JP6344352B2 - 車線維持制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車線維持制御装置に関するものである。

車両、特に自動車にあっては、走行中での車線維持を支援するため、つまり車線逸脱を防止するために、車線を逸脱する方向とは反対方向（つまり車線中央位置に向かう方向）へ操舵を行うための車線維持用アシストトルクを付与するようにしたものが増加する傾向にある。この車線維持用アシストトルクを付与された方向への操舵力が軽くなるので、運転者は自然と、車線中央位置に戻るように促されることになる。勿論、車線維持用アシストトルクの大きさは、運転者が積極的に車線変更する際等に行う操舵の妨げとならないように、運転者が打ち勝てる範囲の大きさに限定されることになる。

ところで、このような車線維持制御において、隣接する車線を走行する隣接車両が存在している場合、自車両が隣接車両に近づく方向に誘導されてしまい、車両の運転者に不安感を与えてしまう可能性がある。このような問題点に対処するため、特許文献１においては、自車両と隣接車両の車幅方向の間隔が狭くなってしまう場合に、自車両が車線維持制御によって誘導される目標位置を、隣接車両から遠ざかる方向に補正する発明が提案されている。

特開２００６−３２１２９９

しかしながら、上記特許文献１の制御では、自車両と隣接車両の車幅方向の間隔が狭くなった場合に、車線維持制御によって誘導される目標位置を補正しているので、自車両と隣接車両が車長方向に離れている場合等、運転者に対して必ずしも不安感を与えることのないような状況においても、目標位置の補正がなされてしまうことがあり得る。この場合、かえって運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、車両の走行位置を走行車線の車線中央位置に維持する車線維持制御装置において、隣接車線を走行する隣接車線車両が存在する場合でも、運転者に不安感や違和感を与えることなく、自車両の誘導を行い得る車線維持制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような解決方法を採択している。すなわち、請求項１に記載のように、
自車両が走行車線の車線中央位置を逸脱した場合に、前記自車両を前記車線中央位置上の誘導目標点に向けて誘導する車線維持制御手段と、
前記走行車線と隣接する隣接車線を走行する隣接車線車両を検出する隣接車線車両検出手段と、
前記車線維持制御手段により前記自車両が誘導されている方向に隣接する隣接車線に前記隣接車線車両が検出された場合に、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記隣接車線車両と並んだ状態となるか否かを判定する判定手段と、
前記車線中央位置から逸脱した前記自車両が前記車線中央位置に向けて前記隣接車線車両に近づくように誘導されており且つ前記判定手段により前記自車両が前記車線中央位置に誘導されたとしたときに前記隣接車線車両と並んだ状態となると判定された場合にのみ、前記誘導目標点を前記隣接車線車両から車幅方向に離れるように補正する誘導目標点補正手段と
を備えている。

上記解決手法によれば、自車両が誘導目標点に向けて誘導されたときに、隣接車線を走行する隣接車線車両と並んだ状態になってしまう場合には、誘導目標点が隣接車線車両から車幅方向に離れる地点へと補正されるので、自車両と隣接車線車両間の車幅方向の距離が十分に確保され、自車両が隣接車線車両に対して接近し過ぎる位置まで誘導されることはない。したがって、車線維持制御によって運転者に不安感を与えてしまうことが防止される。また、誘導目標点の補正は、自車両と隣接車線車両が並んだ状態となる場合にのみ実行されるので、不必要なときに自車両が車線中央位置から外れた地点に誘導されてしまうことにより、運転者に違和感を与えてしまうこともない。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載の通りである。すなわち、
前記誘導目標点補正手段は、補正された前記誘導目標点に前記自車両が到達した後、前記自車両と前記隣接車線車両が並んだ状態が解消されたと判断されるまで、前記誘導目標点の補正を継続するようにしている（請求項２対応）。この場合、自車両が、補正された誘導目標点に到達し、いったん隣接車線車両と並んだ状態となった後、隣接車線車両を追い越すか又は隣接車線車両に追い越されるかして、隣接車線車両と並んだ状態が解消されるまでの間、誘導目標点の補正が継続される。すなわち、並走する隣接車線車両が存在している間は、自車両が車線維持制御によって車線中央位置上まで誘導されることはない一方で、並走する隣接車線車両が存在しなくなった後に、誘導目標点の補正が解除され、自車両は、車線中央位置上の誘導目標点へと誘導される。したがって、自車両が車線維持制御によって隣接車線車両に近づき過ぎる位置に誘導されることはないので、運転者に不安感を生じさせることはない。

前記判断手段は、前記自車両の速度、前記隣接車線車両の速度及び前記自車両と前記隣接車線車両との車間距離に基づいて、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記隣接車線車両と並んだ状態となるか否かを判定するようにしている（請求項３対応）。この場合、判断手段による判断は、自車両と隣接車線車両についての必要最小限の検出結果に基づいて、適切な判断を行うことができる。

本発明によれば、自車両の走行位置を走行車線の車線中央位置に維持する車線維持制御装置において、隣接車線を走行する隣接車線車両が存在する場合でも、自車両と隣接車線車両との車幅方向の間隔を適切に保つことによって、車線維持制御中に運転者に不安感や違和感を与えないようにできる。

本発明の制御系の一例を示すブロック構成図。 本発明の誘導目標点補正制御の概略を説明するための図。 本発明の誘導目標点補正制御の概略を説明するための図。 本発明の誘導目標点補正制御の一例の制御手順を示すフローチャート。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１には、本実施形態の車線維持制御装置を備えた車両（例えば自動車）の制御系をブロック構成図で示す。図示されるように、制御系は、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）Ｕを備えている。コントローラＵには、舵角センサ１、トルクセンサ２及び車速センサ３の各種センサと、カメラ４と、切換スイッチ５からの信号が入力される。また、コントローラＵは、アシストトルク発生手段６を制御可能となっている。

舵角センサ１、トルクセンサ２、車速センサ３は、それぞれ、車両のハンドル操作量（舵角）、操舵トルク、車速を検出するセンサである。カメラ４は、車両の前方を撮影する撮影手段である。このカメラ４により、車両が走行している車線の両側境界である白線（レーンマーカー）の検出と、隣接車線を走行する隣接車線車両の検出が行なわれるようになっている。切換スイッチ５は、車線維持制御を実行するか否かを運転者がマニュアル選択するためのスイッチである。アシストトルク発生手段６は、車両の操舵系に組み込まれて、車両の操舵にパワーアシストを与える手段であり、例えば電動モータから構成される。

図２及び図３は、本実施形態の車線維持制御装置を搭載した自車両Ｖにおける車線維持制御及び誘導目標点補正制御の概略を示す説明図である。図示されるように、自車両Ｖが走行している走行車線Ｌ１の左右両側には、それぞれ白線（レーンマーカー）Ｗ１及びＷ２が設けられており、これらの白線Ｗ１及びＷ２によって走行車線Ｌ１の両側境界が形成されている。また、走行車線Ｌ１の右側には、白線Ｗ２を挟んで、隣接車線Ｌ２が走行車両Ｌ１と並列に延びている。

車線維持制御装置は、自車両Ｖが走行車線Ｌ１の車線中央位置Ｃから左右に逸脱した位置を走行している場合に、自車両Ｖの車体中心線Ｘを車線中央位置Ｃ（白線Ｗ１とＷ２の中間位置）上に誘導する車線維持制御を行う。詳しく説明すると、自車両ＶのコントローラＵは、カメラ４によって撮影された両側の白線Ｗ１とＷ２の撮像に基づいて自車両Ｖの位置を算出し、この算出結果に基づいて、自車両Ｖが走行車線Ｌ１の左右の白線Ｗ１又はＷ２に所定間隔まで接近したと判定された場合に、自車両Ｖを車線中央位置Ｃに誘導すべく、自車両Ｖの操舵にアシストトルクを付与する車線維持制御を実行する。

車線維持制御においては、まず、自車両Ｖが一定時間後に誘導されるべき車線中央位置Ｃ上の地点である誘導目標点αを、走行車線Ｌ１の状況（クロソイド、曲率）や走行車線Ｌ１に対する自車両Ｖの状況（ヨー角、横位置、車速）等に基づいて算出する。続いて、この誘導目標点αへの車両Ｖの誘導するための目標舵角が決定され、この目標舵角に対応した操舵トルクが得られるように、アシストトルク発生手段６を制御して、適切なアシストトルクを発生する。なお、このような車線維持制御については、例えば上記特許文献１や、本出願人による出願である特願２０１４−１３３８１２、特願２０１５−０２３９６９等に開示された従来技術の手法を利用することができる。

本実施形態の車線維持制御装置においては、このような車線維持制御に併せて、誘導目標点補正制御が実行される。誘導目標点補正制御においては、まず、自車両が車線中央位置から逸脱しているのと反対側の隣接車線に、隣接車線車両が存在するか否かの判定がなされる。そして、隣接車線車両が存在すると判定された場合には、自車両と車両の走行状態に基づいて、自車両が誘導目標点に到達したときに自車両と隣接車線車両が並んだ状態となるか否かの判定を行い、並んだ状態となると判定されたときには、車線維持制御における誘導目標点を、隣接車線車両から車幅方向に離れる方向に補正する。すなわち、走行車線の車線中央位置から隣接車線車両と反対側に所定距離ずれた地点を、新たな誘導目標点とする。これにより、自車両が車線維持制御によって補正後の誘導目標点に誘導され、隣接車線車両と並んだときに、自車両と隣接車線車両の間の間隔が十分に確保されるので、自車両が隣接車線車両に近づいて行き過ぎることで運転者に不安感を与えてしまうことが防止される。

このような誘導目標点の補正は、自車両が補正後の誘導目標点に到達した後、自車両と隣接車線車両が並んだ状態にある限り継続され、自車両が隣接車線車両を追い越すか又は隣接車線車両に追い越されることによって、自車両と隣接車線車両が並んだ状態が解消されたときに解除（終了）される。これにより、誘導目標点は、再び車線中央位置上に戻され、自車両は、車線維持制御によって車線中央位置上の誘導目標点に向けて誘導される。

なお、本実施形態において、自車両と隣接車線車両が並んだ状態になるというのは、車幅方向から見て、自車両と隣接車線車両の少なくとも一部が重なり合った状態となることを意味するものとする。また、隣接車線車両には、自車両の前方を走行する先行車両と、自車両の後方を走行する後続車両と、自車両に並んで走行する並走車両の何れもが含まれる。

このような誘導目標点補正制御の具体例（隣接車線車両が先行車両である例）について、図２及び図３に例示された状況を用いて説明する。図２において、地点Ｐ０を走行している自車両Ｖは、車体の左右中心線Ｘが走行車線Ｌ１の車線中央位置Ｃから左側に逸脱した位置にあり、車両中央位置Ｃ上の誘導目標点αに向けて誘導されようとしている。一方、走行車線Ｌ１の右側に隣接する隣接車線Ｌ１の位置Ｐ１には、自車両Ｖの前方を走行する先行車両ＶＡが存在しており、自車両Ｖは、誘導目標点αに到達したときに、地点Ｐ２に到達した先行車両ＶＡと並んだ状態になるとする。

この場合、図３に示すように、車線維持制御装置は、自車両Ｖが誘導される誘導目標点αを、先行車両ＶＡから車幅方向に離れる方向に補正する。図示されるように、補正された誘導目標点α１は、車両中央位置Ｃから先行車両ＶＡと反対側に所定距離βだけ外れた地点となり、自車両Ｖは、この新たな誘導目標点α１に向けて誘導される。これにより、自車両Ｖが誘導目標点α１に到達したときには、自車両Ｖと先行車両ＶＡとの間には、車幅方向に十分な間隔（補正前よりも所定距離βだけ広い間隔）が確保される。

次に、図４のフローチャートを用いて、本実施形態における車速減速制御の制御手順について、より詳細に説明する。
車速減速制御においては、まずステップＳ１で、車両が車線左側逸脱制御中であるか否かの判断がなされる。ここで、車線左側逸脱制御中であるとは、車線中央位置Ｃの左側に逸脱した車両Ｖを、車線中央位置Ｃに向けて誘導する車線維持制御が実行されている状態であることを意味する。

ステップＳ１において車線左側逸脱制御中であると判定されたならば、ステップＳ２に進み、車両Ｖの誘導目標点αを算出する。続くステップＳ３においては、右側隣接車線Ｌ２上を走行する隣接車線車両ＶＡのカメラ４による検出を実行し、ステップＳ４においては、右側隣接車線Ｌ２に隣接車線車両ＶＡがあるか否かの判断を行う。ステップＳ４において隣接車線車両ＶＡが存在しないと判定された場合には、そのまま車速減速処理を終了して、通常の車線維持制御（誘導目標点αを補正しない左側車線逸脱制御）を継続する。

ステップＳ４において隣接車線車両ＶＡが存在すると判定された場合には、ステップＳ５に進み、自車両Ｖから隣接車線車両ＶＡまでの距離を算出し、さらにステップＳ６において、隣接車線車両ＶＡと自車両Ｖの相対速度を算出する。ステップＳ７においては、これらの算出結果に基づいて、誘導目標点αにおいて自車両Ｖと隣接車線車両ＶＡが並んだ状態となるか否かの判断を行い、この判断において、隣接車線車両ＶＡと並ばないとの判定された場合には、そのまま誘導目標点補正制御を終了する。すなわち、自車両Ｖが誘導目標点αに到達したときに、隣接車線車両ＶＡの前方又は後方に位置しているときには、自車両Ｖを車線中央位置Ｃ上に戻したとしても、運転者に特に不安感を与える状況は生じないと考えられるので、誘導目標点αの補正は行わずに処理を終了する。

一方、ステップＳ７において自車両Ｖが隣接車線車両ＶＡと並ぶと判定された場合には、ステップＳ８に進み、誘導目標点αを車線中央位置Ｃの左側（つまり、隣接車線車両ＶＡから離れる方向）に補正する。これにより、自車両Ｖは、補正後の誘導目標点α１に向けて誘導されることになる。

続くステップＳ９においては、自車両Ｖが補正後の誘導目標点α１に到達した後に、隣接車線車両ＶＡを追い越すか又は隣接車線車両ＶＡに追い越されるかして、自車両Ｖと隣接車線車両ＶＡが並んだ状態（並走状態）が解消されたか否かの判定を行い、自車両Ｖと隣接車線車両ＶＡが並んだ状態が解消されていないと判定された場合には、ステップＳ８に戻り、誘導目標点の補正を継続する。すなわち、自車両Ｖが補正後の誘導目標点α１に到達し、いったん隣接車線車両ＶＡと並んだ状態となった後、自車両Ｖと隣接車線車両ＶＡが並走している間は、自車両Ｖは、車線中央位置Ｃよりも左側にずれた位置を走行し続けるように制御される。

ステップＳ９において、自車両Ｖと隣接車線車両ＶＡの並走が解消されたと判定されたならば、ステップＳ１０に進み、誘導目標点の補正を解除（終了）して、処理を終了する。これにより、車線維持制御における誘導目標点は車線中央位置Ｃ上に戻され、自車両Ｖは車線中央位置Ｃ上に誘導されることになる。

以上のように、車線左側逸脱制御中であるときには、ステップＳ２からステップＳ１０に至る車線左側逸脱制御中における誘導目標点補正制御が実行される。一方、ステップＳ１において車線左側逸脱制御中でないと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、車線右側逸脱制御中であるか否かの判定がなされる。なお、車線右側逸脱制御中であるとは、車線中央位置Ｃの右側に逸脱した車両Ｖを、車線中央位置Ｃに向けて誘導する車線維持制御が実行されている状態であることを意味する。

ステップＳ１１において、車線右側逸脱制御中であると判定されたならば、ステップＳ１２からステップＳ２０に至る車線右側逸脱制御中における誘導目標点補正制御が実行される。この車線右側逸脱制御中における誘導目標点補正制御においては、ステップＳ２からステップＳ１０に至る各処理における右と左を反対にした処理が実行される。

詳しくは、ステップＳ１２において、自車両の誘導目標点が算出された後、ステップＳ１３において左側隣接車線の隣接車線車両を検出する。続くステップＳ１４において左側隣接車両に隣接車線車両が存在すると判断されたら、ステップＳ１５及びステップＳ１６において、隣接車線車両までの距離及び隣接車線車両との相対速度をそれぞれ算出する。続くステップＳ１７においては、誘導目標点において自車両が隣接車線車両と並ぶかの判定を行い、並ぶと判定された場合には、ステップＳ１８において、誘導目標点を車線中央位置の右側に補正する。ステップＳ１９においては、自車両が補正された誘導目標点に達した後に、自車両と隣接車線車両との並走が解消されたか否かの判定を行い、解消されていない間は、ステップＳ１８における誘導目標点の右側への補正を継続し、解消された場合には、ステップＳ２０に進んで、誘導目標点の補正を解除して、処理を終了する。

一方、ステップＳ１２において、車線右側制御中でないと判定されたならば、そのまま、誘導目標点補正制御を終了する。すなわち、車線維持制御（車線左側逸脱制御又は車線右側逸脱制御）による誘導目標点への誘導が行なわれていないときには、誘導目標点の補正も行う必要がないので、他の処理を行わずに誘導目標点補正制御を終了する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、自車両と隣接車線車両が並んだ状態であるか否かの判定において、自車両と隣接車線車両の少なくとも一部が車幅方向から見て重なり合った状態となった場合に、自車両と隣接車線車両が並んだ状態であると判定したが、他の判定基準を用いることも可能である。例えば、自車両の先頭部分が車幅方向に見て隣接車線車両の車体の一部と隣接する状態となった場合に、自車両と隣接車線車両が並んだと判定するようにしてもよい。また、上記実施形態では、隣接車線車両の検出のためにカメラ４を用いたが、レーダ等の別の形態のセンサを用いて隣接車線車両の検出を行うことも可能である。

本発明は、車両の車線維持制御をより好適化するために利用できる。

Ｕ コントローラ
１ 舵角センサ
２ トルクセンサ
３ 車速センサ
４ カメラ
５ 切換スイッチ
６ アシストトルク発生手段
Ｖ 自車両
ＶＡ 隣接車線車両（先行車両）
Ｌ１ 走行車線
Ｌ２ 隣接車線
Ｃ 走行車線の車線中央位置
Ｗ１ 左側の白線
Ｗ２ 右側の白線
α 誘導目標点
α１ 補正された誘導目標点

Claims (3)

1. 自車両が走行車線の車線中央位置を逸脱した場合に、前記自車両を前記車線中央位置上の誘導目標点に向けて誘導する車線維持制御手段と、
   前記走行車線と隣接する隣接車線を走行する隣接車線車両を検出する隣接車線車両検出手段と、
   前記車線維持制御手段により前記自車両が誘導されている方向に隣接する隣接車線に前記隣接車線車両が検出された場合に、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記隣接車線車両と並んだ状態となるか否かを判定する判定手段と、
   前記車線中央位置から逸脱した前記自車両が前記車線中央位置に向けて前記隣接車線車両に近づくように誘導されており且つ前記判定手段により前記自車両が前記車線中央位置に誘導されたとしたときに前記隣接車線車両と並んだ状態となると判定された場合にのみ、前記誘導目標点を前記隣接車線車両から車幅方向に離れるように補正する誘導目標点補正手段と
   を備えた車線維持制御装置。
2. 請求項1に記載の車線維持制御装置において、
   前記誘導目標点補正手段は、補正された前記誘導目標点に前記自車両が到達した後、前記自車両と前記隣接車線車両が並んだ状態が解消されたと判断されるまで、前記誘導目標点の補正を継続する車線維持制御装置。
3. 請求項1又は請求項2に記載の車線維持制御装置において、
   前記判断手段は、前記自車両の速度、前記隣接車線車両の速度及び前記自車両と前記隣接車線車両との車間距離に基づいて、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記隣接車線車両と並んだ状態となるか否かを判定する車線維持制御装置。

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