことができるからである。
【０００８】
そこで本発明は、ドライバが比較的速やかに逸脱回避のための運転操作を行なった場合においても、実行された警報が車線逸脱警報であることを当該ドライバが確実に認識可能な車両用警報装置の提供を目的とする。
【０００９】
【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。
【００１０】
即ち、走行中の車線に対する車両の位置に基づいて算出した予測時間の経過後にその車両が該車線から逸脱することが予測される際に、ドライバに対して警報を行う車両用警報装置であって、前記警報の実行中に前記車線からの逸脱を回避可能であると判定したときに、前記警報の実行開始タイミングからの経過時間が所定時間範囲内の場合には、前記警報の実行を継続する車線逸脱警報制御手段を備え、前記車線逸脱警報制御手段によって実行される警報は、車室内にて発報される警報音と、前記車両のステアリングホイールに付与される振動を伴うタクタイル警報であって、前記車線逸脱警報制御手段は、前記警報音及び前記タクタイル警報の実行中に前記車線からの逸脱を回避可能であると判定したときに前記タクタイル警報の実行を停止し、前記警報音の出力は、前記所定時間にわたって継続することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記ドライバの警報に対する感度に関する値を検出する検出手段を更に備えており、前記車線逸脱警報制御手段は、前記検出手段による検出結果に応じて、前記所定時間を変更すると良い。
【００１３】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、ドライバが比較的速やかに逸脱回避のための運転操作を行なった場合においても、実行された警報が車線逸脱警報であることを当該ドライバが確実に認識可能な車両用警報装置が実現する。
【００１４】
即ち、請求項１の発明によれば、警報の実行が所定時間にわたって継続されるので、警報が開始されてから比較的速やかにドライバが逸脱回避のための運転操作を行なうことにより、車線逸脱を回避可能であると判定した場合であっても、ドライバは、違和感を感じること無く、その警報が車線逸脱警報であったことを確実に認識することができる。また、「発明が解決しようとする課題」にて上述したように、警報音を認識するまでの時間と比較して、タクタイル警報に対する車線逸脱防止のための操舵は迅速に行われるところ、請求項１の発明によれば、ドライバによって車線逸脱防止のための操舵が行われるのに応じてタクタイル警報は中止されるが、警報音の発報は所定時間にわたって継続する。これにより、ドライバは、車線逸脱防止のための操舵完了後にもタクタイル警報が継続することによる違和感を感じること無く、実行された警報が車線逸脱警報であったことを警報音によって確実に認識することができる。
【００１５】
また、警報の内容をドライバが確実に認知するまでの所要時間は、一般に、そのドライバの感度（覚醒度）に応じて大きく変化するが、請求項２の発明によれば、検出されたドライバの警報に対する感度に関する値に応じて警報の継続時間が最適な時間に調整されるので、ドライバは、違和感を感じること無く、その警報が車線逸脱警報であったことを、ドライバ自身の感度の変化に関らずに確実に認識することができる。
【００１７】
【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実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、第１の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。
【００１９】
同図において、２は、自車両（車両１００）の前方を撮影する撮影装置の一例としての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、ドライバによるステアリングホイールの操舵角度を検出する操舵角センサである。７は、各種情報を音声によって乗員に報知するスピーカである。そして、８は、ステアリングホイールを振動させるステアリングアクチュエータである。
【００２０】
そして、制御ユニット１は、上記のセンサの検出結果に基づいて、後述する車線逸脱警報制御処理を実行することにより、車両１００が走行中の車線から逸脱することが予想される場合に、スピーカ７から警報音を出力すると共に、所謂タクタイル警報として、ステアリングアクチュエータ８を駆動することにより、車両１００のステアリング機構に振動を発生させる。
【００２１】
更に、制御ユニット１は、上記のセンサの検出結果に基づいて、後述する逸脱回避支援制御処理を実行することにより、車両１００が走行中の車線から逸脱することが予想される場合に、ステアリングアクチュエータ８を、予想される車線逸脱を回避可能な方向に自動的に駆動することにより、ドライバの操舵を支援する。
【００２２】
尚、図１に示した各ブロックの構成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。
【００２３】
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が行う車線逸脱警報制御処理について、図２を参照して説明する。
【００２４】
図２は、第１の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車線逸脱警報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。
【００２５】
同図において、制御ユニット１は、大別して、車線逸脱警報処理と、逸脱回避支援制御処理とを実行する。
【００２６】
即ち、制御ユニット１は、車線逸脱警報処理として、走行中の車線に対する車両１００の位置に基づいて逸脱予測時間ＴＤＬを算出し、所定の基準値Ｔ１の経過後に、車両１００が当該車線から逸脱することが予測される際に、ドライバに対して、その旨を、警報音とタクタイル警報とによって報知する。更に、制御ユニット１は、上記の如く車線を逸脱する旨の警報をドライバに報知しても安全方向への運転操作（操舵）が行われない場合に、逸脱回避支援制御処理として、ステアリングアクチュエータ８を安全方向に自動的に駆動することにより、車線逸脱に対する車両１００の回避動作を支援する。
【００２７】
より具体的に、制御ユニット１は、ＣＣＤカメラ２による撮影画像に基づいて走行車線を区画するライン（白線等）を検出し、検出したラインと、車速センサ３によって検出された車速とに基づいて、自車両の走行車線に対する横方向への移動速度（横方向速度）と、当該走行車線から逸脱するまでの余裕距離（逸脱余裕距離）とを算出すると共に、算出したそれらの値に基づいて、自車両が走行車線から逸脱するであろう逸脱予測時間ＴＬＤを推定する。ここで、例えば制御ユニット１の制御周期毎に算出される逸脱予測時間ＴＬＤは、車線逸脱を回避するための運転操作が行われない場合、走行車線に対する車両１００のずれ量が大きくなるのに従って、次第に小さな値が算出されることになる。
【００２８】
そして、推定した逸脱予測時間ＴＬＤが、所定の基準値Ｔ１以下になったときには、車線逸脱警報を行うべき条件が成立したと判断し、スピーカ７から所定の警報音を発報すると共に、ステアリングアクチュエータ８を安全方向（即ち、車線逸脱を回避可能な方向）に小刻みに振動させるタクタイル警報を開始する。ここで、基準値Ｔ１は、ドライバによる車線逸脱のための回避操舵が行われた場合に、その回避操舵によって車両１００の車線逸脱が実際に回避可能なために必要とされる最小限度の時間である。
【００２９】
また、制御ユニット１は、推定した逸脱予測時間ＴＬＤが上記の基準値Ｔ１より小さい場合に、音声及び振動によって車線逸脱警報を報知しているにも関らずドライバによる回避操舵が行われずに、新たに算出した逸脱予測時間ＴＬＤが所定の基準値Ｔ２（＜Ｔ１）以下になったときには、逸脱回避支援制御を行うべき条件が成立したと判断し、ステアリングアクチュエータ８を安全方向に駆動することによって車両１００の進行方向を能動的に変更する。ここで、基準値Ｔ２は、車線逸脱を回避すべく制御ユニット１による自動的なステアリング操作が行われた場合に、そのステアリング操作によって車両１００の車線逸脱が実際に回避可能なために必要とされる最小限度の時間である。
【００３０】
更に、制御ユニット１は、逸脱回避支援制御の開始に先立って上記の如く車線逸脱警報として警報音の発報とタクタイル警報とを実行している際に、ドライバによる車線逸脱のための回避操舵が行われた場合には、タクタイル警報は停止するが、警報音の発報は、車線逸脱警報の開始タイミングから所定時間（警報設定時間）Ｔにわたって継続する。
【００３１】
本実施形態において、所定時間Ｔは、推定されたドライバの覚醒度（ドライバの警報に対する感度）に応じて補正される。ドライバの覚醒度は、ＣＣＤカメラ２による撮影画像と、操舵角センサ４による検出結果とに基づいて、ドライバによるステアリングホイールの操舵周波数と、車両１００の挙動周波数とを算出すると共に、算出した操舵周波数と挙動周波数との関係に基づいて、一般的な手法によって推定することができる。
【００３２】
尚、ＣＣＤカメラ２による撮影画像に基づいて検出した走行車線を区画するラインと自車速に基づいて、横方向速度、逸脱余裕距離、並びに逸脱予測時間ＴＬＤを算出する方法は、現在では一般的であるため、本実施形態における個々の検出方法についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
次に、上述した動作を実現する制御ユニット１の制御処理の手順について図３を参照して説明する。
【００３４】
図３は、第１の実施形態における制御ユニット１の制御処理のフローチャートであり、制御ユニット１の不図示のＣＰＵが行う処理の手順を示す。
【００３５】
同図において、ステップＳ１：図１を参照して説明した各センサの検出値を更新する。
【００３６】
ステップＳ２，ステップＳ３：ステップＳ１にて更新されたＣＣＤカメラ２による撮影画像と車速センサ３によって検出した車速とに基づいて、上記の如く一般的な手順により、逸脱余裕距離及び横方向速度を算出する（ステップＳ２）と共に、逸脱予測時間ＴＬＤを算出する（ステップＳ３）。ここで、逸脱予測時間ＴＬＤは、逸脱余裕距離を、横方向速度で割った値に近似することができる。
【００３７】
尚、本実施形態において、横方向速度は、車両１００が走行車線から逸脱しようとする方向を＋（プラス）に採る。
【００３８】
ステップＳ４〜ステップＳ６：ステップＳ１にて更新されたＣＣＤカメラ２による撮影画像と操舵角センサ４による検出結果とに基づいて、上記の如く一般的な手順により、操舵及び車両の挙動周波数を算出（ステップＳ４）し、ステップＳ４における算出値に基づいてドライバの覚醒度を推定する（ステップＳ５）と共に、推定した覚醒度に応じて最適な警報感度を設定する（ステップＳ６）。
【００３９】
ここで、警報感度は、ドライバがスピーカ７から出力する警報音の認知に必要な時間であり、ドライバの覚醒度が低いときには、覚醒度が高いときと比較して、より長い時間を設定すれば良い。
【００４０】
ステップＳ７：推定した警報感度に基づいて、図４に示す特性が予め設定されているテーブルを参照することにより、警報設定時間Ｔを補正する。
【００４１】
ステップＳ８：前回の制御周期においてドライバの運転操作に対する逸脱回避支援制御による介入が既に行われているかを、例えば内部フラグの状態を参照することによって判断し、既に制御介入中の場合にはステップＳ１９に進み、未だ制御介入を行なっていない場合にはステップＳ９に進む。
【００４２】
ステップＳ９〜ステップＳ１１：ステップＳ３にて算出した逸脱予測時間ＴＬＤが基準値Ｔ２以下であるかを判断し（ステップＳ９）、ＴＬＤ＞Ｔ２の場合にはステップＳ１２に進み、ＴＬＤ≦Ｔ２の場合には、車両１００が走行車線から逸脱するまでに余裕が無い状態であると判断できるので、今回の制御周期以前から既に実行していた車線逸脱警報処理（警報音及びタクタイル警報）の実行を停止する（ステップＳ１０）と共に、ステアリングアクチュエータ８を安全方向（即ち、車線逸脱を回避可能な方向）に自動的に駆動する逸脱回避支援制御処理を開始し（ステップＳ１１）、ステップＳ１にリターンする。
【００４３】
ここで、逸脱回避支援制御処理では、算出された横速度に基づくステアリングアクチュエータ８のフィードバック制御が行われる。
【００４４】
ステップＳ１９，ステップＳ２０：ステップＳ８の判断で逸脱回避支援制御による介入が既に実行されていると判断されたので、ステップＳ１９では、その逸脱回避支援制御の実行によって車両１００が走行車線から逸脱することを回避できたかを判断すべく、ステップＳ２にて算出した車両１００の横方向速度が０以下であるかを判断する。即ち、走行車線から逸脱しようとする車両１００の挙動によって正の値であった横方向速度が、逸脱回避支援制御処理の実行の結果、０以下の値となり、車両１００の挙動が車線逸脱を回避可能な走行状態に変化したか否かを判断する。そして、ステップＳ１９の判断で横方向速度が正の値である場合にはステップＳ１にリターンし、一方、横方向速度が０以下であると判断できたときには、ステップＳ２０において逸脱回避支援制御処理の実行を停止し、ステップＳ１にリターンする。
【００４５】
ステップＳ１２〜ステップＳ１４：今回の制御周期以前から車線逸脱警報処理を既に実行中であるかを判断し（ステップＳ１２）、実行中である場合にはステップＳ１５に進み、未だ実行中でない場合には、ステップＳ３にて算出した逸脱予測時間ＴＬＤが基準値Ｔ１以下であるかを判断し（ステップＳ１３）、ＴＬＤ＞Ｔ１の場合には車線逸脱警報を開始するまでには余裕があると判断できるのでステップＳ１にリターンし、ＴＬＤ≦Ｔ１の場合には、車線逸脱警報としてスピーカ７からの警報音の発報とタクタイル警報とを開始し（ステップＳ１４）、ステップＳ１にリターンする。また、ステップＳ１４では、車線逸脱警報の開始タイミングからの経過時間を計時するタイマＴＭをリセットスタートする。
【００４６】
ステップＳ１５，ステップＳ１６：ステップＳ１２の判断で車線逸脱警報処理が既に実行されていると判断されたので、その車線逸脱警報処理の実行に応じてドライバが安全方向への操舵を行なうことにより、車両１００が走行車線から逸脱することを回避できたかを判断すべく、上述したステップＳ１９と同様に、車両１００の横方向速度が０以下であるかを判断し（ステップＳ１５）、横方向速度が正の値である場合にはステップＳ１にリターンし、一方、横方向速度が０以下であると判断できたときには、タクタイル警報の実行だけを停止する（ステップＳ１６）。
【００４７】
ステップＳ１７，ステップＳ１８：ステップＳ１４にて車線逸脱警報を開始する際に計時を開始したタイマＴＭのカウント値（警報時間）が、ステップＳ７にて設定した警報設定時間Ｔ以上になったかを判断し（ステップＳ１７）、カウント値が警報設定時間Ｔより小さい場合にはステップＳ１にリターンし、カウント値が警報設定時間Ｔ以上の場合には、今回の制御周期以前から発報を継続していた警報音の出力を停止し（ステップＳ１８）、ステップＳ１にリターンする。
【００４８】
制御ユニット１によって上述した制御処理が行われる本実施形態によれば、ドライバによって車線逸脱防止のための操舵が行われるのに応じてタクタイル警報は中止されるが、警報音の発報は所定時間（警報設定時間Ｔ）にわたって継続する。これにより、ドライバは、車線逸脱防止のための操舵完了後にもタクタイル警報が継続することによる違和感を感じること無く、実行された警報が車線逸脱警報であったことを警報音によって確実に認識することができる。
【００４９】
また、検出されたドライバの警報に対する感度に関する値（警報感度）に応じて、警報設定時間Ｔが最適な時間に調整されるので、ドライバは、違和感を感じること無く、その警報が車線逸脱警報であったことを、ドライバ自身の感度の変化に関らずに確実に認識することができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
次に、上述した第１の実施形態に係る車両用警報装置を基本とする第２の実施形態を説明する。以下の説明においては、第１の実施形態と同様な構成については重複する説明を省略し、本実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。
【００５１】
図５は、第２の実施形態における制御ユニット１の制御処理のフローチャートであり、第１の実施形態における制御処理のフローチャート（図３）とは、ステップＳ４乃至ステップＳ７を含まない点と、ステップＳ１７の代わりにステップＳ１７Ａを含む点とが異なる。
【００５２】
即ち、ステップＳ１７Ａでは、ステップＳ１４にて車線逸脱警報処理を開始する際に計時を開始したタイマＴＭのカウント値（警報時間）が、基準値Ｔ２と基準値Ｔ１との差分ΔＴ以上になったかを判断し、カウント値が差分ΔＴより小さい場合にはステップＳ１にリターンし、カウント値が差分ΔＴ以上の場合にはステップＳ１８に進む。
【００５３】
ここで、基準値Ｔ２と基準値Ｔ１との差分ΔＴは、発報された警報音を、一般的な複数のドライバが十分に認識可能な時間であって、且つそれらドライバが必要以上に長いと感じないような時間であり、本実施形態では、被験者である複数のドライバの中で、９５％のドライバが警報を認知して回避行動を起こすことができる時間を、実験結果に基づいて予め設定した。
【００５４】
このような本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ドライバは、車線逸脱防止のための操舵完了後にもタクタイル警報が継続することによる違和感を感じること無く、実行された警報が車線逸脱警報であったことを警報音によって確実に認識することができる。
【００５５】
尚、上述した各実施形態では、走行車線に対する自車両の位置（ずれ量）を、ＣＣＤカメラ２の撮影画像に基づいて検出する装置構成を採用したが、本発明は係る装置構成に限られるものではなく、走行路に埋設された磁気ネイルが発する磁力線に基づいて、或いは、路車間通信機やナビゲーション装置を介して取得した情報に基づいて、走行車線に対する自車両の位置を検出する装置構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の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】第１の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車線逸脱警報制御処理を説明するブロック図である。
【図３】第１の実施形態における制御ユニット１の制御処理のフローチャートである。
【図４】推定した警報感度に応じて警報設定時間Ｔを補正するためのテーブルの特性を例示する図である。
【図５】第２の実施形態における制御ユニット１の制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１：制御ユニット，
２：ＣＣＤカメラ，
３：車速センサ，
４：操舵角センサ，
７：スピーカ，
８：ステアリングアクチュエータ，
１００：車両，

Claims (2)

1. 走行中の車線に対する車両の位置に基づいて算出した予測時間の経過後にその車両が該車線から逸脱することが予測される際に、ドライバに対して警報を行う車両用警報装置であって、
   前記警報の実行中に前記車線からの逸脱を回避可能であると判定したときに、前記警報の実行開始タイミングからの経過時間が所定時間範囲内の場合には、前記警報の実行を継続する車線逸脱警報制御手段を備え、
   前記車線逸脱警報制御手段によって実行される警報は、車室内にて発報される警報音と、前記車両のステアリングホイールに付与される振動を伴うタクタイル警報であって、
   前記車線逸脱警報制御手段は、前記警報音及び前記タクタイル警報の実行中に前記車線からの逸脱を回避可能であると判定したときに前記タクタイル警報の実行を停止し、前記警報音の出力は、前記所定時間にわたって継続する
   ことを特徴とする車両用警報装置。
2. 更に、前記ドライバの警報に対する感度に関する値を検出する検出手段を備え、
   前記車線逸脱警報制御手段は、前記検出手段による検出結果に応じて、前記所定時間を変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用警報装置。

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