JP5497272B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられる車線逸脱防止装置に関し、特に走行車線（レーン）からの自車両の逸脱傾向を判定した際にパルス状の操舵トルクを発生するものに関する。

車線逸脱防止装置は、自車両前方の車線形状を認識し、自車両の車線からの逸脱傾向が判定された場合に、警報を出力したり、自車両を車線中央側へ戻す方向の操舵トルクを操舵機構に付与するものである。
例えば、特許文献１には、ステレオカメラによって認識された車線から自車両の推定進行路が逸脱する場合に、車線中央側に走行目標位置を設定して操舵制御を行うことが記載されている。

また、車線逸脱防止装置には、運転者による操作自由度を高めるため、逸脱傾向の判定時に例えばパルス状の操舵トルクを発生させて、ステアリングホイールの振動によって運転者に逸脱傾向を知らしめ、車線中央側へ戻す操舵操作は運転者自身によって行わせるようにしたものがある。

しかし、このようなパルス状の操舵トルクの大きさは、運転者がステアリングホイールを把持する状態（保舵状態）が正常であることを前提として設定される。このため、例えば運転者が手放しする等、保舵状態が低下している際に操舵トルクを発生すると、操舵機構に大きな操舵角が発生し、車両の挙動及び進路が大きく乱れることが懸念される。

これに対し、運転者の保舵状態低下を判定できれば上述した問題は解決できると考えられる。
例えば、特許文献２には、ステアバイワイヤシステムにおいて、ステアリングホイールに接続された反力モータの電流値がステアリングホイールのイナーシャ及びフリクションと釣り合う所定電流値が所定時間だけ継続した場合に、手放しを判定することが記載されている。
また、特許文献３には、操舵角の微分値と操舵入力トルクとの積である仕事量に基づいて、運転者によるハンドルの操舵状態を検出することが記載されている。
特開２００７−２６１４４９号公報 特開２００７−１５５２９号公報 特開２００４−１７５１２２号公報

しかし、上述した保舵状態の判定方法は、いずれも判定にある程度の時間を要するため、検出判定中に車線逸脱防止制御による操舵トルクの発生が行われ、検出判定が完了するまでに車両の挙動等が乱れてしまうおそれがある。
本発明の課題は、運転者による保舵状態を短時間で適切に判定できる車線逸脱防止装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、運転者の操舵操作による操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記操舵角の変位量が所定の閾値以上の場合に運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態判定手段とを備え、前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行することを特徴とする車線逸脱防止装置である。

請求項２の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、運転者の操舵操作による入力トルクを検出するトルク検出手段と、前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記入力トルクが所定の閾値以下の場合に前記運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態判定手段とを備え、前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行することを特徴とする車線逸脱防止装置である。

請求項３の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、運転者の操舵操作による操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者の操舵操作による入力トルクを検出するトルク検出手段と、前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記操舵角の変位量が所定の閾値以上でありかつ前記入力トルクが所定の閾値以下の場合に前記運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態検出手段とを備え、前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行することを特徴とする車線逸脱防止装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）パルス状の操舵トルクを付与した際に、運転者による保舵状態が良好であれば操舵角の変位は比較的小さいのに対し、手放し時等のように保舵状態が低下している場合は操舵角の変位が大きくなる。このため、本発明によれば、パルス状の操舵トルクを付与した際の操舵角の変位量が所定の閾値以上の場合に運転者による保舵状態低下を判定することによって、操舵トルクを付与した直後に保舵状態の低下を適切に判定することができる。
（２）パルス状の操舵トルクを付与した際に、運転者による保舵状態が良好であれば操舵トルクの反力が入力トルクに比較的大きく反映されるのに対し、保舵状態が低下している場合は操舵トルクによる反力が入力トルクに反映されにくくなり、手放し状態の場合には入力トルクが実質的にゼロとなる。このため、本発明によれば、パルス状の操舵トルクを付与した際の入力トルクが所定の閾値以下の場合に運転者による保舵状態低下を判定することによって、操舵トルクを付与した直後に保舵状態の低下を適切に判定することができる。
（３）パルス状の操舵トルクを付与した際の操舵角の変位量が所定の閾値以上でありかつ入力トルクが所定の閾値以下の場合に運転者による保舵状態低下を判定することによって、保舵状態判定の精度をより向上できる。

（４）保舵状態低下が判定された場合に、パルス状の操舵トルクを低減し又は停止することによって、操舵角が大きく変化して車両の挙動や進路が乱れることを防止し、安全性を向上できる。
（５）所定の閾値の設定により、第１の保舵状態低下と、これよりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、第１の保舵状態低下が判定された場合にパルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに第２の保舵状態低下を判定した場合はパルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行することによって、パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する必要はない程度の保舵状態低下時に、運転者の注意を喚起して意識を向上させ、逸脱防止のための操舵操作を促すことができる。

本発明は、運転者による保舵状態を短時間で適切に判定できる車線逸脱防止装置を提供する課題を、逸脱防止制御によりパルス状の操舵トルクを操舵機構に付与した際の入力トルクセンサ値とハンドル角との少なくとも一方の変化に基づいて保舵状態低下を判定することによって解決した。

以下、本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例について説明する。
実施例において、車線逸脱防止装置が設けられる車両は、例えば前二輪を操舵する四輪の乗用車等の自動車である。
図１は、実施例の車線逸脱防止装置を有する車両のシステム構成を示す図である。
車線逸脱防止装置は、自車両の走行車線からの逸脱傾向が判定された場合に、運転者に逸脱を警報しかつ車両を車線中央方向へ戻すため、操舵機構１０にパルス状の操舵トルク（操舵力）を付与するものである。
操舵機構１０は、前輪ＦＷを支持するハウジングＨを所定の操向軸線（キングピン）回りに回転させて操舵を行うものである。

操舵機構１０は、ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１２、ステアリングギアボックス１３、タイロッド１４等を備えて構成されている。
ステアリングホイール１１は、運転者が操舵操作を入力する環状の操作部材である。
ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１の回転をステアリングギアボックス１３に伝達する回転軸である。
ステアリングギアボックス１３は、ステアリングシャフト１２の回転運動を車幅方向の直進運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。
タイロッド１４は、一方の端部をステアリングギアボックス１３のラックに連結され、他方の端部をハウジングＨのナックルアームに連結された軸状の部材である。タイロッド１４は、ハウジングＨのナックルアームを押し引きすることによってハウジングＨを回転させ、操舵を行う。

また、車両は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御ユニット２０、操安制御ユニット３０、エンジン制御ユニット４０、トランスミッション制御ユニット５０、車両統合ユニット６０等を備えている。

ＥＰＳ制御ユニット２０は、運転者の操舵操作に応じて操舵アシスト力を発生する電動パワーステアリング装置を統括的に制御するものである。ＥＰＳ制御ユニット２０には、電動アクチュエータ２１、舵角センサ２２、トルクセンサ２３等が接続されている。
電動アクチュエータ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の途中に設けられ、減速機構を介して操舵機構１０に対して操舵トルク（操舵力）を付与する電動モータである。
舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２の角度位置（ステイリングホイール１１の角度位置と実質的に等しい）を検出するエンコーダを備えている。
トルクセンサ２３は、電動アクチュエータ２１とステアリングホイール１１との間でステアリングシャフト１２に挿入され、ステアリングシャフト１２に作用するトルクを検出するものである。トルクセンサ１２は、ステアリングシャフト１２に作用するトルクによって捩れるトーションバーを有し、このトーションバーのねじれ角を検出することによってトルクを検出する。通常、トルクセンサ２３が検出するトルクは、運転者がステアリングホイール１１に入力する操舵トルクと実質的に等しくなる。

操安制御ユニット３０は、各車輪のブレーキの制動力を個別に制御する車両操安性制御及びＡＢＳ制御を行うものである。車両操安性制御は、アンダーステア又はオーバーステアの発生時に、旋回内輪側と外輪側の制動力を異ならせて復元方向のヨーモーメントを発生させるものである。ＡＢＳ制御（アンチロックブレーキ制御）は、車輪のロック傾向を検出した際に、当該車輪の制動力を低減して回復させるものである。
操安制御ユニット３０には、ハイドロリックコントロールユニット（ＨＣＵ）３１、車速センサ３２、ヨーレートセンサ３３、横加速度（横Ｇ）センサ３４等が接続されている。

ＨＣＵ３１は、各車輪の液圧式サービスブレーキに付与されるブレーキフルード液圧を個別に制御する装置である。ＨＣＵ３１は、ブレーキフルードを加圧するモータポンプ、及び、各車輪のキャリパシリンダへ付与される圧力を調整するソレノイドバルブ等を備えている。
車速センサ３２は、各車輪のハブベアリングを保持するハウジングに設けられ、車輪速に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号は、所定の処理を施すことによって、車両の走行速度を求めることができる。
ヨーレートセンサ３３及び横Ｇセンサ３４は、車体の鉛直軸回りの回転速度及び横方向の加速度をそれぞれ検出するＭＥＭＳセンサを備えている。

エンジン制御ユニット４０は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補器類を統括的に制御するものである。
トランスミッション制御ユニット５０は、エンジンの出力を変速して前後のディファレンシャルへ伝達するオートマティックトランスミッションを統括的に制御するものである。
車両側ユニット６０は、上記各ユニットに関連する以外の車両の電装品を統括的に制御するものである。

また、実施例の車線逸脱防止装置は、以下説明する逸脱防止制御ユニット１００を備えている。
逸脱防止制御ユニット１００は、上述したＥＰＳ制御ユニット２０、操安制御ユニット３０、エンジン制御ユニット４０、トランスミッション制御ユニット５０、車両統合ユニット６０と、例えばＣＡＮ通信システム等の車載ＬＡＮを介して接続され、各種情報や信号を取得可能となっている。
また、逸脱防止制御ユニット１００は、車線設定手段１１０、自車横位置検出手段１２０、逸脱判定手段１３０、入力トルク検出手段１４０、操舵角検出手段１５０、保舵状態検出手段１６０、操舵制御手段１７０等を備えて構成されている。なお、これらの各手段は、それぞれ独立したハードウェアとして構成されてもよく、また、一部又は全部を共通したハードウェアとした構成としてもよい。

車線設定手段１１０は、自車両前方を撮像した画像情報に基づいて、自車両前方の環境を認識し、自車両の走行車線を設定するものである。
車線設定手段１１０は、ステレオカメラ１１１、画像処理部１１２等が接続されている。

ステレオカメラ１１１は、例えば車両のフロントウインドウ上端部のルームミラー基部付近に設けられた一対のメインカメラ及びサブカメラを備えている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれＣＣＤカメラを有して構成されている。メインカメラ及びサブカメラは、車幅方向に離間して設置されている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれ基準画像及び比較画像を撮像し、これらに係る画像データを画像処理部１１２に出力する。
画像処理部１１２は、ステレオカメラ１１１が出力した基準画像及び比較画像の画像データをＡ／Ｄ変換した後、所定の画像処理を施して車線設定手段１１０に出力するものである。この画像処理には、例えば、各カメラの取付位置誤差の補正や、ノイズ除去、階調の適切化などが含まれる。デジタル化された画像は、例えば、垂直方向及び水平方向にマトリクス状に配列された複数の画素を有する。これらの各画素は、それぞれ被写体の明るさに応じた輝度値を有する。

車線設定手段１１０は、基準画像及び比較画像のデータに基づいて、基準画像上の任意の画素又は複数の画素からなるブロックである画素群の視差を検出する。この視差は、ある画素又は画素群の基準画像上の位置と比較画像上の位置とのずれ量である。この視差を用いると、三角測量の原理により、自車両から当該画素に対応する被写体までの距離を算出することができる。

車線設定手段１１０は、自車両前方の車線両端部に配置された白線の形状を認識することによって、自車両の走行車線を設定する。なお、本明細書、特許請求の範囲等において、白線とは、車線の幅方向における端部に引かれた連続線又は破線を示すものとし、実際の色彩が白色以外（例えば燈色など）の線も含むものとする。
車線設定手段１１０は、基準画像のデータから、路面上に相当する箇所の各画素の輝度データに基づいて白線Ｌ部分を検出する。自車両に対する白線Ｌ部分の画素群の方位は、画像データ上の画素位置に基づいて検出される。具体的には、垂直方向における画素位置が路面上に相当する領域を水平方向に走査し、輝度値が急変する箇所を車線の輪郭として認識する。そして、上述した視差を用いて当該白線部分の画素群の距離を算出することによって、白線の位置を検出する。
そして、車線設定手段１１０は、白線位置の検出を連続的に行なって車両の進行方向に複数の車線候補点を設定し、整合のとれない車線候補点を無視するとともに、車線候補点を設定できなかった領域は所定の補完処理を行うことによって、自車両前方の車線形状を認識する。

自車横位置検出手段１２０は、車線設定手段１１０が設定した車線内における自車両の横位置を検出するものである。自車両横位置の検出は、車線設定手段１１０からの情報、舵角センサ２１、車速センサ３２、ヨーレートセンサ３３等によって検出される車両の走行状態、及び、既知の車両諸元等に基づいて、自車両の進行路を推定するものである。

自車進行路の推定は、例えば、車両前方の所定の距離である注視距離Ｚにおける自車両の横位置を算出する。注視距離Ｚは、自車両前方の所定の距離であって、例えば自車両が数秒後（例えば約２秒程度）に到達する位置に設定される。
自車両の重心位置を原点とし、車幅方向へ延びるＸ軸、及び、車体前方側へ延びるＺ軸を有する座標系を用いて以下説明する。
注視距離Ｚにおける自車進行路の横位置Ｘｅは、以下の式１によって求められる。

Ｘｅ［ｍ］：注視距離における自車両重心の推定横位置
α［ｒａｄ］：ハンドル角度
Ａ：スタビリティファクタ
Ｖ［ｋｍ／ｈ］：車速
ｌ_ｗ［ｍ］：ホイールベース
ｎ_ｓｇｒ：ステアリングギアレシオ

逸脱判定手段１３０は、自車横位置検出手段１２０を用いて、車線設定手段１１０が設定した走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定するものである。
逸脱判定手段１３０は、自車横位置検出手段１２０が推定した注視距離Ｚにおける自車両の横位置Ｘｅに基づいて自車両側端部位置を求め、この自車両側端部位置が車線設定手段１１０が設定した車線から逸脱する場合に逸脱判定を成立させる。

入力トルク検出手段１４０は、ＥＰＳ制御ユニット２０とＣＡＮ通信してトルクセンサ２３の出力値を取得する。入力トルク検出手段１４０は、トルクセンサ２３の出力値に基づいて、運転者がステアリングホイール１１に対して入力した操舵操作の入力トルクを検出する。

操舵角検出手段１５０は、ＥＰＳ制御ユニット２０とＣＡＮ通信して舵角センサ２２の出力値を取得する。操舵角検出手段１５０は、舵角センサ２２の出力値に基づいて、操舵機構１０における操舵角（ステアリングホイール１１の回転角度（ハンドル角））を検出する。

保舵状態検出手段１６０は、電動アクチュエータ２１が操舵機構１０にパルス状の操舵トルクを付与した際の入力トルク及びハンドル角に基づいて、運転者によるステアリングホイール１１の保舵状態の低下を検出するものである。保舵状態の低下とは、例えば、運転者がステアリングホイール１１から完全に手を放している状態のほか、運転者の運転に対する意識低下により保舵力が低下している状態も含む。
この保舵状態の検出については、後に詳しく説明する。

操舵制御手段１７０は、車線設定手段１１０、自車横位置検出手段１２０、逸脱判定手段１３０、入力トルク検出手段１４０、操舵角検出手段１５０、保舵状態検出手段１６０等を用いて、車線逸脱判定の成立時にＥＰＳ制御ユニット２０を介して電動アクチュエータ２１にパルス状の出力操舵トルクを発生させるものである。

以下、実施例の車線逸脱防止装置における逸脱防止制御について説明する。
図２は、逸脱防止制御を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：車線内自車位置検出＞
逸脱判定手段１３０は、自車横位置検出手段１２０が算出する注視距離Ｚ前方での自車両の横位置Ｘｅを取得し、その後、ステップＳ０２に進む。
＜ステップＳ０２：車線逸脱判定成立判断＞
逸脱判定手段１３０は、注視距離Ｚ前方において、自車両の側端部が車線から逸脱する場合は、逸脱判定が成立したものとしてステップＳ０３に進み、その他の場合はステップＳ１２に進む。

＜ステップＳ０３：手放しフラグ判断＞
操舵制御手段１７０は、現在の手放しフラグを確認する。手放しフラグは、保舵状態検出手段１６０が運転者による手放し状態（本発明にいう第２の保舵状態低下状態）を検出した場合に１にセットされ、その他の場合は０にセットされるフラグである。
手放しフラグが１である場合はステップＳ０４に進み、０である場合はステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０４：操舵トルク発生停止＞
操舵制御手段１７０は、逸脱判定成立時におけるパルス状の操舵トルクの発生を停止する。その後、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０５：警報出力＞
操舵制御手段１７０は、例えば光や音によって運転者に逸脱傾向を警報する図示しない警報装置を作動させる。その後、処理を終了（リターン）し、ステップＳ０１に戻る。

＜ステップＳ０６：パルス状操舵トルク発生＞
操舵制御手段１７０は、ＥＰＳ制御ユニット２０とＣＡＮ通信してパルス指示値を出力し、電動アクチュエータ２１を駆動させて操舵機構１０に単発の矩形パルス状の操舵トルクを付与させる。パルス指示値は、パルス状の操舵トルクを発生するタイミング及び操舵トルクの大きさに関する情報を含む。パルス状の操舵トルクは、その大きさがステアリングシャフト１２の軸上で例えば１．０Ｎ・ｍ程度であって、付与開始から終了までの時間は例えば１００ｍｓｅｃ程度である。
その後、ステップＳ０７に進む。

＜ステップＳ０７：手放し状態判定成立判断＞
保舵状態検出手段１６０は、運転者による手放し状態（第２の保舵状態低下）を判定する。
手放し状態の判定は、ステップＳ０６において操舵機構１０にパルス状の操舵トルクを付与した際の入力トルク及びハンドル角に基づいて行う。
以下、入力トルク及びハンドル角に基づいた保舵状態検出の原理について説明する。

図３は、保舵状態が正常である場合の運転者と操舵機構との関係を示す模式図である。
図３（ａ）は運転者がステアリングホイールを保持した状態を上方から見た模式図であり、図３（ｂ）はその力学的模式図である。
図３（ａ）に示すように、運転者Ｄｒは、その腕Ａによりステアリングホイール１１を保持している。電動アクチュエータ２１によってステアリングシャフト１２にパルス状の操舵トルクを付与した場合、運転者Ｄｒは通常ステアリングホイール１１の角度維持を保持するため、変位に応じた復元力をステアリングホイール１１に与えることから、運転者Ｄｒは力学モデル中ではバネとして表現することができる。

図４は、保舵状態が正常である場合のパルス指示値、トルクセンサ値、ハンドル角値の履歴の一例を示すグラフである。
運転者Ｄｒがステアリングホイールを正常に保持している場合には、パルス状の操舵トルクを付与すると、運転者Ｄｒがステアリングホイール１１の角度位置を維持しようとする結果、ハンドル角の変化は所定の判定閾値よりも小さい。また、このときトルクセンサ２３には、運転者がステアリングホイール１１の角度位置を維持するために加えたトルク（出力操舵トルクに対する反力）が検出されるため、トルクセンサ値は所定の判定閾値よりも大きい。

図５は、手放し状態における運転者と操舵機構との関係を示す模式図である。
図５（ａ）は運転者がステアリングホイールを手放した状態を上方から見た模式図であり、図５（ｂ）はその力学模式図である。
手放し状態においては、運転者Ｄｒの腕Ａがステアリングホイール１１から離れることによって、図５（ｂ）に示す力学的モデルでは、図３（ｂ）における運転者Ｄｒに相当するバネがなくなっており、ステアリングホイール１１はステアリングシャフト１２のみと接続される。

図６は、手放し状態におけるパルス指示値、トルクセンサ値、ハンドル角値の履歴の一例を示すグラフである。
手放し状態においては、パルス状の操舵トルクを付与すると、運転者Ｄｒが保持していないためステアリングホイール１１の角度位置は所定の判定閾値よりも大きく変位する。また、このときトルクセンサ２３には、実質的にステアリングホイール１１の慣性力と回転支持部のフリクションのみが検出されるため、トルクセンサ値は所定の判定閾値よりも小さい。
なお、図６に示す場合においては、一回目のパルス状の操舵トルクが付与された後、直ちに手放し状態が判定され、操舵トルクの発生が中止されることによって、二回目以降の操舵トルクは発生されない。

以上説明した原理に基づいて、保舵状態検出手段１６０は、操舵トルク付与時の入力トルクが所定の判定閾値以下であり、かつ、ハンドル角が所定の判定閾値以上である場合に手放し判定を成立させる。
手放し判定が成立した場合はステップＳ１１に進み、不成立の場合はステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０８：手放しフラグ←０＞
操舵制御手段１７０は、手放しフラグを０にセットする。その後、ステップＳ０９に進む。

＜ステップＳ０９：弱保舵判定成立判断＞
保舵状態検出手段は、通常の保舵状態と手放し状態との中間に位置付けられる弱保舵状態（第１の保舵状態低下）を判定する。
弱保舵状態の判定は、手放し状態判定と同様にステップＳ０６において操舵機構１０にパルス状の操舵トルクを付与した際の入力トルク及びハンドル角に基づいて行う。
ここで、弱保舵状態判定における入力トルクの判定閾値は、手放し状態判定における判定閾値よりも大きく設定されている。また、弱保舵状態判定におけるハンドル角の判定閾値は、手放し状態判定における判定閾値よりも小さくされている。
弱保舵状態判定が成立した場合はステップＳ１０に進み、不成立の場合は処理を終了しステップＳ０１に戻る。
＜ステップＳ１０：警報出力＞
操舵制御手段１７０は、上述した警報装置を作動させる。その後、処理を終了し、ステップＳ０１に戻る。

＜ステップＳ１１：手放しフラグ←１＞
操舵制御手段１７０は、手放しフラグを１にセットする。その後、処理を終了し、ステップＳ０１に戻る。
＜ステップＳ１２：手放しフラグ←０＞
操舵制御手段１７０は、手放しフラグを０にセットする。その後、処理を終了し、ステップＳ０１に戻る。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）パルス状の操舵トルクを付与した際のハンドル角の変位量が所定の閾値以上でありかつトルクセンサ値が所定の閾値以下の場合に、運転者Ｄｒによる手放し状態（第２の保舵状態低下）を判定することによって、パルス状の操舵トルク付与後短時間で正確に保舵状態を判定することができる。
（２）手放し状態が判定された場合に、パルス状の操舵トルクを低減し又は停止することによって、操舵角が大きく変化して車両の挙動や進路が乱れることを防止し、安全性を向上できる。
（３）所定の閾値の設定により、正常な保舵状態と手放し状態の中間に位置付けられる弱保舵状態（第１の保舵状態低下）を判定し、弱保舵状態が判定された場合にパルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力することによって、パルス状の操舵トルクを停止する必要はない程度の保舵状態低下時に、運転者の注意を喚起して意識を向上させ、逸脱防止のための操舵操作を促すことができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、入力トルク及び操舵角の両方を用いて保舵状態の低下を判定しているが、これらのいずれか一方を用いて保舵状態の低下を判定するようにしてもよい。
（２）実施例は、手放しによる保舵状態の低下が判定された際に、パルス状の操舵トルクの付与を停止しているが、本発明は操舵トルクの付与を完全に停止するものに限らず、操舵トルクを低減したうえでパルス状の操舵トルクの発生を継続してもよい。
（３）実施例ではステレオカメラによって環境認識を行う構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば自車両の走行車線に関する情報を、例えばナビゲーション装置用として準備された地図データ及びＧＰＳ等の測位装置から取得する構成としてもよい。
（４）操舵機構に操舵トルクを付与するアクチュエータの構成は、実施例のようなコラムアシストタイプのものに限らず、例えば、ステアリングシャフトに接続されたピニオン軸を駆動するピニオンアシストタイプ、ステアリングシャフトに接続されたピニオンと独立したピニオンを駆動するダブルピニオンタイプ、ステアリングラック自体を直進方向に駆動するラック直動タイプ等であってもよい。
（５）実施例の逸脱判定手段は、自車進行路を推定し、この自車進行路が自車両の前方で車線から逸脱する場合に逸脱判定を成立させているが、これに限らず、他の手法によって逸脱判定を行ってもよい。例えば、現在の自車両の車線内横位置が所定の逸脱判定範囲に入った場合に逸脱判定を成立させるようにしてもよい。また、自車進行路の推定方法も実施例のものには限定されず、例えばヨーレートから推定する等、他の手法を用いてもよい。

本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例を備える車両のシステム構成を示す図である。 図１の車線逸脱防止装置の逸脱防止制御を示すフローチャートである。 運転者による保舵状態が正常である場合の運転者と操舵機構との関係を示す模式図である。 運転者による保舵状態が正常である場合のパルス指示値、トルクセンサ値、ハンドル角値の履歴の一例を示すグラフである。 運転者が手放しした保舵状態低下状態における運転者と操舵機構との関係を示す模式図である。 運転者が手放しした保舵状態低下状態におけるパルス指示値、トルクセンサ値、ハンドル角値の履歴の一例を示すグラフである。

符号の説明

１０ 操舵機構 １１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト １３ ステアリングギアボックス
１４ タイロッド ＦＷ 前輪
Ｈ ハウジング
２０ 電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御装置
２１ 電動アクチュエータ ２２ 舵角センサ
２３ トルクセンサ ３０ 操安制御ユニット
３１ ハイドロリックコントロールユニット（ＨＣＵ)
３２ 車速センサ ３３ ヨーレートセンサ
３４ 横加速度（横Ｇ）センサ ４０ エンジン制御ユニット
５０ トランスミッション制御ユニット
６０ 車両統合ユニット
１００ 逸脱防止制御ユニット １１０ 車線設定手段
１２０ 自車横位置検出手段 １３０ 逸脱判定手段
１４０ 入力トルク検出手段 １５０ 操舵角検出手段
１６０ 保舵状態検出手段 １７０ 操舵制御手段
Ｄｒ 運転者 Ａ 腕

Claims (3)

1. 自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、
   自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、
   運転者の操舵操作による操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、
   前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、
   前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記操舵角の変位量が所定の閾値以上の場合に運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態判定手段と
   を備え、
   前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、
   前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行すること
   を特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、
   自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、
   運転者の操舵操作による入力トルクを検出するトルク検出手段と、
   前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、
   前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、
   前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記入力トルクが所定の閾値以下の場合に前記運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態判定手段と
   を備え、
   前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、
   前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行すること
   を特徴とする車線逸脱防止装置。
3. 自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう操舵機構に操舵トルクを付与する車線逸脱防止装置において、
   自車両前方の環境情報を取得して自車両の走行車線を設定する車線設定手段と、
   運転者の操舵操作による操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   運転者の操舵操作による入力トルクを検出するトルク検出手段と、
   前記走行車線からの自車両の逸脱傾向を判定する逸脱判定手段と、
   前記逸脱判定手段が前記逸脱傾向を判定した場合に、逸脱を防止する方向へ前記操舵機構にパルス状の操舵トルクを付与する操舵制御手段と、
   前記パルス状の操舵トルクを付与した際の前記操舵角の変位量が所定の閾値以上でありかつ前記入力トルクが所定の閾値以下の場合に前記運転者による手放し状態及び弱保舵状態の少なくとも一方を含む保舵状態低下を判定する保舵状態検出手段と
   を備え、
   前記保舵状態検出手段は、少なくとも所定の閾値の設定により第１の保舵状態低下と第１の保舵状態低下よりさらに保舵状態の低い第２の保舵状態低下を判定し、
   前記操舵制御手段は、前記第１の保舵状態低下が判定された場合に前記パルス状の操舵トルクを付与しつつ警報を出力する第１の保舵状態低下制御を実行し、さらに前記第２の保舵状態低下を判定した場合は前記パルス状の操舵トルクを低減し又は停止する第２の保舵状態低下制御を実行すること
   を特徴とする車線逸脱防止装置。
   

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