JP5266933B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、運転者による車線変更の行動に、車線逸脱防止制御の作動を合致させることである。
(構成)
本発明の実施形態は、本発明に係る車線逸脱防止装置を搭載した後輪駆動車両である。この後輪駆動車両は、自動変速機とコンベンショナルディファレンシャルギヤとを搭載し、前後輪とも左右輪の制動力を独立制御可能な制動装置を搭載している。
図1は、本実施形態を示す概略構成図である。
図中の符号1はブレーキペダル、2はブースタ、3はマスタシリンダ、4はリザーバである。通常は、運転者によるブレーキペダル1の踏込み量に応じて、マスタシリンダ3で昇圧された制動流体圧を各車輪5FL〜5RRの各ホイールシリンダ6FL〜6RRに供給する。また、マスタシリンダ3と各ホイールシリンダ6FL〜6RRとの間には制動流体圧制御部7を介装している。
撮像部13は、自車両前方の撮像画像から例えば白線(レーンマーカ)等の車線区分線を検出する。撮像部13は、その検出した車線区分線を基に、走行車線を検出する。さらに、撮像部13は、検出した走行車線を基に、自車両の走行車線と自車両の前後方向軸とのなす角(ヨー角)φ、走行車線中央からの横変位X及び走行車線曲率β等を算出する。この撮像部13は、算出したこれらヨー角φ、横変位X及び走行車線曲率β等を制駆動力コントロールユニット8に出力する。また、走行車線曲率βを後述のステアリングホイール21の操舵角δに基づいて算出することもできる。
図2に示すように、処理を開始すると、先ずステップS1において、前記各センサやコントローラ、コントロールユニットから各種データを読み込む。具体的には、各センサが検出した、各車輪速度Vwi、操舵角δ、アクセル開度θt、マスタシリンダ液圧Pm及び方向スイッチ信号、駆動トルクコントロールユニット12からの駆動トルクTw、撮像部13からヨー角φ、横変位X及び走行車線曲率β、並びにレーダ装置14L,14Rから検出結果を読み込む。
前輪駆動の場合
V=(Vwrl+Vwrr)/2
後輪駆動の場合
V=(Vwfl+Vwfr)/2
・・・(1)
また、このように算出した車速Vは好ましくは通常走行時に用いる。例えば、ABS制御等が作動している場合、そのABS制御内で推定している推定車体速度を前記車速Vとして用いるようにする。また、図示しないナビゲーション装置でナビゲーション情報に利用している値を車速Vとして用いても良い。
図3に示すように、先ずステップS21において、所定時間T後の車両重心横位置の推定横変位Xsを算出する。具体的には、前記ステップS1で得たヨー角φ、走行車線曲率β及び現在の車両の横変位X、及び前記ステップS2で得た車速Vを用いて、下記(2)式により推定横変位Xsを算出する。
Xs=Tt・V・(φ+Tt・V・β)+X ・・・(2)
ここで、Ttは前方注視距離算出用の車頭時間である。この車頭時間Ttに自車速Vを乗じると前方注視点距離になる。また、車頭時間Tt後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位Xsとなる。この(2)式によれば、例えばヨー角φが大きくなるほど、推定横変位Xsは大きくなる。
XL=(L−H)/2 ・・・(3)
ここで、Lは車線幅である。Hは車両の幅である。車線幅Lについては、撮像部13が撮像画像を処理して得ている。また、ナビゲーション装置から車両の位置を得たり、ナビゲーション装置の地図データから車線幅Lを得たりすることもできる。
続いてステップS23において、逸脱判断フラグFoutを設定する。すなわち、前記ステップS22において、車線逸脱傾向ありと判定した場合(|Xs|≧XL)、逸脱判断フラグFoutをONにする(Fout=ON)。また、前記ステップS22において、車線逸脱傾向なしと判定した場合(|Xs|<XL)、逸脱判断フラグFoutをOFFにする(Fout=OFF)。
続いてステップS4において、後側方の障害物を検出する。具体的には、前記ステップS1で読み込んだレーダ装置14L,14Rの検出結果(後側方障害物検出情報)を基に、後側方の障害物を検出する。より詳しくは、前記ステップS3で設定した逸脱判断フラグFoutがONである場合に、逸脱方向Doutにレーダ装置14L,14Rが後側方の障害物を検出しているときには、後側方障害物検出判断フラグFbsをONに設定する(Fbs=ON)。
方向スイッチ信号が示す方向(ウインカ点灯側)と、前記ステップS3で得た逸脱方向Doutが示す方向とが同じ場合、運転者が意識的に車線変更していると判定し、逸脱判断フラグFoutをOFFに変更する(Fout=OFF)。すなわち、車線逸脱傾向なしとの判定結果に変更する。また、方向スイッチ信号が示す方向(ウインカ点灯側)と、前記ステップS3で得た逸脱方向Doutが示す方向とが異なる場合、逸脱判断フラグFoutを維持し、逸脱判断フラグFoutをONのままにする(Fout=ON)。すなわち、車線逸脱傾向ありとの判定結果を維持する。
なお、後述のように、逸脱判断フラグFoutがONの場合、車線逸脱防止制御として自車両へのヨーモーメント付与を開始するから、この自車両へのヨーモーメント付与と同時に該警報出力がなされる。しかし、これに限定されるものではなく、例えば車両へのヨーモーメント付与の開始タイミングよりも警報の出力タイミングを早くするもともできる。
Ms=K1・K2・(|Xs|−XL) ・・・(4)
ここで、本実施形態における車線逸脱防止制御の処理は、走行車線から自車両が逸脱回避完了するまでに、該車線逸脱防止制御の処理ルーチンを複数回実行することを前提とした処理になっている。すなわち、車線逸脱防止制御では、逸脱状態に応じて変化するヨーモーメント(具体的には、目標ヨーモーメントMs)を連続的に逐次自車両に付与していき、走行車線からの自車両の逸脱回避を完了させている。このステップS9及び後述のステップS10の処理は、そのような車線逸脱防止制御の処理内容を前提として、目標ヨーモーメントを補正等するものである。
ステップS33では、後側方障害物検出判断フラグFbsがONか否かを判定する。ここで、後側方障害物検出判断フラグFbsがONの場合(Fbs=ON)、ステップS34に進む。また、後側方障害物検出判断フラグFbsがOFFの場合(Fbs=OFF)、該図7に示す処理(ステップS9の処理)を終了する。
Ms=Ms・Kstr ・・・(5)
ここで、(5)式の右辺のMsは、前記ステップS8で算出した目標ヨーモーメントである。
続いてステップS36において、前記ステップS35の補正に対応し補正実行判断フラグFhを設定する。すなわち、前記ステップS35で目標ヨーモーメントを補正した場合、補正実行判断フラグFhをONに設定する(Fh=ON)。そして、該図7に示す処理(ステップS9の処理)を終了する。
ステップS43では、目標ヨーモーメントMsが零よりも大きいか否かを判定する。ここで、目標ヨーモーメントMsが零よりも大きい場合(Ms>0)、ステップS44に進む。また、そうでない場合(Ms=0)、ステップS46に進む。
なお、ここでの操舵角の変化量Δθ2は、車線逸脱防止制御の終了時には運転者が自車線内に自車両を戻すために戻し操舵をするのが通常であるから、その戻し操舵に係るものになる。
Ms=Ms−LDEC ・・・(6)
ここで、前記ステップS44で制御終了勾配LDECを設定している場合(Fh=ONが前提)、前記ステップS9で目標ヨーモーメントMsを補正していることから、(6)式により算出する目標ヨーモーメントMsは、そのように補正されている目標ヨーモーメントMsを該制御終了勾配LDECにより減算した値になる。
Pgf=Kgv・Kgx・(|Xs|−XL−Xβ) ・・・(7)
逸脱判断フラグFoutがOFFの場合、すなわち車線逸脱傾向がないとの判定結果を得た場合、下記(8)式及び(9)式に示すように、各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl,fr,rl,rr)を制動液圧Pmf,Pmrにする。
Psfl=Psfr=Pmf ・・・(8)
Psrl=Psrr=Pmr ・・・(9)
ここで、Pmfは前輪用の制動液圧である。また、Pmrは後輪用の制動液圧であり、前後配分を考慮して前輪用の制動液圧Pmfに基づいて算出した値になる。例えば、運転者がブレーキ操作をしていれば、制動液圧Pmf,Pmrはそのブレーキ操作の操作量(マスタシリンダ液圧Pm)に応じた値になる。
|Ms|<Ms1の場合
ΔPsf=0 ・・・(10)
ΔPsr=Kbr・Ms/T ・・・(11)
|Ms|≧Ms1の場合
ΔPsf=Kbf・(Ms/|Ms|)・(|Ms|−Ms1)/T ・・・(12)
ΔPsr=Kbr・(Ms/|Ms|)・Ms1/T ・・・(13)
ここで、Ms1は設定用しきい値を示す。また、Tはトレッドを示す。なお、トレッドTは、便宜上前後で同じ値である。また、Kbf,Kbrは、制動力を制動液圧に換算する場合の前輪及び後輪についての換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。
Psfl=Pmf
Psfr=Pmf+ΔPsf
Psrl=Pmr
Psrr=Pmr+ΔPsr
・・・(14)
Psfl=Pmf+Pgf/2
Psfr=Pmf+ΔPsf+Pgf/2
Psrl=Pmr+Pgr/2
Psrr=Pmr+ΔPsr+Pgr/2
・・・(15)
Psfl=Pmf+ΔPsf
Psfr=Pmf
Psrl=Pmr+ΔPsr
Psrr=Pmr
・・・(16)
車両走行中、各種データを読み込むとともに(前記ステップS1)、車速Vを算出する(前記ステップS2)。また、推定横変位Xsを基に、逸脱傾向を判定する(逸脱判断フラグFoutを設定する、前記ステップS3)。さらに、後側方の障害物を検出する(後側方障害物検出判断フラグFbsを設定する、前記ステップS4)。そして、運転者の操舵操作等から運転者の車線変更の意思を検出して、その検出結果を基に、逸脱傾向の判定結果を変更する(逸脱判断フラグFoutを変更する、前記ステップS5)。このとき、運転者が意識的に車線変更しようとしていると判断できるような場合でも、その車線変更しようとしている車線に後側方の障害物を検出しているときには(Fbs=ONの場合)、逸脱判断フラグFoutをOFFに変更しないようにする。
一方、車線逸脱防止制御では、その制御終了時には、制御終了勾配LDECをもって目標ヨーモーメントMsを減少させている。このとき、図12に示すように、逸脱方向の隣接車線に後側方の障害物を検出したとして、目標ヨーモーメントMsを補正している場合には、制御終了勾配LDECを通常時のものよりも小さくしている。加えて、制御終了時からの操舵角の変化量Δθ2が大きくなるほど、制御終了勾配LDECを大きくしている。
(1)この実施形態では、走行車線に対する逸脱方向、かつ自車両の後側方で検出した障害物、特に車両を基に、車線変更に対するリスクの度合いを判定している。これに対して、障害物を人間等とすることもできる。また、障害物以外の対象、例えば走行環境を基に、車線変更に対するリスクの度合いを判定することもできる。
なお、この実施形態では、制駆動力コントロールユニット8のステップS3の処理は、走行車線に対する自車両の逸脱傾向を判定する車線逸脱傾向判定手段を実現している。また、制駆動力コントロールユニット8のステップS12の処理は、前記車線逸脱傾向判定手段が車線逸脱傾向が発生していると判定した場合、走行車線に対する自車両の逸脱を防止する車線逸脱防止制御を行う逸脱防止制御手段を実現している。また、制駆動力コントロールユニット8のステップS5の処理は、前記走行車線に対して逸脱傾向が発生している方向への運転者の車線変更の意思を検出する車線変更意思検出手段を実現している。また、制駆動力コントロールユニット8のステップS4、ステップS5及びステップS9の処理は、前記車線変更意思検出手段が前記運転者の車線変更の意思を検出した場合、その車線変更のリスクの度合いを判定するリスク判定手段、及び前記リスク判定手段がリスクが高いと判定した場合、前記車線逸脱防止制御を作動させて、前記リスク判定手段がリスクが低いと判定した場合、前記車線逸脱防止制御を抑制する制御補正手段を実現している。
(1)運転者が意識的に車線変更しようとしていると判断できるような場合でも、その車線変更しようとしている車線に後側方の障害物を検出しているときには(Fbs=ONの場合)、逸脱判断フラグFoutをOFFに変更しない。これにより、車線逸脱防止制御を作動させるようにしている。すなわち、リスク判定手段は、走行車線に対して逸脱傾向が発生している方向への運転者の車線変更の意思を検出した場合、その車線変更のリスクの度合いを判定する。そして、制御補正手段は、リスクが高いと判定したときには、車線逸脱防止制御を作動させている。また、制御補正手段は、リスクが低いと判定したときには、車線逸脱防止制御を抑制している。これにより、運転者が車線変更を中止する可能性が高い状況下で、車線逸脱防止制御を作動させることができ、運転者が車線変更を中止する可能性が低い状況下で、車線逸脱防止制御を抑制できる。その結果、車線逸脱防止制御が運転者に違和感を与えてしまうのを防止できる。
(8)ステアリングホイールの操舵操作を基に、 運転者の車線変更の意思を検出している。これにより、運転者が方向指示器を操作せずに逸脱方向に車線変更する場合でも、運転者の車線変更の意思を検出することができる。
Claims (4)
- 走行車線に対する自車両の逸脱傾向を判定する車線逸脱傾向判定手段と、
前記車線逸脱傾向判定手段が逸脱傾向が発生していると判定した場合、走行車線に対する自車両の逸脱を防止する車線逸脱防止制御を行う逸脱防止制御手段と、を備えた車線逸脱防止装置において、
さらに、前記走行車線に対して逸脱傾向が発生している方向への運転者の車線変更の意思を検出する車線変更意思検出手段と、
前記走行車線に対する逸脱方向で、自車両の後側方の障害物と自車両との距離を検出する障害物検出手段と、
前記車線変更意思検出手段が前記運転者の車線変更の意思を検出した場合、前記障害物検出手段が検出した前記自車両の後側方の障害物と自車両との距離が、自車両の速度に応じて設定される所定のしきい値未満の場合には、その車線変更のリスクの度合いが高いと判定するリスク判定手段と、
前記リスク判定手段がリスクが高いと判定した場合、前記車線逸脱防止制御を作動させて、前記リスク判定手段がリスクが低いと判定した場合、前記車線逸脱防止制御を抑制する制御補正手段と、
を備え、
前記制御補正手段は、前記リスク判定手段が前記リスクが高いと判定した場合、前記車線逸脱防止制御の制御量が、走行車線に対して逸脱傾向が発生している方向へのステアリングホイールの切り増し操舵量が多くなるほど多くなる様に補正することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 前記制御補正手段は、前記車線逸脱防止制御の制御量を前記切り増し操舵量が多くなるほど多くなる様に補正した後に車線逸脱防止制御を終了する時には、該補正を行わずに車線逸脱防止制御を終了する時よりも該制御量の減少割合が大きくなるように補正をすることを特徴とする請求項1に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記制御補正手段は、自車線方向へのステアリングホイールの切り戻し操舵量が多くなるほど、前記制御量の減少割合を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車線変更意思検出手段は、ステアリングホイールの操舵操作を基に、 前記運転者の車線変更の意思を検出することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車線逸脱防止装置。
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