JP6354719B2 - 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他の車両が存在していると、車線維持制御された車両が隣接車両に対して接近する方向に誘導されてしまう結果、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、このように車両の誘導目標位置の補正を行ったとしても、隣接車線を走行する先行車両に対して自車両の相対速度が大きな場合等には、車線維持制御された自車両が先行車両に対して急速に接近してしまう結果、依然として運転者に不安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先行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、
前記自車両の前方において前記走行車線と隣接する隣接車線を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、
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先行車両が検出され、前記自車両が前記先行車両に接近していく場合に、前記自車両の車速を減速する減速制御手段と
を備えている。

上記解決手法によれば、自車両が車線維持制御手段によって誘導目標点に向けて誘導される結果、隣接車線を走行する先行車両に近づいて行ってしまう場合には、自車両の車速が減速されるので、自車両が先行車両に高速で接近していくことが回避される。したがって、運転者に不安感を与えてしまうことが防止される。

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、
前記減速制御手段は、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並んだ状態となると判断された場合に、前記自車両の車速を減速するようにしている（請求項２対応）。この場合、目標誘導点において自車両と先行車両が並んでしまうと予想されるときには、自車両の車速を減速することにより、自車両が先行車両と並ぶ位置まで先行車両に対して車幅方向に接近して行ってしまうことが回避される一方で、目標誘導点において自車両と先行車両が並ばないとき（先行車両を追い越してしまっているか、先行車両に追いつかないでいるとき）には、不要な自車両の減速が行なわれないので、運転者に違和感を与えないようにできる。

前記減速制御手段は、前記自車両を減速する度に、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並んだ状態となるか否かの判断を行い、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並ばない状態となると判定されるまで、前記自車両の減速を繰り返すことにより、前記自車両の減速度を漸増させていくようにしている（請求項３対応）。この場合、自車両の減速は漸次なされて行き、誘導目標点において自車両と先行車両が並ばなくなった時点で、それ以上の減速が行なわれなくなるので、自車両の減速は、必要最小限に止められ、不必要な減速によって運転者に違和感が与えられないようにできる。

前記減速制御手段は、運転者に不安感が与えられてしまう程度に前記自車両の過度の減速がなされてしまう場合、前記自車両の減速を中止するようにしている（請求項４対応）。この場合、自車両は所定値を超えて減速されることがないので、過度の減速によって運転者に不安感が与えられることがないようにできる。

前記車線維持制御手段は、前記減速制御手段による前記自車両の減速が中止された場合に、前記誘導目標点を前記先行車両から遠ざかる方向に補正するようにしている（請求項５対応）。この場合、自車両の減速が中止されて、自車両が先行車両と並ぶ状態となってしまう場合に、自車両の誘導目標点が先行車両から遠ざけられるので、自車両と先行車両との車幅方向の間隔が十分に確保され、運転者に不安感が生じないようにできる。

前記車線維持制御手段は、前記減速制御手段による前記自車両の減速が中止され、且つ前記自車両と前記先行車両の接近方向の速度差が所定値以上である場合に、前記誘導目標点を前記先行車両から遠ざかる方向に補正するようにしている（請求項６対応）。この場合、自車両と先行車両の接近方向の速度差が所定値以上であり、自車両が先行車両と並ぶ位置まで急速に接近して行ってしまうときには、自車両の誘導目標点が先行車両から遠ざけられるので、自車両と先行車両との車幅方向の間隔が十分に確保され、運転者に不安感が生じないようにできる。一方、自車両と先行車両の接近方向の速度差が所定値に達しておらず、自車両が先行車両と並ぶ位置まで急速には接近しない場合には、誘導目標点を補正しなくても運転者に不安感を生じさせることはないので、誘導目標点の補正は行わない。よって、誘導目標点の補正は、必要最小限の場合にのみに限定されて実行されるので、結果として、適切な車線維持制御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先行車両が存在する場合でも、自車両の車速を適切に減速することによって、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。 本発明の車速減速制御の概略を説明するための図。 本発明の車速減速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と車速減速手段７と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先行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。車速減速手段７は、車両の速度を減速する手段であり、例えば車両のブレーキシステムと連係している。

図２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車速減速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、車速減速制御が実行される。車速減速制御においては、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、自車両の前方を走行する先行車両が存在するか否かの判定がなされる。そして、先行車両が存在すると判定された場合には、自車両と先行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先行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、自車両の車速を減速するとともに、減速された車速に基づいて誘導目標点を更新する。このような車速の減速及び誘導目標点の更新は、誘導目標点において自車両が先行車両と並ばなくなるまで継続される。これにより、自車両が車線維持制御によって先行車両と並ぶ位置まで、先行車両に近づきながら誘導されてしまうことがなくなるので、運転者に不安感を与えることが防止される。

なお、本実施形態において、自車両Ｖと先行車両ＶＡ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Ｖと先行車両ＶＡ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。

このような車速減速制御の具体例について、図２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と隣接した状態になるとする。この場合、車線維持制御装置は、自車両Ｖの車速を減速する車速減速制御を実行する。これにより、減速された車速に対応して決まる誘導目標点α１に自車両Ｖが到達したときに、自車両Ｖと先行車両ＶＡが並ぶことがないようにされる。

次に、図３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上を走行する先行車両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に先行車両ＶＡがあるか否かの判断を行う。ステップＳ４において先行車両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（自車両Ｖの減速を行わない左側車線逸脱制御）を継続する。

ステップＳ４において先行車両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から先行車両ＶＡまでの距離を算出し、さらにステップＳ６において、先行車両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と先行車両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、先行車両ＶＡと並ばないとの判定された場合には、そのまま車速減速処理を終了する。すなわち、自車両Ｖが誘導目標点αに到達したときに、先行車両ＶＡを追い越して先行車両ＶＡの前方に出てしまっている場合、或いは先行車両ＶＡに追いつかずに先行車両の後方に位置し続けている場合には、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、自車両Ｖの減速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が先行車両ＶＡと並ぶと判定された場合には、ステップＳ８に進み、所定の減速量だけ、自車両Ｖの車両速度を減速する。続くステップＳ９においては、車両Ｖの減速度（累積の減速量）が所定値以上であるか否かを判定する。

ステップＳ９において車両Ｖの減速度が所定値以上でないと判定されたならば、ステップＳ２に戻り、減速後の車両速度に基づいて誘導目標点αを再度算出し、さらに、ステップＳ２からステップＳ６の処理を再度実行する。続くステップＳ７において、更新された誘導目標点αにおいて自車両Ｖと先行車両ＶＡが並ぶか否かの判定を行い、自車両Ｖと先行車両ＶＡが並ばないと判定されるまで、ステップＳ２からステップＳ９の処理を繰り返して、自車両Ｖの車速を漸次減速していく。このような処理の繰り返しによって、誘導目標点αにおいて自車両Ｖと先行車両ＶＡが並ぶことがなくなったならば、減速制御を終了する。このように、自車両Ｖの車速を漸減させる毎に、目標誘導点αにおいて自車両と先行車両ＶＡが並ぶか否かの判定を行うことにより、自車両Ｖの速度が必要以上に減速されてしまうことが防止される。

一方、ステップＳ９において車両Ｖの減速度が所定値以上となったと判定されたならば、ステップＳ１０に進み、先行車両ＶＡと自車両Ｖの接近方向の速度差が所定値以上であるか否かの判定を行い、所定値以上ではないと判定された場合には、そのまま車速減速制御を終了する。このように、車両Ｖの減速量の累積値が所定値以上となった場合には、車速減速制御を中止することにより、車両Ｖが減速され過ぎ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が防止される。

一方、ステップＳ１０において、先行車両ＶＡと自車両Ｖの接近方向の速度差が所定値以上であると判定されたら、ステップＳ１１に進み、車線維持制御における誘導目標点αを車線中央位置Ｃの左側の地点（つまり、車線中央位置Ｃに対して先行車両ＶＡと反対側の地点）に修正してから、車速減速制御を終了する。これにより、車速減速処理を中止したとしても、誘導目標点αにおいて自車両Ｖが先行車両ＶＡと並んだときに、自車両Ｖと先行車両ＶＡの間には十分な車幅方向の間隔が確保される。すなわち、車両Ｖの減速度が所定値以上となったことにより車速減速制御が中止されると、車両Ｖは先行車両ＶＡに対して車幅方向に近づきながら追いついて並んでしまうことになるが、この場合でも、目標誘導点αを先行車両ＶＡから遠ざかる方向に補正することにより、自車両Ｖと先行車両ＶＡの間に十分な車幅方向の間隔が確保され、運転者に不安感を与えてしまうことが防止されるようになっている。

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Ｓ１１に至る車線左側逸脱制御中における車速減速制御が実行される。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Ｓ１２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Ｓ１２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Ｓ１３からステップＳ２２に至る車線右側逸脱制御中における車速減速制御が実行される。この車線右側逸脱制御中における車速減速制御においては、ステップＳ２からステップＳ１１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Ｓ１３において、自車両の誘導目標点が算出された後、ステップＳ１４において左側隣接車線の先行車両を検出する。続くステップＳ１５において左側隣接車両に先行車両が存在すると判断されたら、ステップＳ１６及びステップＳ１７において、先行車両までの距離及び先行車両との相対速度をそれぞれ算出して、ステップＳ１８において、誘導目標点において自車両が先行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Ｓ１９において自車両の車両速度を減速する。

このステップＳ１３からステップＳ１９の処理は、ステップＳ１８において誘導目標点で自車両と先行車両が並ばないと判断されるか、またはステップＳ２０において車両の減速度が所定値以上に達したと判断されるまで繰り返される。ステップＳ２０において、減速度が所定値以上になったと判定された場合には、ステップＳ２１において、先行車両との速度差が所定値以上であるかの判定がなされ、速度差が所定値以上である場合には、誘導目標点を車線中央位置の右側に修正してから処理を終了し、速度差が所定値を超えていない場合には、そのまま車両減速制御を終了する。

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、車両減速処理を終了する。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）が行なわれていないときには、車速減速制御を行う必要がないので、他の処理を行わずに車速減速制御を終了する。

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、自車両と先行車両が並んだ状態であるか否かの判定において、自車両と先行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、自車両と先行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先行車両の車体の一部と隣接する状態となった場合に、自車両と先行車両が並んだと判定するようにしてもよい。また、上記実施形態の車速減速制御では、目標誘導点において自車両と先行車両が並ばなくなるまで、自車両の速度を所定の減速量ずつ段階的に減速するようにしたが、他の減速方法を用いることも可能である。例えば、自車両の速度を先行車両の速度と同じになるように減速させてもよい。これにより、1回の減速を行うだけで、自車両と先行車両が確実に並ばなくなるようにでき、車速減速制御を単純化できる。また、上記実施形態では、先行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先行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
７ 減速手段
Ｖ 自車両
ＶＡ 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 更新された誘導目標点

Claims (6)

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、
   前記自車両の前方において前記走行車線と隣接する隣接車線を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、
   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先行車両が検出され、前記自車両が前記先行車両に接近していく場合に、前記自車両の車速を減速する減速制御手段と
   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、
   前記減速制御手段は、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並んだ状態となると判断された場合に、前記自車両の車速を減速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、
   前記減速制御手段は、前記自車両を減速する度に、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並んだ状態となるか否かの判断を行い、前記自車両が前記誘導目標点に到達したときに前記先行車両と並ばない状態となると判定されるまで、前記自車両の減速を繰り返すことにより、前記自車両の減速度を漸増させていく車線維持制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の車線維持制御装置において、
   前記減速制御手段は、運転者に不安感が与えられてしまう程度に前記自車両の過度の減速がなされてしまう場合、前記自車両の減速を中止する車線維持制御装置。
5. 請求項４に記載の車線維持制御装置において、
   前記車線維持制御手段は、前記減速制御手段による前記自車両の減速が中止された場合に、前記誘導目標点を前記先行車両から遠ざかる方向に補正する車線維持制御装置。
6. 請求項４に記載の車線維持制御装置において、
   前記車線維持制御手段は、前記減速制御手段による前記自車両の減速が中止され、且つ前記自車両と前記先行車両の接近方向の速度差が所定値以上である場合に、前記誘導目標点を前記先行車両から遠ざかる方向に補正する車線維持制御装置。

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