JP5359516B2 - 車両運転支援装置及び車両運転支援方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自車線からの逸脱を抑制するように運転者の運転を支援したり、自車両側方の障害物を検出すると当該障害物への接近を抑制するように運転者の運転を支援したりする車両運転支援装置及び車両運転支援方法に関する。
従来の運転者の運転を支援する装置としては、例えば特許文献1に記載の技術がある。この技術では、車速が設定車速を越えている場合に、操舵の有無を判定する。そして、操舵方向の自車両側方に存在する障害物までの距離を検出する。その障害物までの距離が設定距離内の場合には障害物側への操舵を抑制制御する。これによって、障害物への接近を運転者に警報することが可能となる。
また、車速が設定車速以下の場合には、制御に移行することはなく、かつ操舵の抑制制御が作動中には、その抑制制御を解除する。これによって、走行路がカーブ路と推定する場合には、操舵の抑制を防止して、車両が走行路から逸脱等するのを回避する。
特開平8−253160号公報
前記従来技術では、車線区分線を取得しない場合、例えば車線区分線が薄く認識しづらい場合やそもそも車線区分線が途切れて存在しない場合には、側方障害物に対する支援制御が必要以上に介入及び解除となるおそれがある。このようなことは、運転者の違和感に繋がる。
本発明は、前記のような点に着目してなされたもので、車線区分線の認識度が低くても、運転者の運転を支援する支援制御を適切に行うことが可能な車両運転支援を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明は、予め設定した所定時間後の自車両の将来の横位置を予測する。その予測した自車両の将来の横位置が、車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置よりも自車線中央側からみて外側に位置すると判定すると、自車線中央側に向かうヨーモーメントを自車両に付与する制御を開始する。このとき、前記車線区分線を検出できない若しくは認識度が低い場合には、車線区分線を正常に検出しているときと比較して、前記制御によるヨーモーメントが付与され難くなるようにする。
本発明によれば、走行中に車線区分線を検出出来なくなった場合や認識度が低くなった場合には、前記制御によるヨーモーメントの付与を抑制する。この結果、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止でき、運転者への違和感を抑えると共に、必要な支援制御を行う。
本発明に基づく実施形態に係る装置の概要構成図である。 本発明に基づく実施形態に係るコントロールユニットの構成を説明する図である。 本発明に基づく第1実施形態に係るコントロールユニットの処理を説明する図である。 本発明に基づく第1実施形態に係る自車両と障害物との関係を示す概念図である。 ロストゲインKt1の特性の例を示す図である。 ロストゲインKt2の特性の例を示す図である。 ロストゲインKt3の特性の例を示す図である。 ゲインK2を説明する図である。 車線区分線を検出出来ない場合における前方がカーブ路である場合の例を示す図である。 車線区分線を検出出来なって、前方注視点が短くなる例を示す図である。 本発明に基づく第2実施形態に係る自車両と障害物との関係を示す概念図である。 本発明に基づく第3実施形態に係る自車両と障害物との関係を示す概念図である。 本発明に基づく第4実施形態に係る認識度に係るゲインとON時間との関係を示す図である。 認識度と復帰時間との関係を示す図である。
(第1実施形態)
次に、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、後輪駆動車両に対し、側方障害物支援制御装置を搭載する場合で例示する。対象とする車両は、前輪駆動であっても四輪駆動であっても良い。
図1は、本実施形態に係る装置の概要構成図である。
(構成)
この車両は、自動変速機とディファレンシャルギヤとを搭載する。そして、前後輪ともに、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。
ブレーキペダル1は、ブースタ2を介してマスタシリンダ3に連結する。なお、符号4はリザーバを示す。マスタシリンダ3は、流体圧回路30を介して各輪の各ホイールシリンダ6FL〜6RRに連結する。これによって、制動制御が作動しない状態では、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で制動流体圧を昇圧する。その昇圧した制動流体圧を、流体圧回路30を通じて、各車輪5FL〜5RRの各ホイールシリンダ6FL〜6RRに供給する。
制動流体圧制御部7は、流体圧回路30中のアクチュエータを制御して、各輪への制動流体圧を個別に制御する。そして、各輪への制動流体圧を、制駆動力コントロールユニット8からの指令値に応じた値に制御する。アクチュエータとしては、各ホイールシリンダ液圧を任意の制動液圧に制御可能な比例ソレノイド弁が例示出来る。
ここで、制動流体圧制御部7及び流体圧回路30は、例えばアンチスキッド制御(ABS)、トラクション制御(TCS)又はビークルダイナミクスコントロール装置(VDC)で使用する制動流体圧制御部を利用すれば良い。制動流体圧制御部7は、単独で各ホイールシリンダ6FL〜6RRの制動流体圧を制御する構成とすることも可能である。そして、後述する制駆動力コントロールユニット8から制動流体圧指令値を入力した場合には、その制動流体圧指令値に応じて各制動流体圧を制御する。
また、この車両に駆動トルクコントロールユニット12を設ける。
駆動トルクコントロールユニット12は、駆動輪である後輪5RL、5RRへの駆動トルクを制御する。この制御は、エンジン9の運転状態、自動変速機10の選択変速比及びスロットルバルブ11のスロットル開度を制御することで実現する。すなわち、駆動トルクコントロールユニット12は、燃料噴射量や点火時期を制御する。また同時に、スロットル開度を制御する。これによって、エンジン9の運転状態を制御する。
また、駆動トルクコントロールユニット12は、制御の際の情報である駆動トルクTwの値を、制駆動力コントロールユニット8(車両制御手段)に出力する。
なお、この駆動トルクコントロールユニット12は、単独で後輪5RL、5RRの駆動トルクを制御することも可能である。ただし、制駆動力コントロールユニット8から駆動トルク指令値を入力したときには、その駆動トルク指令値に応じて駆動輪トルクを制御する。
またこの車両前部に、画像処理機能付きの撮像部13を備える。撮像部13は、走行車線内の自車両の位置を検出するために使用する。この撮像部13は、例えばCCD(Charge Coupled Device)カメラからなる単眼カメラで構成する。
そして、撮像部13は、自車両前方を撮像する。そして、撮像部13は、撮像した自車両前方の撮像画像について画像処理を行い、白線(レーンマーカ)等の車線区分線を検出し、その検出した車線区分線に基づいて、走行車線を検出する。
さらに、撮像部13は、その検出した走行車線に基づいて、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)φfront、走行車線に対する横変位Xfront、及び走行車線曲率β等を算出する。撮像部13は、算出したヨー角φfront、横変位Xfront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。
このとき、撮像部13は、車線区分線を検出出来なかった場合には、検出出来なかった旨の信号を制駆動力コントロールユニット8に出力する。また、撮像した画像の精度に応じ、検出の認識度の情報についても制駆動力コントロールユニット8に出力する。
ここで、撮像画像の画質(認識度)が所定以上であっても、料金所付近などでは、車線区分線がないので、車線区分線を検出することは出来なくなる。
ここで、撮像部13は、走行車線をなす車線区分線を検出して、その検出した車線区分線に基づいて、ヨーφfrontを算出している。このため、ヨー角φfrontは、撮像部13の車線区分線の検出精度に大きく影響する。
また、車両に、レーダ装置24L/Rを備える。レーダ装置24L/Rは、それぞれ自車両左右の側方障害物を検出する為のセンサである。このレーダ装置24L/Rは、少なくとも自車両側方の所定の死角エリアに存在する障害物の存在の可否を検出できるように設定してある。望ましくは、障害物との相対横位置POSXobst、相対縦位置DISTobst、相対縦速度dDISTobstの検出を左右それぞれ検出できるものとする。
また、マスタシリンダ圧センサ17、アクセル開度センサ18、操舵角センサ19、方向指示スイッチ20、車輪速度センサ22FL〜22RRを備える。
マスタシリンダ圧センサ17は、マスタシリンダ3の出力圧、すなわちマスタシリンダ液圧Pmを検出する。アクセル開度センサ18は、アクセルペダルの踏込み量、すなわちアクセル開度θtを検出する。操舵角センサ19は、ステアリングホイール21の操舵角(ステアリング舵角)δを検出する。方向指示スイッチ20は、方向指示器による方向指示操作を検出する。車輪速度センサ22FL〜22RRは、各車輪5FL〜5RRの回転速度、所謂車輪速度Vwi(i=fl、fr、rl、rr)を検出する。そして、これらセンサ等は、検出した検出信号を、制駆動力コントロールユニット8に出力する。
制駆動力コントロールユニット8(車両制御手段)は、図2に示すように、将来位置予測手段8A、制御開始判定手段8Bを備える。制御開始判定手段8Bは、開始判定抑制手段8Baを備える。
将来位置予測手段8Aは、運転者の操舵入力に基づいて、予め設定してある所定時間である前方注視時間Tt後の自車両MMの将来位置を予測する。前方注視時間Ttには、基準となる初期値として第1所定時間Tt0を設定する。
制御開始判定手段8Bは、自車両側方の障害物を検出していると判定している場合に、前記自車両の将来位置(将来の横位置)が、前記障害物に近い側の車線区分線を基準とした障害物距離X2obstの横位置(所定の車線幅方向位置)に到達、若しくは障害物距離X2obstよりも障害物側の横位置に位置することで、制御開始を判定する。障害物距離X2obstの横位置よりも障害物側とは、自車線中央側からみて障害物距離X2obstの横位置よりも外側を意味する。
制駆動力コントロールユニット制御手段8は、制御開始判定手段8Bが制御開始を検出すると、障害物への接近を防止するように(即ち車線中央方向に向かうヨーモーメントを発生するように)自車両を制御するヨーモーメントMsを算出する。
開始判定抑制手段8Baは、車線区分線を検出できない若しくは認識度が低くなったと判定すると、車線区分線を検出しているときと比較して、前方注視時間Ttを、初期値として予め設定した前方注視時間Tt0よりも短くする。すなわち、前方注視時間Ttを短くする事によって制御が介入し難く、つまり制御開始の判定を抑制する。
次に、制駆動力コントロールユニット8の処理について、図3を参照して説明する。
制駆動力コントロールユニット8の処理は、例えば10msec毎の所定サンプリング時間(制御サイクル)ΔT毎にタイマ割込によって実行する。なお、この図3に示す処理内には通信処理を設けていないが、演算処理によって取得した情報は、随時、記憶装置に更新して記憶すると共に、必要な情報を随時、記憶装置から読み出す。
先ずステップS10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、マスタシリンダ液圧Pm及び方向スイッチ信号を取得する。
次に、ステップS20にて、車速Vを算出する。すなわち、車速Vを、下記(1)式のように車輪速度Vwiに基づいて算出する。
V=(Vwrl+Vwrr)/2 (:前輪駆動の場合)
V=(Vwfl+Vwfr)/2 (:後輪駆動の場合)
・・・(1)
ここで、Vwfl、Vwfrは左右前輪それぞれの車輪速度である。Vwrl、Vwrrは左右後輪それぞれの車輪速度である。すなわち、前記(1)式では、車速Vを、従動輪の車輪速の平均値として算出している。なお、本実施形態では、後輪駆動の車両であるので、後者の式、すなわち前輪の車輪速度により車速Vを算出する。
また、ABS(Anti−lock Brake System)制御などの別の自動制動制御装置が作動している場合には、その別の制動制御装置で推定している推定車体速度を取得して、前記車速Vとして用いる。
次に、ステップS30では、左右の各レーダ装置24L/Rからの信号に基づき、自車両MMの左右側方について、障害物SMの存在Lobst・Robstの有無を取得する。なお、より検出精度の高いセンサを使用する場合には、自車両MMに対する側方障害物SMの相対位置および相対速度も取得する。ここで、図4に示すように、自車両MM側方とは、自車両MMに対して斜め後方位置も含む。
次に、ステップS35で、車線区分線の検出状況の判定を行う。
すなわち、撮像部13からの認識情報に基づき、左右の車線区分線の検出の有無を判定し、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftを設定する。車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftは、それぞれ右側及び左側の車線区分線についての情報である。車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftは、それぞれ車線区分線を正常に検出した場合には、「0」を設定し、車線区分線を検出できなかった場合には「1」を設定する。また、認識度が通常よりも低い場合には「2」を設定する。認識度が通常よりも低い場合とは、車線区分線は検出可能であるが、検出精度が低い場合を指す。
また、車線区分線の検出不能となってからの継続時間を、左右の車線区分線毎に個別にカウントする。この継続時間を、ロスト時間LTr、LTlと呼ぶ。対応する側の車線区分線を検出すると「0」クリアする。
次に、ステップS40では、撮像部13から、現在走行している走行路における自車両MMの横変位(横位置)Xfront、及び走行車線の曲率βfrontを読み込む。
また、現在走行している走行路に対する自車両MMのヨー角φfrontを算出する。このヨー角φfrontは、レーン内の走行状況を検出するために使用する。
本実施形態では、このヨー角φfrontは、撮像部13による実測値を使用する。
ただし、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、操舵側の車線区分線が検出出来ていない場合には、今まで検出していた車線区分線に基づいてヨー角φfrontを算出する。例えば、撮像部13が撮像した近傍の車線区分線に基づいて、ヨー角φfrontを算出する。この場合には、例えば、自車両MMの横変位Xfrontを用いて、下記(2)式によりヨー角φfrontを算出する。なお、車線区分線を検出している場合も、同様にして算出しても良い。
φfront=tan-1(dX′/V(=dX/dY)) ・・・(2)
ここで、
dX :横変位Xfrontの単位時間当たりの変化量
dY :単位時間当たりの進行方向の変化量
dX′:前記変化量dXの微分値
である。
また、近傍の車線区分線に基づいてヨー角φfrontを算出する場合、前記(2)式のように、横変位Xfrontを用いてヨー角φfrontを算出することに限定しない。例えば、近傍で検出した車線区分線を遠方に延長して、その延長した車線区分線に基づいて、ヨー角φfrontを算出しても良い。車線区分線を検出出来ない場合は、この処理によってヨー角φfrontを算出すれば良い。
次に、ステップS50では、中立ヨーレートφ’pathを算出する。
車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、操舵側の車線区分線を検出出来ている場合には、下記(3)式によって、中立ヨーレートφ’pathを算出する。
φ’path=βfront×V ・・・(3)
この中立ヨーレートφ’pathは、自車両MMが走行路に沿った走行を維持するために必要なヨーレートである。中立ヨーレートφ’pathは、直進路を走行中はゼロとなる。しかし、カーブ路ではその曲率βfrontによって、中立ヨーレートφ’pathが変化する。従って、この中立ヨーレートφ’pathを算出する際に、前記走行車線の曲率βfrontを用いる。
なお、この走行経路を維持するための中立ヨーレートφ’pathは、所定の間の時間のヨーレートφ’の平均値φ’aveを用いたり、あるいは時定数の大きいフィルタをヨーレートφ’に掛けたりした値を簡易的に算出しても良い。
一方、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、操舵側の車線区分線を検出していない場合には、中立ヨーレートφ’pathに「0」を設定する。
これは、車線区分線を検出していないので、中立ヨーレートφ’pathの推定精度が良くないためである。中立ヨーレートφ’path=「0」とは、直線路と推定したことになる。
ただし、操舵側のロスト時間が所定時間以内の場合には、車線区分線の検出が出来なくなる直前の中立ヨーレートφ’pathが「0」でなく、且つ操舵方向がカーブのアウト側である場合には、前記直前の中立ヨーレートφ’pathを、今回の中立ヨーレートφ’pathとして使用しても良い。または、所定の間の時間のヨーレートφ’の平均値φ’aveを用いたり、あるいは時定数の大きいフィルタをヨーレートφ’に掛けたりした値で、中立ヨーレートφ’pathを算出しても良い。
次に、ステップS60において、前方注視時間Ttを設定する。
すなわち、下記式のように、予め設定してある前方注視時間Tt0を、前方注視時間Ttとして設定する。
Tt ← Tt0
前方注視時間Tt0は、運転者の将来の障害物SMとの接近状況を予測するための閾値を決定づけるための予め定められた所定の時間である。例えば、前方注視時間Tt0を1秒に設定しておく。
また、目標ヨーレートΨdriver及びΨdriverhoseiを算出する。
目標ヨーレートΨdriverは、下記式のように、操舵角δと車速度Vから算出する。この目標ヨーレートΨdriverは、操舵に応じて発生させる目標のヨーレートである。Kvはゲインである。
Ψdriver = Kv・δ・V
更に、目標ヨーレートΨdriverhoseiを、下記(4)式によって算出する。この目標ヨーレートΨdriverhoseiは、目標ヨーレートΨdriverから、走行路を走行するために必要となるヨーレートφ’pathを除いた値である。これによって、カーブ路を走行するための操舵による影響を除去する。
Ψdriverhosei= Ψdriver − φ’path ・・・(4)
次に、ステップS65で、前方注視時間Ttを調整する。
前方注視時間Ttの調整処理を、車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleftに応じて区分する。
「車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleft=0の場合」
車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、車線区分線が正常に検出出来ている場合には、そのままステップS70に移行する。
「車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleft=1の場合」
一方、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、車線区分線を検出していない場合には、まず、第1ロストゲインKt1を、図5のようなマップに基づき設定する。すなわち第1ロストゲインKt1を、ロスト時間(ロストしてから、ロスト状態が継続している時間)に応じて小さく設定する。図5のマップでは、ロストゲインKt1は、ロスト時間が所定時間経過前は「1」であり、ロスト時間が所定時間経過後は、ロスト時間が長いほど小さな値となる。
次に、車線区分線を検出できていないことを検出した初めての制御サイクルで、第2ロストゲインKt2を、図6のようなマップに基づき設定する。車線区分線を検出できなくなったときの自車速V0が、所定車速以下の場合には、自車速が小さければ小さいほど、第2ロストゲインKt2に小さい値を設定する。
そして、下記式によって、前方注視時間Ttを調整する。そして、ステップS70に移行する。
Tt ← Tt×Kt1×Kt2
「車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleft=2の場合」
また、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftに基づき、車線区分線を検出しているが、認識度が低い場合には、認識度KDに応じて、図7のように、第3ロストゲインKt3を設定する。すなわち、認識度が低い程、第3ロストゲインKt3に小さな値を設定する。
そして、下記式によって、前方注視時間Ttを調整する。そして、ステップS70に移行する。
Tt ← Tt×Kt3
認識度KDは、例えば車線区分線における、エッジの濃淡の差分やトラッキングのぶれ度合いから求める。トラッキングのぶれ度合いとは、複数の車線候補点に基づき設定した車線区分線を基準とし、その車線区分線からの前記各車線候補点の偏差を統計処理した値である。統計処理としては、例えば偏差の平均値や標準偏差、合計値を使用する。認識度KDは、例えばエッジの濃淡の差分が小さい程小さくなる係数を設定すると共に、トラッキングのぶれ度合いが大きくなるほど小さくなる係数を設定し、これらの設定された係数を乗算した値を認識度KDとしても良いし、エッジの濃淡の差分が小さい程小さくなる係数やトラッキングのぶれ度合いが大きくなるほど小さくなる係数をそれぞれ認識度KDとしても良い。これら算出された認識度KDが予め定められた所定の値以下となった場合に認識度が低いと判定する。
ここで、前方注視時間Ttは、左右の車線区分線毎に個別に調整しておく。そして、左右の障害物に応じて、隣接する車線区分線に対応する前方注視時間Ttを使用する。
次に、ステップS70では、下記(5)式に基づき、現在の走行路位置に対する横方向の自車両予測位置ΔXbを算出する。この自車両予測位置ΔXbは、走行路を離脱して車線変更を行うか否かの判定に使用する。すなわち、自車両予測位置ΔXbは、障害物SMに対する回避の支援制御を開始するかどうかに使用する。実際には、この自車両予測位置ΔXbも、左右個別に求める。
ΔXb =(K1φ+K2φm+K3φm’) ・・・(5)
ここで、
φ :ヨー角
φm :目標ヨー角速度
φm’:目標ヨー角加速度
である。
また、前記目標ヨー角速度φmは、下記式となる。
φm =Ψdriverhosei×Tt
目標ヨー角加速度φm’は、下記式となる。
φm’= φm×Tt2
ここで、自車両予測位置ΔXbを、ヨー角の次元とするために、前方注視距離Lを用いると、下式で表すことができる。
ΔXb=L・(k1φ+k2φm×T+k3φm’×Tt2
ここで、前方注視距離Lと前方注視時間Ttとは、下記式の関係にある。
前方注視距離L=前方注視時間Tt×車速V
こうした特性をふまえると、設定ゲインK1は車速を関数とした値となる。また、設定ゲインK2は、車速と前方注視時間を関数とした値となる。設定ゲインK3は、車速と、前方注視時間の2乗を関数とした値となる。
なお、自車両MMの予測位置を、下記式のように、操舵角成分と操舵速度成分を個別に求めてセレクトハイによって算出しても良い。
ΔXb= max(K2φm、K3∫φm’)
次に、ステップS80では、制御開始のための、予め定められた所定の車線幅方向位置としての判定閾値を設定する。この判定閾値は、側方障害物SMに対する回避制御を開始するかどうかの判定閾値となる。
本実施形態では、自車両MMの側面方向の予め設定をした所定の障害物検出範囲内に障害物SMが存在すると検出した場合に、車線区分線位置を基準として、車線区分線から外側に変位した車線幅方向位置である障害物距離X2obstを、判定閾値として設定する(図4参照)。この障害物距離X2obstは、仮想的に障害物SMが存在するものとして設定をする値である。すなわち、車線区分線から外側に変位した障害物距離X2obstに、障害物SMが存在するものとして処理することとなる。なお、障害物距離X2obstを設定する車線区分線からの変位量を「0」としても良い。この場合には、車線区分線と障害物距離X2obstとが同位置となる。
また、レーダ装置24L/Rの検出において、障害物SMとの距離を所定精度で検出可能な場合には、自車両MMと障害物SMとの横方向相対距離ΔO(=X0+X2obst)を検出する。そして、その横方向相対距離ΔOを使用して、ΔO−X0(=X2obst)を、図4に示すように、前記判定閾値として使用する。なお、車線区分線を考慮に入れない場合(例えば、目標ヨーレートを中立ヨーレートφ′pathで補正しない場合)には、次のようなことがある。すなわち、横方向相対距離ΔOが小さくなった場合に、自車両と障害物との相対運転が、走行路の経路維持のためのものか車線変更のためのものかの区別が付かなくなる。
この場合には、車線区分線と障害物との横距離(ΔO−X0)が、障害物距離X2obstとなる。もっとも、横方向相対距離ΔOが検出可能な場合であっても、横距離(ΔO−X0)そのものを障害物距離X2obstとする必要はない。例えば、若干余裕を持って、(ΔO−X0)−αを障害物距離X2obstとしたり、(ΔO−X0)に1未満のゲインを掛けた値を障害物距離X2obstとしたりしても良い。
ここで、走行路に沿った方向にY軸をとり、走行路と垂直方向つまり車線幅方向にX軸を取ったX−Y座標系を使用する。そして、X軸座標上で障害物SMの横位置を検出する。この横位置に基づき、前記横方向相対距離ΔOを求める。
なおここで、障害物SMを検出する範囲として設定する障害物検出範囲は、自車両MMの側方における、所定の縦・横位置範囲となるように設定する。また縦位置については、障害物SMが自車両MMに対して接近する相対速度が大きければ大きいほど、障害物検出範囲が広くなるように設定しても良い。
次に、ステップS90にて、制御開始の判定を実施する。
まず、障害物SMの存在Lobst・Robstの有無を判定する。障害物が左右共に存在しない場合には、障害物回避制御判断フラグFout_obstをOFFに設定する。そして、ステップS100に移行する。
一方、左右の少なくとも一方に障害物SMが存在する場合には、障害物が存在する車線区分線側について、下記式を満足する場合に、制御開始と判定する。
X2=ΔXb−XO ≧ X2obst
XOは、自車両と車線区分線との間の横距離である。なお、車線区分線が検出出来ていない場合には、例えば、検出出来なくなる直前の横距離を使用する。
すなわち、図4に示すように、自車両MMの将来予測位置ΔXbが、障害物距離ΔX2obst以上となったか否かを判定する。そして、前記条件を満足した場合に、障害物SM側への車線変更操作等があったとして、障害物SMに対する制御開始と判定する。障害物SMに対する制御開始と判定した場合には、障害物回避制御Fout_obstをONに設定する。前記条件を満足しない、すなわち、将来予測位置ΔXbが判定閾値未満の場合には、障害物回避制御判断フラグFout_obstをOFFに設定する。
なお、この将来予測位置ΔXbは、実施には、車両の左側及び右側のそれぞれについてΔXbL/ΔXbRとして求めて、個別に判定を行う。
またここで対象とする障害物SMは、自車両MMの後側方向の車両に対して設定するだけでなく、隣接車線前方の対向車両に対しても制御対象としても良い。
但し、障害物距離X2obstとして、車線区分線と障害物との横位置(ΔO−X0)を使用する場合には、次のように判定しても良い。
すなわち、図4に示すように、自車両MMの将来予測位置ΔXbが検出障害物SMとの距離ΔOとなった場合に、つまり下記式を満足する場合に、運転者が障害物SMに接触するような車線変更操作などを行ったと判断する。
ΔXb−X0 ≧ ΔO −X0
この式は、下記式と同義であるので、実際には、下記式で判定する。
ΔXb ≧ ΔO
ここで、将来予測位置ΔXbが判定閾値未満か判定する場合に、ΔXb−ΔO <X2−F等のようにしてF分のヒスをもたせても良い。すなわち、不感帯を設定しても良い。すなわち、制御介入閾値と制御終了閾値との間に不感帯を設けても良い。
また、Fout_obstをONに設定可能なのは、Fout_obstがOFFとなっている場合とする。また、Fout_obstをONに設定可能とする条件として、Fout_obstをOFFと設定した後所定時間経過した後とするなど、時間的な条件を加えても良い。また、Fout_obstをONと判定してから所定時間Tcontrolが経過したら、Fout_obst=OFFとし制御を終了しても良い。
さらに、障害物回避制御の実施中においては、将来予測位置の判定方向によって、制御の実施方向Dout_obstを判定する。将来予測位置が左になった場合には、Dout_obst=LEFTとし、右になった場合にはDout_obst=RIGHTと設定する。
ここで、アンチスキッド制御(ABS)、トラクション制御(TCS)又はビークルダイナミックスコントロール装置(VDC)が作動している場合には、障害物回避制御判断フラグFout_obstをOFFに設定する。これは、自動制動制御が作動中は、障害物回避制御を作動させないようにするためである。
なおこうした判定方法は、障害物SM方向へのヨー角φ、操舵角δ、操舵速度δ’それぞれに対して閾値を設定し、それらの閾値を障害物SMに接近すればするほど制御開始の判定がしづらくなるように設定することと同義となる。目標ヨーレートφm’は一般的に広く使用する公式のとおり操舵角(と車速)の関係によって求まるものだからである。
次に、ステップS100では、警報発生の処理を行う。
ここでは、ステップS90にて制御開始の位置(判定閾値)に到達したと判定と判定した場合には、警報を発生する。
なお警報は、上述の前方注視時間に基づく前方注視点が制御開始の位置に到達する前に発生するようにしても良い。例えば、ステップS70での検出に用いている前方注視時間Ttよりも長くなるように、所定のゲインKbuzz(>1)を掛ける。そして、(Tt×Kbuzz)を使用して(5)式に基づき算出した前方注視点が、ステップS90での制御開始の位置に到達したと判断した時に警報を発生する。またステップS90において障害物回避システムの作動を開始すると判定して警報を発生し、それから所定の時間経過の後に、制御を開始するようにしても良い。
次に、ステップS110にて、目標ヨーモーメントMsを設定する。
また、障害物回避制御判断フラグFout_obstがONの場合には、下記のように目標ヨーモーメントMsを前記の式により算出する。障害物回避制御判断フラグFout_obstがOFFの場合には、目標ヨーモーメントMsを0に設定して、次のステップS120に移行する。
すなわち、障害物回避制御判断フラグFout_obstがONの場合に、目標ヨーモーメントMsを、下記式によって求める。
Ms=K1recv×K2recv×ΔXs ・・・(6)
ΔXs =(K1mom・φ+K2mom・φm)
ここで、K1recvは車両諸元から決まる比例ゲイン(ヨー慣性モーメント)である。K2recvは車速Vに応じて変動するゲインである。ゲインK2recvの例を、図8に示す。図8に示すように、例えばゲインK2recvは、低速域で大きい値になり、車速Vがある値になると、車速Vと反比例の関係となり、その後ある車速Vに達すると小さい値で一定値となる。また設定ゲインK1momは車速を関数とした値となる。また、設定ゲインK2momは、車速と前方注視時間を関数とした値となる。
この(6)式によれば、白線とのヨー角度φや運転者が切り増しをしたステアリングによって定常的に発生するヨーレートが大きくなるほど、目標ヨーモーメントMsは大きくなる。
あるいは、目標ヨーモーメントMsを、下記(7)式から算出しても良い。この(7)式は、(6)式に対して、ゲインK3(=1/Tt2)を掛けることと同義である。このゲインK3は、前方注視時間Ttが大きくなるほど減少するゲインとなる。
Ms= K1recv×ΔXb/(L×Tt2) ・・・(7)
どの程度の時間Tをかけてヨー角を制御するかを示す前記(7)式を使用すると、次のようになる。すなわち、制御時間Tを前方注視時間Ttと一致させて設定させておくことで、前方注視時間Ttが短くなった際には、車両を戻すための時間Tが短くなる。この結果として制御量が強くなる。すなわち、前方注視時間Ttを短くしても、ゲインK3が大きくなるため、制御開始する際の制御量は大きくなる。この結果、運転者に対しては前方注視時間Ttの設定によらず、状況に沿った違和感の少ない制御を実施することが可能となる。
なお、前記Fout_obstの判定は、操舵情報に基づいて将来の進路変更を予測するものである。
次に、ステップS120では、障害物回避のための目標ヨーモーメントMsを発生させるための指令を算出して出力した後に、復帰する。
ここで、本実施形態では、障害物回避のためのヨーレートMsを発生するための手段として、制駆動力を用いてヨーモーメントを発生する場合の例を、以下に説明する。
なお、ヨーレートを発生させる手段としてステアリング反力制御装置を用いる場合には、ステアリング反力FrstrはFrstr=K×Msとして反力を発生すれば良い。
またヨーレートを発生させる手段としてステアリング制御装置を用いる場合には、ステアリング角STRθはSTRθ=K×Ms’として求めた結果をステアリングに付与すれば良い。
またヨーレートを発生させる手段としてはステアリング制御装置を用い、その操舵力(操舵トルク)をSTRtrg=K×Msとして求めて発生しても良い。
目標ヨーモーメントMsが0の場合、すなわちヨーモーメント制御を実施しない条件との判定結果を得た場合には、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。
一方、目標ヨーモーメントMsの絶対値が0より大きい場合、すなわち障害物回避制御を開始するとの判定結果を得た場合には、次のような処理を行う。
すなわち、目標ヨーモーメントMsに基づいて、前輪目標制動液圧差ΔPsf及び後輪目標制動液圧差ΔPsrを算出する。具体的には、下記(10)式及び(11)式により目標制動液圧差ΔPsf、ΔPsrを算出する。
ΔPsf=2・Kbf・(Ms×FRratio)/T ・・・(10)
ΔPsr=2・Kbr・(Ms×(1−FRratio))/T ・・・(11)
ここで、
FRratio:設定用しきい値
T:トレッド
Kbf、Kbr: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
である。
なお、前記トレッドTは、ここでは便宜上前後同じ値として扱う。また、Kbf、Kbrは、ブレーキ諸元により定まる。
このように、目標ヨーモーメントMsの大きさに応じて車輪で発生させる制動力を配分する。つまり、各目標制動液圧差ΔPsf、ΔPsrに所定値を与え、前後それぞれの左右輪で制動力差を発生させる。そして、算出した目標制動液圧差ΔPsf、ΔPsrを用いて、最終的な各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl、fr、rl、rr)を算出する。
具体的には、実施方向Dout_strがLEFTの場合、すなわち左側の障害物SMに対する障害物回避制御を実施する場合には、下記(12)式により各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl、fr、rl、rr)を算出する。
Psfl=Pmf
Psfr=Pmf+ΔPsf
Psrl=Pmr
Psrr=Pmr+ΔPsr
・・・(12)
また、実施方向DoutがRIGHTの場合、すなわち右側の車線区分線に対して車線逸脱傾向がある場合、下記(13)式により各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl、fr、rl、rr)を算出する。
Psfl=Pmf+ΔPsf
Psfr=Pmf
Psrl=Pmr+ΔPsr
Psrr=Pmr
・・・(13)
この(12)式及び(13)式によれば、車線逸脱回避側の車輪の制動力が大きくなるように、左右輪の制駆動力差が発生する。
また、ここでは、(12)式及び(13)式が示すように、運転者によるブレーキ操作、すなわち制動液圧Pmf、Pmrを考慮して各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl、fr、rl、rr)を算出している。
そして、制駆動力コントロールユニット8は、このようにして算出した各車輪の目標制動液圧Psi(i=fl、fr、rl、rr)を制動流体圧指令値として、制動流体圧制御部7に出力する。
(動作・作用)
自車両の走行状態であるヨー角φ、ヨー角速度φm等に基づき、前方注視時間Tt後の自車両の将来の横位置として自車両予測位置ΔXbを求める。
そして、障害物SMを検出した側の自車両予測位置ΔXbが、車線区分線を基準として、車線区分線よりも外側の障害物距離X2obst以上となると、障害物回避のための支援制御を開始する(図4参照)。支援制御開始と判定すると、自車両予測位置ΔXbに基づき、制御量として目標ヨーモーメントMsを算出し、その目標ヨーモーメントMsを発生するように制駆動力を制御する。これによって、障害物への接近を防止する方向に自車両を制御することとなる。なお、障害物への接近を防止する方向に自車両を制御するために、自車線中央側に向かうヨーモーメントが発生するように制御する。
ここで、車線区分線の認識度が低い場合(具体的には、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftが「1」または「2」になった状態)である場合には、前方注視時間Ttを予め設定された前方注視時間Tt0よりも短くなる方向に調整する。また、車線区分線が検出出来ない状態(具体的には、車線区分線フラグCAMLOSTright及びCAMLOSTleftが「1」になった状態)が継続するほど、走行経路の確からしさが低い状態であると判断できる。このため、車線区分線が検出出来ない状態が継続している時間に応じて、前方注視時間Ttを短くなる方向に調整する。
例えば図4の状態で、車線区分線の検出が出来なかった場合に、図9のように、前方経路がカーブ路の場合も想定出来る。すなわち、自車両と障害物との相対横距離が短くなっても、車線区分線が検出出来なくなると、車線変更のためか、前方がカーブ路のためか精度良く認識出来ない。
このとき、本実施形態では、図10のように、前方注視時間Ttを短くする方向に調整する。つまり、前方注視点が現在の位置に近づいて、制御が開始し難くなる。
これによって、車線区分線を検出出来ない場合でも、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止する。すなわち、制御介入頻度が低下することで、側方障害物回避の制御による車両挙動の変動を抑制して、運転者への違和感を低減できる。
また、前方注視時間Ttを短くするだけであるので、必要な側方障害物に対する支援制御は行う。
すなわち、違和感のある制御開始を抑制しつつ、運転者が障害物SM方向への意図的に操舵した際の制御開始が可能となる。
ここで、レーダ装置24L/Rは障害物検出手段を構成する。撮像部13が車線検出手段を構成する。操舵角センサ19が操舵入力検出手段を構成する。
ステップS70が将来位置予測手段8Aを構成する。ステップS35,S65が開始判定抑制手段8Baを構成する。ステップS80、S90が、制御開始判定手段8Bを構成する。
(本実施形態の効果)
(1)車線検出手段は、走行中の車線の車線区分線を検出する。将来位置予測手段は、予め設定した所定時間後の自車両の将来の横位置を予測する。制御開始判定手段は、将来位置予測手段が予測した自車両の将来の横位置が、所定の車線幅方向位置よりも自車線中央側からみて外側に位置すると判定すると、制御開始と判定する。そして、車両制御手段は、制御開始判定手段が制御開始を判定すると、自車線中央側に向かうヨーモーメントを車両に付与するように自車両を制御する。
また、前記車両制御手段は、前記車線検出手段による車線区分線の認識度が所定の値よりも低い場合、前記車両制御手段によるヨーモーメントの付与を抑制する。
本実施形態によれば、走行中に車線区分線の認識度が低くなった場合には制御開始を抑制する。この結果、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止すると共に、必要な支援制御を行う。すなわち、違和感のある制御開始を抑制しつつ、運転者が意図的に操舵した際の制御開始を可能となる。
以上によって、車線区分線の認識度が低くても、支援制御を適切に行うことを可能とする。
(2)制御開始判定手段8Bが、自車両の将来位置と、障害物に近い側の車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置おりも障害物側に位置すると判定すると、制御開始を判定する。このとき、開始判定抑制手段8Baが、車線検出手段によって障害物に近い側の車線区分線の認識度が低くなったと判定すると、制御開始を抑制する。
すなわち、車線区分線の認識度が低くなると、制御開始の判定を抑制する。
これによって、必要な側方障害物に対する支援制御を可能としつつ、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止する。すなわち、運転者への違和感のある制御開始を抑制しつつ、運転者が障害物SM方向への意図的に操舵した際の制御開始を可能となる。
この結果、車線区分線を検出できない場合があっても、側方障害物に対する支援制御を適切に行うことを可能とする。
ここで、車線区分線を検出している状態では、走行路の車線区分線を検出して障害物に対する自車両の将来位置を判定している。これによって車線区分線を基準とすることで、カーブ路を走行中の操舵であっても適切に障害物側に向かっているか否かを判定可能となる。これによって、カーブ路であっても、側方障害物を回避するための支援制御を適切に行うことが可能となる。
(3)開始判定抑制手段8Baは、将来位置を予測する際の前記所定時間を短くすることで、制御開始の判定を抑制する。
これによって、簡易に制御開始の判定を抑制することが出来る。
(4)前記車線検出手段で車線区分線を検出できないと判定すると、車線区分線を認識できたときの情報に基づき車線区分線の位置を推定する。そして、前記制御開始判定手段は、前記車線検出手段で車線区分線を検出できない場合、前記推定した車線区分線に基づき制御開始を判定する。また、前記開始判定抑制手段は、前記制御開始判定手段が基準とした車線区分線が前記推定した車線区分線の場合、当該車線区分線の認識度が正常な場合に比較して制御開始の判定を抑制する。
走行中に車線区分線が検出できなくなった場合には制御開始を抑制する。この結果、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止すると共に、必要な支援制御を行う。すなわち、違和感のある制御開始を抑制しつつ、運転者が意図的に操舵した際の制御開始を可能となる。
以上によって、車線区分線が検出出来なくなった場合でも、支援制御を適切に行うことを可能とする。
(5)開始判定抑制手段8Baは、前記車線区分線が検出できない状態の継続時間が長いほど、制御開始の判定を抑制する。
ここで、車線区分線の認識状況の低化が続くにつれて、経路情報の確からしさが低下する。また、自車両の進行方向が変わる確率も高くなる。これに鑑み、車線区分線の認識状況の低化が続くにつれて、制御開始の判定がさらに行われにくくする。これによって、運転者にとって違和感のある制御介入を、より抑制することが可能となる。
(6)開始判定抑制手段8Baは、車線検出の認識度が所定の値よりも低くなったと判定すると、車速が低いほど、制御開始の判定を抑制する。すなわち、車速が低くなるほど、制御開始の判定が行われ難くなる。
車速が低いほど、車両の振れが大きくなって、つまりヨーレートが大きく成りがちとなって、不必要に制御の介入、終了を繰り返す可能性がある。これに対し、不必要な制御の介入を抑えることが可能となる。
すなわち、車速が低く、より小回りな動きが起こり得るような状況においても、運転者にとって違和感のある制御の介入が実施されることを軽減可能となる。
(7)前記車両制御手段は、前記開始判定抑制手段によって制御開始判定手段の制御開始の判定が抑制されている場合、車線中央側に向かうヨーモーメントを車両に付与するように自車両を制御する制御量の制御ゲインを高く補正する。すなわち、すなわち制御開始の判定を抑止すると、制御量の制御ゲインを高く補正する。
前方注視点を短くするなどして制御介入が遅れても、大きい制御量を発生できる。すなわち、障害物SMへの接近状況に応じて、接近が近ければ大きな制御を発生し、遠ければ小さな制御を発生することが出来る。この結果、運転者の感覚にあった制御量の発生が可能となる。
(変形例)
(1)前記実施形態では、前方注視時間Ttに対し、車線区分線を検出できない状態の継続時間であるロスト時間に応じたロストゲインを乗算することで、前方注視時間Ttを短く補正している。これによって、前方注視点を調整して、制御開始の判定を抑制している。また、前方注視点を調整することで、制御作動中における制御量(目標ヨーモーメントMs)も調整している。
これに代えて、ステップS70で算出する自車両予測位置ΔXbに前記ロストゲインを乗算しても良い。効果は同様である。なお、自車両予測位置ΔXbは、前方注視点の横位置に関する値である。
(2)または、ステップS90の制御開始タイミングの判定条件における、ΔXbに前記ロストゲインを乗算することで、制御開始の判定の抑制を調整しても良い。この場合には、ロストゲインで、制御開始の判定を調整しても、制御作動中における制御量(目標ヨーモーメントMs)がロストゲインに影響を受ける事がない。
(3)また、上述の例では、前方注視時間Tt若しくは自車両予測位置ΔXbに、ゲインKtを乗算して前方注視点の位置を調整している。すなわち、前方注視点に係る値の全体に対し、Ktを掛けて制御タイミングを調整している。
その関係の式を、下記に示す。
ΔXb = Kt・(K1φ+K2φm+K3φm’)
Ktはロストゲインである。
代わりに、下記式のように、前記ΔXbの各変数であるφ、φm、φm′に個別にKt相当のゲインを乗算しても良い。
ΔXb =(Kta・K1・φ+Ktb・K2・φm+Ktc・K3・φm’)
このように、各φ、φm、φm′に対し個別にゲインを調整するようにしても良い。
例えば、操舵角成分と操舵速度成分のうち操舵角成分を多く減少することで制御開始の判定を抑制する。すなわち、運転者の操舵入力による操舵量のうち、操舵速度の成分を多く調整する。この場合、修正操舵や意図的な通常の操舵に対して制御開始と判定することを抑制する。また、車線区分線が見えにくいシーンにおいて効果的に違和感のある制御開始を抑制しつつ、運転者が障害物SM方向への意図的に操舵した際の制御開始を可能となる。
すなわち、車線区分線を検出出来なくなった後の経路の形状がどの程度変わり得るかの不確実性が増せば増すほど制御開始を抑制するというものである。修正操舵が発生しやすい状況で小さく設定するゲインは、障害物方向に操舵をした際に障害物方向へ車線変更をして障害物に接触に至りうる状況の判断を行う際に参照する操舵角や操舵速度について、制御開始の判定をするための量が大きくなることを意味する。
前記開始判定抑制手段は、前記将来走行路検出手段で検出する操舵角成分と操舵速度成分のうち操舵角成分を多く補正する。
運転者の操舵のうち経路を走行しうる経路がカーブであったりする可能性がある。このため、操舵角に対して定常的な偏差が発生する可能性が高い操舵角成分についてのゲインを低下させる。これによって、ある操舵速度の入力があり車線変更しようとする操作の検出性を残しつつ、定常的な経路を走行することで不要な制御が繰り返し実施されることを緩和することが可能となる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記第1実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、前記第1実施形態と同様である。但し、制御開始の判定が異なる。
前記第1実施形態では、ステップS90にて、左右の少なくとも一方に障害物SMが存在する場合に、制御開始の判定を行う場合を例示した。
これに代えて、本実施形態では、ステップS90にて、障害物SMの存在の有無に関係なく、自車両の将来の横位置が所定の判定閾値(車線区分線を基準とした所定の車線幅方向位置)よりも車線幅方向外側である場合には、自車両が車線を逸脱する可能性が有ると判断して制御開始を判定する。すなわち、本実施例における車両制御は、車線逸脱を防止する車線逸脱防止制御として機能する。
この場合には、車線区分線位置を基準とした車線幅方向位置である障害物距離X2obstを「0」、若しくは予め設定した所定距離として、車線区分線位置よりも内側に設定する。このため、障害物距離X2obstを負の値とする。なお、本実施形態における車両制御は上述の通り、障害物SMの存在の有無に関係なく、自車両の将来の横位置が所定の判定閾値よりも車線幅方向外側である場合には、自車両が車線を逸脱する可能性が有ると判断して制御開始を判定する車線逸脱防止制御である為、障害物SMの検出は行なわない。従って、本実施形態における障害物距離X2obstは第1実施形態に記載の様な障害物と車線区分線との距離を想定したものではなく、単に予め定められた所定の距離を意味するが、本実施形態においては便宜上障害物距離X2obstと記載する。
この場合の図4に対応する図を、図11に示す。
この場合には、障害物との相対距離が無いのでΔOの設定を行わない。
そして、ステップS90にて、下記式を満足する場合に、制御開始と判定する。
ΔXb ≧ X0 +X2obst (≦ X0)
(動作・作用)
この実施形態では、自車両予測位置ΔXbが、車線区分線を基準として、車線区分線よりも内側に予め設定された所定の車線幅方向位置(障害物距離X2obst)、若しくは予め設定された所定の車線幅方向位置(障害物距離X2obst)よりも車線区分線外側に位置すると、車線区分線からの逸脱を抑制するための支援制御(車両制御)を開始する(図11参照)。支援制御開始と判定すると、自車両予測位置ΔXbに基づき、制御量として目標ヨーモーメントMsを算出し、その目標ヨーモーメントMsを発生するように制駆動力を制御する。これによって、自車線の中央側に向かうヨーモーメントを自車両MMに付与することで車線区分線からの逸脱を抑制する方向に自車両を制御することとなる。
これによって、自車両が自車線から逸脱することを抑制可能となる。
その他の車線区分線の認識状況に応じた前方注視時間Ttの設定を含む動作及び作用は前記第1実施形態と同様である。
ここで、本実施形態に記載した車線逸脱防止制御に第1実施形態に記載したような障害物回避制御を組み合わせることも考えられる。この場合は、車線逸脱防止制御と障害物回避制御の、いずれか一方の制御が先に制御を開始した場合には、先に制御開始した制御を優先し、その制御が終了するまで他方の制御を実施しないようにしても良い。
(本実施形態の効果)
(1)走行中に車線区分線の認識度が低くなった場合には、制御開始を抑制する。この結果、必要以上に車線逸脱抑制のための制御の開始・終了の発生を防止すると共に、必要な支援制御を行う。すなわち、違和感のある車線逸脱抑制のための制御開始を抑制しつつ、運転者が意図的に操舵した際の制御開始を可能となる。
以上によって、車線区分線の認識度が低くても、車線逸脱抑制のための支援制御を適切に行うことを可能とする。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、前記各実施形態と同様である。但し、制御開始の判定を抑制する方式が異なる。
すなわち、前記第1実施形態では、前方注視時間Ttに対し、ロストゲインを乗算することで、前方注視時間Ttを短く補正している。これによって、前方注視点を調整して、制御開始の判定を抑制している。また、第1実施形態の変形例(1)では、これに代えて、ステップS70で算出する自車両予測位置ΔXbに前記ロストゲインを乗算して、制御開始の判定を抑制することを記載している。
本実施形態では、これに代えて又はこれに併せて、車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置である、障害物距離X2obstを大きくなるように調整して、つまり予め定められた所定の車線幅方向位置を車線幅方向外側に移動させることで、制御開始の判定を抑制する。ここで、前記障害物距離X2obstは、車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置を規定する値である。
例えば、図12のように、障害物距離X2obstを、補正係数ΔOh(>0)だけ初期値よりも大きく設定する。
すなわち、ステップS90にて制御開始の判定をする際に、下記式を満足する場合に制御開始と判定する。
X2 = ΔXb −XO ≧X2obst +ΔOh
若しくは
ΔXb ≧ ΔO +ΔOh
ここで、前記説明では、補正係数ΔOhを加えることで、車線区分線を基準とした車線幅方向位置を車線幅方向外側に移動させている。これに代えて、X2obst若しくはΔOに対して、1よりも大きなゲインを掛けることで、車線区分線を基準とした車線幅方向位置を車線幅方向外側に移動させても良い。
その他の構成は、前記各実施形態と同様である。
(本実施形態の効果)
(1)開始判定抑制手段は、前記車線区分線を基準とした車線幅方向位置を車線区分線外側方向へ移動させることにより、制御開始の判定を抑制する。
これによって、簡易に制御開始の判定を抑制することが出来る。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、前記各実施形態と同様である。但し、車線区分線の認識度が低いことの判定、及びそのときの車線区分線の認識度KDの演算が異なる。
前記第1実施形態では、車線区分線の認識度KDを、撮像部13が撮像した画像を画像処理して認識した車線区分線自体の画像の認識具合(例えばエッジの濃淡)や認識した車線区分線自体の確からしさ(例えばトラッキングのぶれ度合)によって認識度KDを判定する場合を例示した。
本実施形態では、これに代えて又はこれと併せて、次のようにして、車線区分線の認識度が低いことの判定、及びそのときの車線区分線の認識の認識度KDを求めても良い。
「認識度が低いとの判定について」
下記の横位置無効フラグDFLGa、曲率無効フラグDFLGb、車線変更フラグDFLGc、ブリッジ検出フラグDFLGd、非平行線判定フラグDFLGe、横加速度異常フラグDFLGfのいずれかがONとなった場合に、車線区分線の認識度が低いと判定する。なお、これらのフラグの一部だけを使用して、車線区分線の認識度が低いと判定するようにしても良い。
「横位置無効フラグDFLGaについて」
自車両MMの横変位Xfrontの今回値と、前回値若しくは直近の複数の横変位から予測する現在の位置との偏差が所定偏差以上大きい場合に、横位置無効フラグDFLGaをONとする。所定偏差は、横変位の変化としてあり得ないほど大きいと判定可能な値である。また、横変位Xfrontは、撮像部13が撮像した画像から抽出した車線区分線から演算する。
「曲率無効フラグDFLGbについて」
走行車線の曲率βfrontの今回値と、前回値若しくは直近の複数の曲率から予測する現在の曲率との偏差が所定偏差以上大きい場合に、曲率無効フラグDFLGbをONとする。所定偏差は、曲率の変化としてあり得ないほど大きいと判定可能な値である。また、走行車線の曲率βfrontは、撮像部13が撮像した画像から抽出した車線区分線から演算する。
「車線変更フラグDFLGcについて」
自車両が車線変更中と判定すると、車線変更フラグDFLGcをONとする。
なお、車線変更中は、基準となる自車線が切り替わり、また、車線区分線を跨ぐように走行しているので、対象とする車線区分線の判定が困難な場合を想定出来るために、車線区分線の認識度が低いと判定する。
「ブリッジ検出フラグDFLGdについて」
撮像部13が撮像した走行方向前方の画像に基づき、自車両前方に分岐路の存在を検出したらブリッジ検出フラグDFLGdをONとする。自車両前方とは、例えば所定時間後(例えば2秒後)に自車両MMが分岐路に到達する場合とする。分岐路によって、基準となる自車線が切り替わり、対象とする車線区分線の判定が困難な場合を想定出来るために、車線区分線の認識度が低いと判定する。
「非平行線判定フラグDFLGeについて」
撮像部13が撮像した画像から抽出した、自車線の左右の車線区分線の位置について、相対的な関係が、通常予定されている関係に対し有り得ない場合に、非平行線判定フラグDFLGeをONとする。
有り得ない場合とは、例えば、左右の車線区分線間の間隔が狭まっていくと判定したり、左右の車線区分線間の間隔の時間的な変化が所定以上を指す。
「横加速度異常フラグDFLGfについて」
現在走行している走行路に対する自車両MMのヨー角φfrontの今回値と、前回値若しくは直近の複数のヨー角から予測する現在のヨー角との偏差が所定偏差以上大きい場合に、横加速度異常フラグDFLGfをONとする。所定偏差は、ヨー角の変化としてあり得ないほど大きいと判定可能な値である。また、ヨー角φfrontは、撮像部13が算出する。
「車線区分線の認識度が低いと判定した場合における、車線区分線の認識の認識度KDの演算について」
前記横位置無効フラグDFLGa、曲率無効フラグDFLGb、車線変更フラグDFLGc、ブリッジ検出フラグDFLGd、非平行線判定フラグDFLGe、横加速度異常フラグDFLGfに対応して、ゲインKa、Kb、Kc、Kd、Ke、及びKfを設ける。
ゲインKaは、横位置無効フラグDFLGaがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKaは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ゲインKbは、曲率無効フラグDFLGbがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKbは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ゲインKcは、車線変更フラグDFLGcがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKcは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ゲインKdは、ブリッジ検出フラグDFLGdがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKdは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ゲインKeは、非平行線判定フラグDFLGeがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKeは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ゲインKfは、横加速度異常フラグDFLGfがOFFのときに「1」となり、図13のように、ONの継続時間によって変化する。すなわち、ゲインKfは、ONの継続時間が長いほど、ゼロに向けて小さくなる。
ここで、図12に示す傾きは、各ゲインによって変更しても良い。
そして、認識度KDを下記式によって演算する。
KD =Ka×Kb×Kc×Kd×Ke×Kf
前記式による認識度KDは、全てのフラグがOFFであれば「1」となるが、ONとなるフラグが多いほど、また、ONの継続時間が長いほど、ゼロに近づく値となる。
その他の構成は、前記各実施形態と同様である。
(本実施形態の効果)
(1)本実施形態では、車線区分線自体の画像の認識具合(例えばエッジの濃淡)や認識した車線区分線自体の確からしさ(例えばトラッキングのぶれ度合)以外によって、認識度KDを判定可能となる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、前記各実施形態と同様である。但し、車線区分線を検出できなかった場合若しくは車線区分線の認識度が低い判定した後に、車線区分線を正常に検出したときの処理が異なる。
例えば、前記第1実施形態では、ステップS60において、前方注視時間Ttを、予め設定した初期値である前方注視時間Tt0に設定している。このため、車線区分線を検出できなかった場合若しくは車線区分線の認識度が低い判定した後に、車線区分線を正常に検出すると、直ぐに前方注視時間Ttを前方注視時間Tt0にしている。すなわち、前記第1実施形態では、車線区分線を正常に検出すると、制御開始の判定の抑制を解除して復帰する場合を例示している。
これに対し、本実施形態では、車線区分線を検出できなかった場合若しくは車線区分線の認識度が低いと判定した後に、車線区分線を正常に検出すると、所定の復帰時間Tfを使用して、制御開始の判定の抑制を徐々に小さくする場合である。すなわち、認識度が低いと判定して前方注視時間Ttを初期値よりも短くした後に、車線区分線が正常に検出された場合には、前方注視時間Ttが復帰時間Tf後に初期値となるように、徐々に前方注視時間Ttを長くすることにより、制御開始の判定の抑制を徐々に小さくする。
そして、前記復帰時間Tfは、図14に示すように、認識の認識度KDに基づき設定する。すなわち、車線区分線を正常に検出する直前の認識度KDが小さいほど、前記復帰時間Tfを大きく設定する。ここで、車線区分線を検出できなかった場合には、認識度KDは「0」とする。また、車線区分線を正常に検出している場合には、認識度KDを「1」設定する。
本実施形態では、次のように処理を行う。
具体的には、前方注視時間Ttには、初期値として前方注視時間Tt0しておき、ステップS60にて、前方注視時間Ttに前方注視時間Tt0を設定する処理を省略する。
また、ステップS65における、「車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleft=0の場合」の処理において、次のように処理を行った後にステップS70に移行する。
すなわち前回(制御の1サイクル前)の車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleftに応じて処理を、次のように区分する。
「前回(制御の1サイクル前)の車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleftが「0」でない場合」
先ず、認識度KDを使用して図14に基づき、復帰時間Tfを演算する。なお、車線区分線を検出できなかった場合には、認識度KDは「0」である。
また、現在の前方注視時間Ttの初期値Tt0との差分時間ΔTtを演算する。
次に、復帰時間Tfに対応する制御サイクル数を演算し、前記差分時間ΔTtを制御サイクル数で除して、1制御サイクル当たりの前方注視時間の増分時間ΔTtxを演算する。
そして、下記式によって、前方注視時間Ttを増加した後に、ステップS70に移行する。
Tt ← Tt +ΔTtx
「前回(制御の1サイクル前)の車線区分線フラグCAMLOSTright、CAMLOSTleftが「0」である場合」
前方注視時間TtがTt0以上である場合には、前方注視時間TtにTt0を代入し他後に、ステップS70に移行する。なお、復帰時間Tfに対応する制御サイクル数をカウンタに設定し、カウンタがゼロとなるまで処理をするようにしても良い。
一方、前方注視時間TtがTt0未満である場合には、下記式によって、前方注視時間Ttを増加した後に、ステップS70に移行する。
Tt ← Tt +ΔTtx
その他の構成は、前記各実施形態と同様である。
(本実施形態の効果)
(1)開始判定抑制手段は、前記車線検出手段による車線区分線検出の認識度が正常になったと判定すると、制御開始の判定の抑制を徐々に小さくして復帰する。その復帰に掛かる復帰時間を、車線区分線検出の認識度が正常になる前の車線区分線の認識度が低いほど長くする。
これによって、制御開始の閾値について急激な変化を防止できる。この結果、必要以上に制御の開始・終了の発生を防止すると共に、必要な支援制御を行う。
(変形例)
(1)前記実施形態の具体的処理では、第1実施形態のように前方注視時間Ttを調整することで、制御開始の判定を抑制する場合における、復帰処理について説明した。
第2実施形態のように、車線区分線を基準とした車線幅方向位置である、障害物距離X2obstが大きくなるように調整して、つまり自車線中央側に対し車線幅方向外側に移動させることで、制御開始の判定を抑制する場合には、例えば次のようにする。
すなわち、補正係数ΔOhを、認識度KDに応じて設定した復帰時間Tfだけ掛けて、ゼロとなるように徐々にゼロに設定する。処理は、前方注視時間の代わりに補正係数ΔOhを対象して、前記実施形態と同様に行えば良い。
(第6実施形態)
次に、第6実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記各実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、前記各実施形態と同様である。但し、制御開始の判定が異なる。
第1実施形態では、ステップS90にて、左右の少なくとも一方に障害物が存在する場合に制御開始か否かの判定を行っている。また、第2実施形態では、ステップS90にて、障害物の存在に関係無く、制御開始か否かの判定を行っている。
これに対し、本実施形態では、ステップS90にて、左右の少なくとも一方に障害物が存在する場合には、第1実施形態と同様に、下記式を満足した場合に制御開始と判定する。
ΔXb −XO ≧ X2obst 、若しくはΔXb ≧ΔO
また、左右の両方に障害物が存在しない場合には、第2実施形態と同様に、下記式を満足した場合に制御開始と判定する。
ΔXb ≧ X0 +X2obst (≦ X0)
但し、左右の両方に障害物が存在しない場合には、X2obstを負の予め設定した値とする。また、左右の両方に障害物が存在しない場合には、前方注視時間Ttの初期値として、前方注視時間Tt0よりも小さな値である前方注視時間Tt1を使用する。
これによって、左右の両方に障害物が存在しない場合には、相対的に、制御開始の判断となる閾値が自車両に近づくと共に、基準となる前方注視時間Tt1が短くなって制御に入りに難くなる。
すなわち、本実施形態では、前方注視時間Ttの初期値として、前方注視時間Tt0、及び前方注視時間Tt0よりも小さな値である前方注視時間Tt1を予め有する事になる。
その他の構成は、前記各実施形態と同様である。
(本実施形態の効果)
(1)予め設定した所定時間として、第1所定時間Tt0と、第1所定時間よりも短い第2所定時間Tt1とを有する。そして、障害物検出手段が障害物を検出している場合には、前記予め設定した所定時間として第1所定時間Tt0を設定し、障害物検出手段が障害物を検出していない場合には、予め設定した所定時間として第2所定時間Tt1を設定する。
これによって、側方に障害物を検出した場合には、優先的に当該障害物への接近を抑制するように運転者の運転を支援する。また、障害物を検出していない場合には、自車線からの逸脱を抑制するように運転者の運転を支援する。
また、支援制御に応じて予め設定した所定時間を設定変更する。この結果、目的とする支援制御に適切な制御開始の判定が可能となる。
8 制駆動力コントロールユニット(車両制御手段)
8A 将来位置予測手段
8B 制御開始判定手段
8Ba 開始判定抑制手段
13 撮像部(車線検出手段)
19 操舵角センサ(操舵入力検出手段)
24L/R レーダー装置(障害物検出手段)
CAMLOSTright/left 車線区分線フラグ
Fout 障害物回避制御判断フラグ
Kt1 ロストゲイン
Kt2 ロストゲイン
Kt3 ロストゲイン
L 前方注視距離
MM 自車両
Ms 目標ヨーモーメント
Tt 前方注視時間
KD 認識度
Ka、Kb、Kc、Kd、Ke、Kf 認識度のゲイン
Tf 復帰時間
Tt0 前方注視時間(初期値)
Tt1 前方注視時間(初期値)
ΔOh 補正係数
ΔTt 差分時間
ΔTtx 増分時間
βfront 曲率
δ 操舵角
δ 操舵速度
ΔO 横方向相対距離
ΔX2obst 障害物距離(判定閾値、車線幅方向位置)
ΔXb 自車両予測位置
φ ヨー角
φm 目標ヨーレート
φm′ 目標ヨー角加速度
Ψdriver 目標ヨーレート
Ψdriverhosei 目標ヨーレート
φ′path 中立ヨーレート

Claims (11)

  1. 自車両の側方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
    走行中の車線の車線区分線を検出する車線検出手段と、
    予め設定した所定時間後の自車両の横位置を予測する将来位置予測手段と、
    前記障害物検出手段が障害物を検出し、且つ前記将来位置予測手段が予測した自車両の将来の横位置が、前記障害物に近い側の車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置よりも自車線中央側からみて外側に位置すると判定すると、自車線中央側に向かうヨーモーメントを車両に付与するように自車両を制御する車両制御手段と、を備え、
    前記車両制御手段は、前記障害物検出手段が障害物を検出し、且つ前記車線検出手段による前記障害物に近い側の車線区分線の認識度が所定の値より低い場合、前記車両制御手段におけるヨーモーメントの付与を抑制することを特徴とする車両運転支援装置。
  2. 前記車両制御手段は、
    自車両の将来の横位置が、前記所定の車線幅方向位置よりも自車線中央側からみて外側に位置すると判定すると、前記制御の開始と判定する制御開始判定手段を更に備え、
    前記制御開始判定手段は、
    前記制御の開始判定しづらくなるように制御開始を抑制することで、前記車両制御手段におけるヨーモーメントの付与を抑制する開始判定抑制手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両運転支援装置。
  3. 転者の操舵入力を検出する操舵入力検出手を備え、
    前記将来位置予測手段は、前記操舵入力検出手段が検出する操舵量に基づき、前記所定時間後の自車両の将来の横位置を予測し、
    前記制御開始判定手段は、前記障害物検出手段が障害物を検出している際に、前記将来位置予測手段が予測した自車両の将来の横位置が、前記障害物に近い側の車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置よりも前記障害物側に位置すると判定すると、前記制御開始と判定することを特徴とする請求項2に記載した車両運転支援装置。
  4. 前記開始判定抑制手段は、前記将来位置予測手段が将来の横位置を予測する際の前記所定時間を短くすることで、前記制御開始を抑制することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載した車両運転支援装置。
  5. 前記開始判定抑制手段は、前記予め定められた所定の車線幅方向位置を車線区分線外側方向へ移動させることにより、前記制御開始を抑制することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  6. 前記開始判定抑制手段は、前記制御開始判定手段が基準とした車線区分線の認識度が所定の値よりも低いと判定すると、車速が低いほど、前記制御開始を抑制することを特徴とする請求項2〜請求項のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  7. 前記将来位置予測手段は、前記所定時間後の自車両の将来の横位置を予測する際の操舵量は、操舵角成分と操舵速度成分を含み、
    前記開始判定抑制手段は、前記操舵量のうちの操舵角成分を操舵速度成分よりも多く補正することで前記制御開始を抑制することを特徴とする請求項2〜請求項のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  8. 前記車両制御手段は、前記開始判定抑制手段によって前記制御開始が抑制されている場合、車線中央側に向かうヨーモーメントを車両に付与するように自車両を制御する制御量の制御ゲインを高く補正することを特徴とする請求項2〜請求項のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  9. 前記開始判定抑制手段は、前記車線検出手段による車線区分線検出の認識度が前記所定の値以上になったと判定すると、前記制御開始の抑制の抑制量を徐々に小さくして復帰し、
    その復帰に掛かる復帰時間を、前記車線区分線検出の認識度が正常になる前の車線区分線の認識度が低いほど長くすることを特徴とする請求項2〜請求項のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  10. 記予め設定した所定時間として、第1所定時間と、第1所定時間よりも短い第2所定時間とを有し、前記障害物検出手段が障害物を検出している場合には、前記予め設定した所定時間として前記第1所定時間を設定し、前記障害物検出手段が障害物を検出していない場合には、予め設定した所定時間として前記第2所定時間を設定することを特徴とする請求項2〜請求項のいずれか1項に記載した車両運転支援装置。
  11. 自車両側方の障害物を検出し、且つ運転者の操舵入力に基づき予め設定した所定時間後の自車両の将来の横位置を予測しその予測した自車両の将来の横位置が前記障害物に近い側の車線区分線を基準として予め定められた所定の車線幅方向位置よりも障害物側と判定すると、自車線中央側に向かうヨーモーメントを自車両に付与する制御を開始し、
    自車両側方の障害物を検出し、且つ障害物に近い側の車線区分線認識度が所定の値よりも低い場合には、車線区分線を正常に検出しているときと比較して、前記制御開始と判定しづらくなるように制御開始を抑制することを特徴とする車両運転支援方法。
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