JP5454190B2

JP5454190B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP5454190B2
Application number: JP2010025625A
Authority: JP
Inventors: 正裕岩崎; 信之五十嵐
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: JP2011164849A

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられる車両制御装置に関する。

従来の車両制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、車線区分線（白線）を認識する車線区分線認識手段と、車両の操舵を検出する車両操作検出手段と、を有するものが知られている。この車両制御装置では、左右の車線区分線のうち検出できない車両区分線側への操舵が検出された場合、車両の逸脱傾向の検出を緩和することが図られている。

特開２００９−１４３３０９号公報

しかし、上述したような車両制御装置では、ドライバの走行特性が充分に考慮されておらず、ドライバの走行特性と合致しない逸脱判定が行われるおそれがある。

そこで、本発明は、ドライバの走行特性に合致した逸脱判定を行うことができる車両制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る車両制御装置は、車両に搭載され、車両の走行を制御する車両制御装置であって、車両と該車両の一側方側における認識可能な白線との間の距離を検出する白線検出手段と、白線検出手段で検出した距離の平均値及び分散値を算出し、算出した平均値及び分散値に基づいて、車両が一側方側と反対の他側方側に移動した際に車両の逸脱判定を行う逸脱判定手段と、を備えたことを特徴とする。

この車両制御装置では、車両が他側方側に移動した際の逸脱判定が、一側方側における認識可能な白線と車両と距離の平均値及び分散値に基づいて行われる。そのため、ドライバの走行軌跡の特徴を逸脱判定に好適に反映させ、ドライバの走行特性に合致した逸脱判定を行うことが可能となる。

また、逸脱判定手段は、一側方側の白線のみ認識可能な場合に、逸脱判定を行うことが好ましい。この場合、車両の一側方側にしか白線が存在しない状況においても、ドライバの走行特性に合致した逸脱判定が行われることとなる。

ここで、逸脱判定手段は、平均値と分散値との合計だけ車両が他側方側に移動した際に逸脱判定を行う場合がある。

本発明によれば、ドライバの走行特性に合致した逸脱判定を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置を示す概略ブロック図である。図１の車両制御装置を説明するための車両周辺の道路状況を示す図である。図１の車両制御装置の動作を示すフローチャートである。図１の車両制御装置の動作を示す他のフローチャートである。車両の走行状態に関する信頼性評価を説明するための図である。車両の走行状態に関する信頼性評価を説明するためのグラフである。車両周辺の道路環境に関する信頼性評価を説明するための図である。車両周辺の道路環境に関する信頼性評価を説明するためのグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を示す概略ブロック図であり、図２は、図１の車両制御装置を説明するための車両周辺の道路状況を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両制御装置１は、自動車等の車両（自車両）１０に搭載され該車両１０の走行を制御するものであり、走行軌跡情報取得センサ（白線検出手段）２、道路環境情報取得センサ３、走行状態情報取得センサ４及びＥＣＵ（逸脱判定手段）５を備えている。

走行軌跡情報取得センサ２は、車両１０の走行軌跡に関する走行軌跡情報を取得する手段である。ここでの走行軌跡情報取得センサ２としては、白線認識カメラ等が用いられており、図２に示すように、道路上において認識可能な車両１０の一側方側（図示左側）の車線区分線である白線Ｌを認識し、この白線Ｌと車両１０との間の道路幅方向における距離Ｘ（「白線Ｌからの距離Ｘ」、単に「距離Ｘ」ともいう）を走行軌跡情報として取得する。

図１に戻り、道路環境情報取得センサ３は、車両１０の周囲の道路環境に関する道路環境情報を取得する手段である。ここでの道路環境情報取得センサ３としては、例えばカーナビゲーションシステムやＧＰＳ（Global Positioning System）を利用するものが用いられており、道路混雑度や道路幅等を道路環境情報として検出する。

走行状態情報取得センサ４は、車両１０の走行状態に関する走行状態情報を取得する手段である。ここでの走行状態情報取得センサ４としては、例えばウインカセンサやステアリング操作量検出センサ等が用いられており、ドライバの意図的な運転行動（レーンチェンジ、回避操作、右左折等）を走行状態情報として検出する。

ＥＣＵ５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成されている。このＥＣＵ５は、図２に示すように、各センサ２〜４の検出値に基づいて、白線Ｌからの距離Ｘの平均値μ及び分散値σを算出する。そして、ＥＣＵ５は、算出した平均値μ及び分散値σに基づいて、車両１０が一側方側と反対の他側方側に移動した際（図中の車両１０ａの状態のとき）の逸脱判定を行う。なお、ここでの分散値σは、横軸を道路幅方向の位置とし縦軸を確率分布としたグラフ上で表される確率密度関数値とされており、図中では、正規分布とされている。

このＥＣＵ５は、図１に示すように、走行軌跡情報を格納して蓄積する軌跡データ格納部５ａと、走行軌跡情報を基に統計処理を行って平均値μ及び分散値σを含む統計量を算出する統計量算出部５ｂと、統計量の信頼性を評価する信頼性評価部５ｃと、評価した信頼性に基づき統計量を修正する統計量修正部５ｄと、車両１０の他側方側への移動時における逸脱判定を行う逸脱判定部５ｅと、を備えている（詳しくは、後述）。

次に、上述した車両制御装置１の動作について、図３，４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、白線Ｌが車両１０の一側方側にのみ存在し、一側方側の白線Ｌのみ認識可能な場合を例示して説明する。

まず、図３に示すように、走行軌跡情報取得センサ２により、白線Ｌが認識され、白線Ｌからの距離Ｘが算出され、この距離ＸがＥＣＵ５の軌跡データ格納部５ａに入力されて格納される（Ｓ１，Ｓ２）。そして、統計量算出部５ｂにより、軌跡データ格納部５ａに格納された距離Ｘから、一定時間（若しくは一定走行距離）における距離Ｘの平均値μ及び分散値σが統計量として算出される（Ｓ３）。

続いて、センサ３，４からの検出値に基づいて信頼性評価部５ｃにより統計量の信頼性が評価されると共に、この信頼性に応じて統計量修正部５ｄにより統計量が修正される。そして、逸脱判定部５ｅにより、白線Ｌの存在しない他側方側への逸脱判定の指標である逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍが、統計量に基づき設定される（Ｓ４）。具体的には、次の処理が実行される。

すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ドライバの意図的な運転行動（レーンチェンジ、他車両５０に対する回避操作、右左折等）が行われると、白線Ｌと車両１０との間の距離Ｘが大きく変化することから、距離Ｘの平均値μにおける信頼度に影響が生じる。

そこで、走行状態情報取得センサ４による検出値に基づき意図的な運転行動が検出されたとき、平均値μの信頼度である平均値信頼度γ_μ（１以上の実数）が算出される（図４のＳ１１，Ｓ１２）。ここでは、図６に示すように、意図的な運転行動が検出された場合に運転行動フラグがＯＮとされ、このフラグＯＮ状態のとき、平均値信頼度γ_μがリセット（γ_μ＝０）される。一方、意図的な運転行動が検出されない場合に運転行動フラグがＯＦＦとされ、このフラグＯＦＦ状態のとき、平均値信頼度γ_μが比例的に増加される。

そして、上記Ｓ３で算出された平均値μに、上記Ｓ１２で算出された平均値信頼度γ_μが乗算され、平均値μが修正される（Ｓ１３）。

他方、例えば、道路混雑度の変化（図７（ａ）参照）や道路幅Ｈの変化（図７（ｂ）参照）等の道路環境変化が発生すると、車両１０のふらつき幅が変化する可能性が高く、距離Ｘの分散値σにおける信頼度に影響が生じる。

そこで、道路環境情報取得センサ３に基づき道路環境変化（道路混雑度の増減又は道路幅の増減）が検出されたとき、分散値σの信頼度である分散値信頼度γ_σ（１以上の実数）が算出される（Ｓ１４，Ｓ１５）。ここでは、図８に示すように、道路環境変化が検出された場合に道路環境変化フラグがＯＮとされ、このフラグＯＮ状態のとき、分散値信頼度γ_σがリセット（γ_σ＝０）される。一方、道路環境変化が検出されない場合に道路環境変化フラグがＯＦＦとされ、このフラグＯＦＦ状態のとき、分散値信頼度γ_σが比例的に増加される。

そして、上記Ｓ３で算出された分散値σに、上記Ｓ１５で算出された分散値信頼度γ_σが乗算され、分散値σが修正される（Ｓ１６）。

続いて、平均値μ及び分散値σに基づいて、通常運転で車両１０が移動し得る範囲で考えられる白線Ｌからの距離として、逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍが設定される（Ｓ１７）。具体的には、逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍは、下式（１）に示すように、平均値μと分散値σとの合計値とされている。
Ｘ_ｌｉｍ＝μ＋σ …（１）

続いて、逸脱判定部５ｅにより、上記Ｓ１７で設定された逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍに基づいて、白線Ｌの存在しない他側方側への車両１０の逸脱判定が行われる（Ｓ５）。具体的には、設定された逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍに対して、現在の白線Ｌからの距離Ｘが大きくなった（上回った）とき、車両逸脱に相当する状態とみなされ、「車両逸脱あり」と判定される。そして、「車両逸脱あり」と判定された場合、例えば逸脱警報等の逸脱防止支援が行われることとなる（Ｓ６）。

以上、本実施形態では、白線Ｌが一側方側だけしか検出できないような道路状況にて車両１０が他側方側に逸脱する場合でも、この検出可能な白線Ｌと車両１０との間の相対的な距離Ｘの履歴情報に基づき平均値μ及び分散値σが生成され、これら平均値μ及び分散値σから逸脱防止の支援タイミングが決定される。

従って、本実施形態によれば、ドライバの走行軌跡の特徴を逸脱判定に好適に反映させることができ、ドライバの走行特性に合致した逸脱判定が可能となる。

また、本実施形態では、上述したように、予め定められたイベントが検出されたとき（上記Ｓ１１，１４）、平均値μ及び分散値σの信頼性が低下するものとして平均値μ及び分散値σが修正され、逸脱判定が実施され難くなっている。よって、平均値μ及び分散値σの信頼性が走行状態や道路構造変化に起因して変化するということを好適に考慮して逸脱判定を行うことができ、精度よい逸脱判定が可能となる。

ところで、他側方側に白線Ｌが存在せず他側方側の道路境界が明確に区分されていないと、車両１０が他側方側に移動した際の車両逸脱の判定自体が困難となる場合がある。この点、本実施形態では、上述したように、車両１０が他側方側に移動した際の逸脱判定が、認識可能な一側方側の白線Ｌからの距離Ｘに基づいて行われている。よって、他側方側の道路境界が明確に区分されていない場合でも、かかる逸脱判定を精度よく行うことができる。

また、道路上においての車両１０横位置にはバラツキがあるため、不要と感じる逸脱判定及び逸脱防止支援を外的な環境情報から一意に定めることは困難となる場合がある。これに対し、本実施形態では、上述したように、逸脱判定に距離Ｘの統計量が用いられている。つまり、距離Ｘの平均値μ及び分散値σが算出され、これら平均値μ及び分散値σとの合計である逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍよりも現在の白線Ｌからの距離Ｘが大きくなったときに、逸脱判定が行われている。よって、本実施形態によれば、道路上の車両１０横位置のバラツキをも好適に考慮して逸脱判定を行うことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る車両制御装置は、実施形態に係る上記車両制御装置１に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態では、平均値μ及び分散値σの信頼度γ_μ，γ_σをそれぞれ算出・評価して平均値μ及び分散値σのそれぞれを修正したが、例えば下式（２）に示すように、平均値μ及び分散値σ全体の信頼度を信頼度γ（γ：１以上の実数）とし、この信頼度γを逸脱判定ラインＸ_ｌｉｍに乗算することで、修正されてなる逸脱判定ラインＸ_{ｌｉｍ_ｎｅｗ}を逸脱判定の指標として求めてもよい。
Ｘ_{ｌｉｍ_ｎｅｗ}＝γ×Ｘ_ｌｉｍ …（２）

また、上記においては、一側方側の白線Ｌのみ存在し該白線Ｌのみ認識可能な場合を例示して説明したが、他側方側に白線Ｌが存在し該白線Ｌを認識可能な場合もある。また、上記各センサ２〜４としては、仕様や種類が限定されるものではなく、種々のセンサを用いることができる。

１…車両制御装置、２…走行軌跡情報取得センサ（白線検出手段）、５…ＥＣＵ（逸脱判定手段）、１０…車両、Ｌ…白線、Ｘ…距離、μ…平均値、σ…分散値。

Claims

車両に搭載され、前記車両の走行を制御する車両制御装置であって、
前記車両と該車両の一側方側における認識可能な白線との間の距離を検出する白線検出手段と、
前記白線検出手段で検出した前記距離の平均値及び分散値を算出し、算出した前記平均値及び前記分散値に基づいて、前記車両が前記一側方側と反対の他側方側に移動した際に前記車両の逸脱判定を行う逸脱判定手段と、を備え、
前記逸脱判定手段は、前記平均値と前記分散値との合計だけ前記車両が前記他側方側に移動した際に前記逸脱判定を行うことを特徴とする車両制御装置。
前記逸脱判定手段は、前記一側方側の前記白線のみ認識可能な場合に、前記逸脱判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。