JP4687392B2 - 沿道情報の確度を判断して自動操舵制御を行う車輌 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輌に係り、特に道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取ることにより得られる沿路情報に基づいて自動操舵制御を行う車輌に係る。

道路に沿って装備された白線によるガイドラインの如き情報源を車輌に装備されたカメラの如き情報読取り装置により読み取ることにより得られる沿路情報に基づいて自動車等の車輌の自動操舵制御を行うことは、例えば下記の特許文献１に記載されている如く既に考えられている。この特許文献１では、更に、ガイドラインが途中で認識できなくなったときには、所定時間が経過するまで、その直前の操舵制御量を保持し、その後徐々に操舵制御を解除することが記載されている。
特開平１０-２０３３９５

道路に沿って装備された白線によるガイドラインの如き情報源を車輌に装備されたカメラの如き情報読取り装置により読み取ることにより沿路情報を得ることには、雨による路面の濡れや太陽光線の反射によりガイドラインがカメラに映らなくなったり、ガイドラインが途中で一部消えていたり、ガイドラインが描き直された後元のガイドラインが一部残っている等の種々の要因により、沿路情報の読み違いが生じたり、或は沿路情報が途中で一時得られなくなる等の問題がある。沿路情報が途中で一時的に得られなくなるという問題に対しては、上記の特許文献１に於いて提案されている如く、沿路情報が得られなくなったときから所定時間が経過するまで、その直前の操舵制御量を保持することも有効であると考えられるが、操舵制御量を不変に保持しても自動操舵制御が適切に維持される時間は、車輌走行の状況によってまちまちであり、それを一律に定める場合の最大値は安全上かなり限られた値となる。

一方、道路に沿って装備された白線によるガイドラインの如き情報源を車輌に装備されたカメラの如き情報読取り装置により読み取ることにより沿路情報を得て車輌の自動操舵制御を行うに当たっては、得られた沿路情報について高い確度があることが望まれる。

本発明は、上記の事情に鑑み、白線によるガイドライン等の読み取りにより得られる沿路情報に基づく車輌の自動操舵制御を高い安全性の下に実行し、また更に、沿路情報の一時途切れに対しても車輌の走行状況の如何にかかわらず可及的に長い距離にわたって安全に車輌の自動操舵制御を維持することができる車輌を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取ることにより得られる沿路情報に基づいて自動操舵制御を行う車輌にして、前記沿路情報の確度を道路地図提供手段が提供する道路地図情報に基づいて判断し、該確度が所定の基準に適合しないときには、前記沿路情報に基づく自動操舵制御を行わないようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。

上記の通り、本発明に関して「沿路情報」とは、道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取ることにより得られる情報であり、車輌に搭載されたカメラによる路面の白線の視認映像の如く、車輌から見た道路の存在状態を示す情報であり、道路に対する車輌の位置によって変化する情報である。一方、本発明に関して「道路地図情報」とは、上記の通り、道路地図提供手段が提供する情報であり、カーナビゲイションシステムが示す道路地図の如く、空から見た道路の存在状態を示す情報であり、車輌の存在やその位置に左右されない情報であり、既に情報記憶手段に記憶されている情報である。（カーナビゲイションシステムの画面は車輌の進行と共に移動したり回転したりするが、画面そのものは変化しない。）

前記情報源は道路に沿って設けられた進路表示手段であり、前記情報読取り装置は前記進路表示手段を車輌の前方領域に於いて読み取ることにより車輌の前方領域に於ける道路の曲率を求め、この曲率と前記道路地図情報より得られる車輌の前方領域に於ける道路の曲率とが所定の範囲を越えて異なるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていてよい。

前記情報源は路面に沿って描かれたガイドラインであり、また前記情報読取り装置はカメラであってよく、また前記道路地図提供手段はカーナビゲイションシステムであってよい。

前記道路地図情報によれば道路が高速道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が高速道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていてよく、また前記道路地図情報によれば道路が一般道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が一般道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていてよい。

前記沿路情報が途中から得られなくなったとき、車輌が所定の距離にわたって走行する間、前記道路地図情報に基づいて自動操舵制御が行なわれるようになっていてよい。

また、車輌には道路の工事規制を検出する道路工事規制検出手段が設けられ、道路の工事規制が検出されたときには自動操舵制御は行われないようになっていてよい。

上記の如く、道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取ることにより得られる沿路情報に基づいて自動操舵制御を行う車輌に於いて、前記沿路情報の確度を道路地図提供手段が提供する道路地図情報に基づいて判断し、該確度が所定の基準に適合しないときには、前記沿路情報に基づく自動操舵制御を行わないようになっていれば、雨による路面の濡れや太陽光線の反射或は描き直し後に残留する不適当な元のガイドライン等により影響されやすい沿路情報の正否をこれらに影響されることのない不変の道路地図情報により確認し、誤った沿路情報を確実に選別除外し、適切な沿路情報のみに基づく車輌の自動操舵制御を行うことができる。

この場合、前記情報源が道路に沿って設けられた進路表示手段であり、前記情報読取り装置が前記進路表示手段を車輌の前方領域に於いて読み取ることにより車輌の前方領域に於ける道路の曲率を求め、この曲率と前記道路地図情報より得られる車輌の前方領域に於ける道路の曲率とが所定の範囲を越えて異なるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていれば、道路地図情報に基づく沿路情報の確度を、沿路情報の局部的な不備に惑わされることなく、道路の延在方向に沿った或る適当な長さに亙って総合的に判断することにより、沿路情報の確度判断の精度を上げ、またそれをフィードフォワード的に行うことにより車輌の走行に伴う沿路情報の確度判断を高い即応性にて実行することができる。

前記情報源が路面に沿って描かれたガイドラインであり、前記情報読取り装置がカメラであれば、情報源を或る長さの延在範囲にわたって視認することができ、この場合、特にカメラにより車輌の前方領域に於いてガイドライン読み取ることにより、車輌の前方領域に於ける道路の状態をその曲率を含めて総合的に認識することができる。

前記道路地図提供手段がカーナビゲイションシステムであれば、車輌の現地点および前方領域に於ける道路地図情報が提供され、それに基づいて道路の曲率を含む総合的な状態を高精度にて得ることができる。

前記道路地図情報によれば道路が高速道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が高速道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていれば、高速道路に於いては或る所定の下限値以下の曲率半径はあり得ないことをもって、その沿路情報には何らかの不備があって使用に適さないと判断することができる。

前記道路地図情報によれば道路が一般道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が一般道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていれば、一般道路に於いても、交差点は別として、或る所定の下限値以下の曲率半径はあり得ないことをもって、その沿路情報には何らかの不備があって使用に適さないと判断することができる。

前記沿路情報が途中から得られなくなったとき、車輌が所定の距離にわたって走行する間、前記道路地図情報に基づいて自動操舵制御が行なわれるようになっていれば、上記の特許文献１に於ける如く沿路情報が途中から得られなくなったときその直前の操舵状態を維持する場合に比して、沿路情報が途中から得られなくなっても自動操舵制御を問題なく続けることができる距離を延ばすことができる。

車輌に道路の工事規制を検出する道路工事規制検出手段が設けられ、道路の工事規制が検出されたときには自動操舵制御は行わないようになっていれば、誤った沿路情報に基づいて自動操舵制御が行われることを事前に確実に回避することができる。

図１は、本発明による車輌の本発明に関係する構成を解図的に示す図である。但し、本発明はその制御の態様に係るソフトウエア的事項であり、図１に現れているハードウェア的構成自体は公知のものである。

図１に示す車輌は４輪駆動車であり、左右の前輪が舵輪である。左右の前輪は、種々の態様にて公知の操舵装置により操舵されるようになっている。操舵装置には、運転者により操作されるステアリングホイール、動力により舵輪を操舵するパワーアクチュエータ、旋回走行に於ける回頭性の過不足（oversteering／understeering）を自動的に補正して車輌の旋回挙動を制御する旋回挙動制御装置の操舵部分を受け持つ操舵角補正装置，ガイドライン等により案内されて自動操舵を行う自動操舵装置が含まれている。これらの基本的な構造は種々の態様に於いて公知である。

前後左右の各車輪は、種々の態様に於いて公知の制動装置により個別に選択的に制動されるようになっている。制動装置には、図には示されていないマスタシリンダ、油圧制御弁を備えた油圧回路が含まれており、運転者によるブレーキペダルの踏み込みに応じて４輪を同時に制動することの他に、自動制御指令に応じて左右の前輪および左右の後輪を個別に選択的に制動することができ、旋回走行に於ける回頭性の過不足を自動的に補正して車輌の旋回挙動を制御する旋回挙動制御装置の制動制御部分を受け持つことができるようになっている。

左右の後輪または前輪或いはこれらの４輪は、当然のことながら、図には示されていない内燃機関その他の動力源により図には示されていない伝動装置を経て駆動されるようになっているが、これらの駆動装置は本発明には直接関連しないので、図１に於いては省略されている。

操舵装置および制動装置は、運転者により制御されることに加えて、マイクロコンピュータを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）により制御されるようになっている。マイクロコンピュータによる制御演算機能の一部として、本発明に関係する自動操舵制御演算部、旋回挙動制御演算部、操舵角補正制御部、制動制御部が含まれている。電子制御装置には、カーナビゲイションシステムから道路地図情報、カメラからガイドラインの視認情報、車速センサセンサより車速Ｖを示す信号、ヨーレートセンサより車体でヨーレートγを示す信号、横加速度センサより車体の横加速度Ｇyを示す信号、操舵角センサよりステアリングホイールによる操舵角θを示す信号が供給される他、必要に応じてその他の種々の情報を示す信号が供給されるようになっている。電子制御装置はこれらの入力信号とマイクロコンピュータに予め装填された制御プログラムに従って種々の制御演算を行い、本発明に従って自動操舵制御を行うようになっている。

図２は、図１に示した自動操舵制御演算部を含む電子制御装置により行われる本発明の車輌の自動操舵制御をそのいくつかの局面を総合的に含む一つの実施の形態に於いて示すフローチャートである。尚、このフローチャートによる制御では、自動操舵制御が行われないときには、旋回挙動制御演算部により旋回走行に於ける回頭性の過不足を自動的に補正して車輌の旋回挙動を制御する旋回挙動制御が行われるようになっている。いずれにしても、かかるフローチャートに沿った制御は、車輌の運行中数１０〜数１００ミリセカンドの周期にて繰り返されてよい。

制御が開始されると、ステップ１０にて、カーナビゲイションシステム、ＶＩＣＳ（vehicle information communication system）、その他の道路地図提供手段より道路地図情報が取得される。この道路地図情報には、高速道路か一般道路かの道路の種別、道路の曲率半径Ｒnab、工事規制情報が含まれるものとする。

次いで、制御はステップを２０へ進み、道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取って沿路情報を取得する操作として、この実施の形態では、車輌に装備されたカメラにて路面に描かれたガイドライン、その他が読み取られ、これによって沿路情報の取得行われる。この場合、カメラによるガイドラインの読み取りは、道路の曲率半径をフィードフォワード的に検出することができるよう、車輌の前方の適当な広さの領域にわたって行われる。尚、沿路情報に工事規制情報が含まれていれば、ここで工事規制情報が読み取られてもよい。

次いで、制御はステップ３０へ進み、工事規制情報による工事規制があるか否かが判断される。答がノー（Ｎ）であれば制御はステップ４０へ進む。答がイエス（Ｙ）であれば、自動操舵制御は行わないものとして、この実施の形態では後述のステップ１８０へ進み、旋回挙動制御が行われる。

ステップ４０に於いては、ステップ２０に於ける沿路情報の取得に於いてガイドラインが検出できているか否かが判断される。答がイエスであれば制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０に於いては、ステップ２０に於いて検出されたガイドラインより道路の曲率半径Ｒdが算出される。

次いで、制御はステップ６０へ進み、ステップ１０に於いて取得された道路地図情報より道路が高速道路であるか否かが判断される。答がノーであれば、制御はステップ７０へ進み、上に算出された道路の曲率半径Ｒdが一例として１００ｍ以下であるか否かが判断される。これに対し、ステップ６０の答えがイエスであれば、制御はステップ８０へ進み、上に算出された道路の曲率半径Ｒdが一例として２３０ｍ以下であるか否かが判断される。いずれの場合にも、答がノーであれば、制御はステップ９０へ進む。これに対し、いずれの場合にも答がイエスであれば、自動操舵制御は行わないものとして、この実施の形態では後述のステップ１８０へ進み、旋回挙動制御が行われる。

ステップ９０に於いては、上にガイドラインの検出に基づいて算出された道路の曲率半径Ｒdと、対応する道路部分についてカーナビゲイションシステムより得られた曲率半径Ｒnabの間の偏差（絶対値）が或る所定の限界値ΔＲ以下であるか否かが判断される。ここで答がイエスであれば、制御はステップ１００へ進み、ステップ２０に於いて検出されたガイドラインに基づく自動操舵制御が行われる。自動操舵制御が行われるときには、次のステップ１１０にてフラグＦが１にセットされる。

ステップ２０にて取得された沿路情報に於いてガイドラインが検出できないときには，ステップ４０の答がノーとなる。このときには制御はステップ１２０へ進み、フラグＦが１であるか否かが判断される。フラグＦは、毎回の車輌の運転が開始され、それに伴って図２に示すフローチャートによる制御が開始されるとき、最初に０にリセットされ、制御がステップ１１０に至ったとき１にセットされるものである。従って、制御の当初からガイドラインが検出できず、制御が当初からステップ４０よりステップ１２０へ進んでいるときには、Ｆは０である。これに対し、ガイドラインが検出でき、ステップ７０または８０の答がノーであって制御がステップ９０へ進み、ステップ９０の答がイエスであって、制御がステップ１００へ進み、ガイドラインに基づく自動操舵制御が行われている途中でガイドラインが検出できなくなったことにより制御が途中からステップ４０よりステップ１２０へ逸れるようになったときには、ステップ１２０の答はイエスである。

ステップ１２０の答がイエスのときには、制御はステップ１３０へ進み、電子制御装置のマイクロコンピュータの一部により構成されたカウンタのカウント値Ｃが制御開始時に０にリセットされた状態から出発して１ずつカウントアップされる。

次いで、制御はステップ１４０へ進み、カウント値Ｃにそのときの車速Ｖを乗じてＱの値が算出される。この値Ｑは、ガイドラインが途中から検出されなくなったとき、検出ができなくなった時点からの時間の経過につれて車輌が進行する距離を表わす。

次いで、制御はステップ１５０へ進み、Ｑの値が或る所定の限界値Ｑoを越えたか否かが判断される。そして答がノーである間、制御はステップ１６０へ進み、ガイドラインに基づく自動操舵制御に代えてカーナビゲイションシステムに基づく自動操舵制御が行われる。この場合、カーナビゲイションシステムによる自動操舵制御が行われるのは、Ｑの値がＱoに達するまでであり、これはその時の車速の如何にかかわらず車輌が或る所定の距離だけ走行するまでである。車輌がカーナビゲイションシステムによる自動操舵制御により予め定められた所定の距離だけ走行しても尚、ガイドラインの検出が回復しないときには、ステップ１５０の答がイエスとなることにより制御はステップ１７０へ進み、ここでフラグＦおよびカウント値Ｃが０にリセットされ、制御はステップ１８０へ進む。その後尚ガイドラインが検出できないときには、ステップ１２０の答がノーとなることにより、制御はステップ１２０より直接ステップ１８０へ進むようになる。

ステップ１８０に於いては、車速センサにより検出された車速Ｖ、ヨーレートセンサにより係止されたヨーレートγ、横加速度センサにより検出された横加速度Ｇy、操舵角センサにより検出された操舵角θに基づき、車輌の旋回挙動制御を行うための目標制御量を操舵角補正制御と制動制御とにどのように振り分けるかに応じて、目標操舵角δstおよび／または各輪の目標制動力Ｆbtiが算出される。かかる旋回挙動制御のための演算は、この技術の分野に於いては種々の態様にて公知である。

次いで制御はステップ１９０へ進み、上に算出されたδstおよび／またはＦbtiによる旋回挙動制御が実行される。

以上に於いては本発明をその制御のいくつかの局面を総合的に含む一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について一つ乃至いくつかの制御局面を省略する等、本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明による車輌の本発明に関係する構成を解図的に示す図。 本発明の車輌の自動操舵制御をそのいくつかの局面を総合的に含む一つの実施の形態に於いて示すフローチャート。

Claims (7)

1. 道路に沿って装備された情報源を車輌に装備された情報読取り装置により読み取ることにより得られる沿路情報に基づいて自動操舵制御を行う車輌にして、前記沿路情報の確度を道路地図提供手段が提供する道路地図情報に基づいて判断し、該確度が所定の基準に適合しないときには、前記沿路情報に基づく自動操舵制御を行わないようになっており、また前記沿路情報が途中から得られなくなったとき、車輌が所定の距離にわたって走行する間を限度として、前記道路地図情報に基づいて自動操舵制御が行なわれるようになっていることを特徴とする車輌。
2. 前記情報源は道路に沿って設けられた進路表示手段であり、前記情報読取り装置は前記進路表示手段を車輌の前方領域に於いて読み取ることにより車輌の前方領域に於ける道路の曲率を求め、この曲率と前記道路地図情報より得られる車輌の前方領域に於ける道路の曲率とが所定の範囲を越えて異なるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車輌。
3. 前記情報源は路面に沿って描かれたガイドラインであり、前記情報読取り装置はカメラであることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌。
4. 前記道路地図提供手段はカーナビゲイションシステムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌。
5. 前記道路地図情報によれば道路が高速道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が高速道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌。
6. 前記道路地図情報によれば道路が一般道路であり、前記沿路情報による道路の曲率半径が一般道路に対し定められた所定の下限値以下であるとき、前記確度は所定の基準に適合しないものとするようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌。
7. 道路の工事規制を検出する道路工事規制検出手段を有し、道路の工事規制が検出されたときには前記自動操舵制御は行われないようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車輌。

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