JP4622180B2

JP4622180B2 - 自動操舵装置

Info

Publication number: JP4622180B2
Application number: JP2001216827A
Authority: JP
Inventors: 俊文越沢; 弘美伊野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003026027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような自動操舵装置には、自車が走行する車線を検出する車線検出部が設けられている。この車線検出部としては、▲１▼区分車線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲２▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
【０００３】
このような自動操舵装置による制御を図1(1)を用いて説明すると、通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲１▼の場合には検出した左側区分車線LL及び右側区分車線RLから求まる車線幅中央位置CLを自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲２▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列が車線幅中央位置CLに敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【０００４】
従って、自動操舵制御が行われている車両10は、自車左右方向の中心となる車両中心線CCが車線内中央位置CLに一致した状態（状態A）になるように制御される。すなわち、状態Bのように車両中心線CCが左側区分車線LL側に寄っている場合は右方向への転舵が自動的に行われる。逆に、状態Cのように車両中心線CCが右側区分車線RL側に寄っている場合は左方向への転舵が自動的に行われる。
【０００５】
このように、上記の車線検出部▲１▼及び▲２▼の何れの場合でも、車線幅の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、常に車線内の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行うと、以下のような問題が生ずる。
(1)自車線に隣接した路肩が狭い区間や、隣接車線が工事中等の区間では、運転者の心理として、路肩や隣接車線側に余裕がないと不安感を抱く。
【０００７】
(2)隣接車線の交通流の速度と自車の走行速度との差が或る程度以上あると、上記(1)同様に、運転者が不安感を抱く。
(3)道路維持作業車両の場合、自動操舵制御で車線端を走行することができない。
【０００８】
上記(1)〜(3)の問題は、特に車線幅に対して余裕の少ない大型車両では深刻な問題となる。
このような問題を解決するためには、自動操舵制御の開始時に運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることが望ましい。
【０００９】
この場合、自動操舵制御の開始時において、同図に示した状態Bのように車両10が左側区分車線LL寄りであれば、車線幅中央位置CLではなく、状態Bにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定し、状態Cのように車両10が右側区分車線RL寄りであれば、状態Cにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定すればよい。
【００１０】
しかしながら、例えば、車線検出部の検出範囲の端部で目標車線内位置を設定した場合、カーブ等で車線検出部が検出すべき車線を見失う危険性がある。
従って、設定可能な目標車線内位置には同図(2)に示す目標車線内位置設定可能範囲100のような許容範囲があり、例えば、同図の状態Dのように車両中心線CCが極端に右側区分車線RL寄りであるような許容範囲外の目標車線内位置を運転者が設定することを回避する必要がある。
【００１１】
この場合、単に許容範囲外の目標車線内位置の設定を受け付けないように自動操舵装置を構成することも可能であるが、運転者の使い勝手を考えた場合、許容範囲内で最大限希望する位置に近い目標車線内位置を設定できるよう、運転者を誘導する機能を自動操舵装置が備えることが望ましい。
【００１２】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、自動操舵制御の開始時に許容範囲内の任意の目標車線内位置を運転者が容易に設定できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、運転者が自動操舵制御の開始を指示するための開始スイッチと、車線検出部と、車両の移動方向を該運転者に促す警告部と、該車線検出部によって検出された車線と該車両との相対位置を求めると共に、該開始スイッチによって該自動操舵制御の開始が指示されたときの該相対位置が該車線内の所定の範囲内であれば該相対位置を該車両の目標車線内位置とし、該所定の範囲外であれば該相対位置が該所定の範囲内になる方向へ該車両の移動を該運転者に促すように警告部を作動させる演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
すなわち本発明においては、演算部が、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置（例えば、車線幅中央位置又は区分車線位置と車両基準位置との相対位置）を求める。また、演算部は、開始スイッチによって自動操舵制御の開始が指示されたときの相対位置が車線内の所定の範囲内（例えば、図1(2)の目標車線内位置設定可能範囲100内）であれば、この相対位置を該車両の目標車線内位置とする。
【００１５】
さらに、演算部は、開始スイッチによって自動操舵制御の開始が指示されたときの相対位置が該車線内の所定の範囲外であれば警告部を作動させることにより、該相対位置が所定の範囲内になる方向へ車両を移動するように運転者に促す。
すなわち、同図において自動操舵制御の開始が指示されたときの車両10が状態Dである場合は、車両中心線CCが目標車線内位置設定可能範囲100内になるよう、左方向へ車両を移動するように運転者に促す。
【００１６】
アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
このようにして、本発明では、運転者が開始スイッチによって自動操舵制御の開始を指示した時点における車線内の自車両の横方向の位置が所定の範囲内であればこの位置を目標車線内位置として自動操舵制御を行なう。
【００１７】
但し、運転者が開始スイッチによって自動操舵制御の開始を指示した時点における車線内の自車両の横方向の位置が所定の範囲外であれば、自動操舵制御を行なわずに、目標車線内位置として設定可能な所定の範囲内になる方向へ車両を移動するように警告部によって運転者を誘導する。
【００１８】
従って、運転者は、自動操舵制御の開始時に許容範囲内の任意の目標車線内位置を容易に設定することができる。
また、本発明に係る自動操舵装置は、該演算部が、該開始スイッチによって該自動操舵制御の開始が指示されたときに該相対位置が該所定の範囲内であれば該目標車線内位置の調整量を記憶してもよい。
【００１９】
すなわち、演算部は、開始スイッチによって自動操舵制御の開始が指示されたときの相対位置が所定の範囲内であれば、この相対位置を目標車線内位置とするために、目標車線内位置の調整量を自動操舵制御の開始時に記憶する。
なお、上記の警告部は、車両の室内に設置された方向指示装置のランプであってもよく、音声警告装置であってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、開始スイッチ1と終了スイッチ2と車線検出部3と演算部4と操舵アクチュエータ5とフラッシャユニット6とで構成されている。
【００２１】
開始スイッチ1及び終了スイッチ2は、運転者による自動操舵制御の開始及び終了の指示を演算部4に対して指示信号として与える周知のものを用いればよい。
車線検出部3は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【００２２】
演算部4は、開始スイッチ1からの開始スイッチ信号と終了スイッチ2からの終了スイッチ信号と車線検出部3からの車線情報とを読み込む入力部41と、この入力部41の出力信号を用いて自動操舵制御に関する演算・判断を行うCPU42と、演算などでCPU42が使用するRAM43と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくROM44と、CPU42で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ5を駆動する出力部45と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部46とで構成されている。
【００２３】
また操舵アクチュエータ5は、出力部45からの出力により車両の操舵輪（図示せず）を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
また、フラッシャユニット6は、運転者によるフラッシャスイッチ（図示せず）の操作により、左右のフラッシャランプ7a,7bを点滅させると共に、車両室内のメータ内に設けられた左右のインジケータランプ8a,8bを点滅させる周知の装置を用いればよい。但し、演算部4の出力部45とフラッッシャユニット6との間にはダイオードD1〜D4を図示の如く設け、演算部4とフラッシャユニット6がそれぞれ独立して左右のインジケータランプ8a,8bを点灯／消灯できるようにする。
【００２４】
なお、同図における左右のインジケータランプ8a,8bは、自動操舵制御の開始を運転者が指示したときに目標車線内位置が許容範囲外である場合に、許容範囲内になる方向へ車両を移動するよう運転者を誘導するための警告部の役割を果たすものである。
【００２５】
このように、左右のインジケータランプ8a,8bを警告部として使用する代わりに、例えば、同図の演算部4の出力部45に警告装置9を接続してもよい。この場合の警告装置9としては、音声で運転者を誘導するような音声警告装置を用いることが出来る。
【００２６】
図3は、図2に示した演算部4におけるROM44に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図3を参照して図2の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、CPUなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【００２７】
(1) 運転者が自動操舵制御の開始を指示したとき
まず、運転者が開始スイッチ2を操作し、自動操舵制御の開始を指示した直後における動作を説明する。
CPU42は、入力部41を介して開始スイッチ1及び終了スイッチ2からの開始スイッチ信号及び終了スイッチ信号と車線検出部3の車線情報とを読み込む(ステップS1)。この場合、車線検出部3からの車線情報は、自車左右方向中心線を基準として検出した車線の相対位置に関する情報（区分車線検出の場合は、左右の区分車線の位置情報であり、マーカ列検出の場合は、マーカ列の位置情報）である。
【００２８】
次にCPU42は、ステップS1で読み込んだ終了スイッチ信号を確認する(ステップS2)。運転者が自動操舵制御の開始を指示した時点では終了スイッチは“OFF”であるので、ステップS1で読み込んだ車線情報に基いて車線幅中央位置を算出する(同S6)。この場合、車線検出部3の車線情報が、区分車線情報であれば、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置とし、マーカ列情報を用いる場合はマーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とするのが通常である。
【００２９】
次にCPU42は、ステップS1で読み込んだ開始スイッチ信号を確認する(同S7)。開始スイッチは“ON”であるので、ステップS6で算出した車線幅中央位置と設定値1及び設定値2とをそれぞれステップS8及びS9で比較する。設定値1及び設定値2は、目標車線内位置を設定する際の調整量の左右の限界値である。
【００３０】
従って、ステップS8で車線幅中央位置＜設定値1である場合は、車線幅中央位置に対して車両が右に寄りすぎていることを意味しており、車両を左に移動するよう運転者を誘導するため、左インジケータランプ8aを点灯し(同S15)、逆にステップS9で車線幅中央位置＞設定値2である場合は、車両を右に移動するように運転者を誘導するため、右インジケータランプ8bを点灯する(同S16)。
【００３１】
ステップS15またはS16によって左右のインジケータランプ8a,8bを点灯した場合は、ステップS17において制御フラグを確認する。制御フラグは、自動操舵制御が行なわれているか否かを示すフラグであり、この時点では制御フラグは“OFF”であるので、図中▲１▼に示す如く操舵無制御(同S5)として処理を終了する。
【００３２】
ステップS8及びS9で設定値1≦車線幅中央位置≦設定値2である場合は、調整量を設定可能であるので、“0”から車線幅中央位置を減じた値を調整量とし(同S10)、制御フラグを“ON”にし(同S11)、さらに、左右インジケータランプ8a,8bを消灯する(同S12)。
【００３３】
さらにCPU42は、ステップS10において記憶した調整量を、ステップS6で算出した車線幅中央位置に加算することにより、目標車線内位置を決定する(同S13)。この目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
(a)目標車線内位置＝0：目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
(b)目標車線内位置＜0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。
(c)目標車線内位置＞0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
【００３４】
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する(ステップS18)。
すなわち、目標車線内位置＝0の場合(a)には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップS19において、操舵アクチュエータ5を中立保持するように制御する。
【００３５】
また、目標車線内位置＜0の場合(b)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップS20において、操舵アクチュエータ5を左転舵制御する。
さらに目標車線内位置＞0の場合(c)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップS21において、操舵アクチュエータ5を右転舵制御を行う。
【００３６】
(2) 自動操舵制御中
次に、上記(1)におけるステップS10で調整量が記憶された後の自動操舵制御中の動作を説明する。
上記(1)の場合と同様に、CPU42は、開始／終了スイッチ信号と車線情報とを読み込む(ステップS1)。
【００３７】
次にCPU42は、ステップS1で読み込んだ終了スイッチ信号を確認し(同S2)、自動操舵制御中は終了スイッチが“OFF”であるので、ステップS1で読み込んだ車線情報に基いて車線幅中央位置を算出する(同S6)。
さらにCPU42は、ステップS1で読み込んだ開始スイッチ信号を確認する(同S7)。通常、運転者による開始スイッチ1の操作は自動操舵制御の開始時のみであるので、自動操舵制御中における開始スイッチは“OFF”になっているため、ステップS14で制御フラグを確認する。既に上記(1)のステップS11で制御フラグが“ON”になっているので、左右インジケータランプ8a,8bを消灯し(ステップS12)、ステップS6で算出した車線幅中央位置に上記(1)のステップS10で記憶した調整量を加算することにより、目標車線内位置を決定する(ステップS13)。
【００３８】
このようにして決定した目標車線内位置について、以降ステップS18〜S21の処理を上記(1)と同様に行なう。
なお、上記(1)のステップS15またはS16で左または右のインジケータランプ8a,8bを点灯して、操舵無制御(ステップS5)として終了している場合は、ステップS14で制御フラグが“OFF”であるので、左右インジケータランプ8a,8bを消灯して(同S4)、操舵無制御(同S5)として処理を終了する。
【００３９】
また、例外的な処理として、自動操舵制御中に開始スイッチ1が操作された場合を想定すると、上記(1)と同様な処理が行なわれるが、ステップS15またはS16で左または右のインジケータランプ8a,8bを点灯した場合でも、ステップS17で制御フラグが“ON”であるため、以前に記憶された調整量のままで自動操舵制御が継続されることになる。
【００４０】
(3) 自動操舵制御の終了時または手動操舵中
次に、自動操舵制御中に運転者が終了スイッチ2を操作し、自動操舵制御の終了を指示した直後または手動操舵中における動作を説明する。
上記(1)及び(2)と同様に、まずCPU42は、開始／終了スイッチ信号と車線情報とを読み込む(ステップS1)。
【００４１】
次にCPU42は、ステップS1で読み込んだ終了スイッチ信号を確認し(同S2)、終了または手動操舵中は終了スイッチが“ON”であるので、制御フラグを“OFF”にし(同S3)、左右インジケータランプ8a,8bを消灯して(同S4)、操舵無制御(同S5)として処理を終了する。
【００４２】
なお、上記の実施例においては、自車左右方向中心線を基準として相対的に求めた車線幅中央位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めている。この場合、車両と車線との相対位置は、車両を基準とする車線（車線幅中央位置）の相対位置である。
【００４３】
これとは逆に、車線を基準とする車両の相対位置を車両と車線との相対位置として使用することも可能である。すなわち、車線（区分車線位置又は車線幅中央位置）を基準として相対的に求めた自車の特定位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めても上記と同様の動作を実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、演算部が、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置を求める共に、開始スイッチによって自動操舵制御の開始が指示されたときの相対位置が該車線内の所定の範囲内であれば、この相対位置を該車両の目標車線内位置として操舵アクチュエータの制御を行い、開始スイッチによって自動操舵制御の開始が指示されたときの相対位置が所定の範囲外であれば警告部を作動させることにより、該相対位置が所定の範囲内になる方向へ車両を移動するように運転者に促すように構成したので、自動操舵制御の開始時に許容範囲内の任意の目標車線内位置を運転者が容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動操舵制御における目標車線内位置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図３】図2に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
1 開始スイッチ
2 終了スイッチ
3 車線検出部
4 演算部
5 操舵アクチュエータ
6 フラッシャユニット
7,7a,7b フラッシャランプ
8,8a,8b インジケータランプ
9 警告装置
10 車両
100 目標車線内位置設定可能範囲
CC 車両中心線
CL 車線幅中央位置
RL 右側区分車線
LL 左側区分車線
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

運転者が自動操舵制御の開始を指示するための開始スイッチと、
車線検出部と、
車両の移動方向を該運転者に促す警告部と、
該車線検出部によって検出された車線と該車両との相対位置を求めると共に、該開始スイッチによって該自動操舵制御の開始が指示されたときの該相対位置が該車線内の所定の範囲内であれば該相対位置を該車両の目標車線内位置とし、該所定の範囲外であれば該相対位置が該所定の範囲内になる方向へ該車両の移動を該運転者に促すように警告部を作動させる演算部と、
該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする自動操舵装置。
請求項１において、
該演算部が、該開始スイッチによって該自動操舵制御の開始が指示されたときに該相対位置が該所定の範囲内であれば該目標車線内位置の調整量を記憶することを特徴とした自動操舵装置。
請求項１または２において、
該警告部が、車両の室内に設置された方向指示装置のランプであることを特徴とした自動操舵装置。
請求項１または２において、
該警告部が、音声警告装置であることを特徴とした自動操舵装置。
請求項１から４のいずれかにおいて、
該演算部は、該相対位置を、車線幅中央位置又は区分車線位置と車両基準位置との相対位置とすることを特徴とした自動操舵装置。