JP2004178441A - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走行車線をロストしたときにも走行車線を再検出し易い車線逸脱防止装置を提供する。
【解決手段】走行車線をロストしたとき、車線逸脱防止のために制動力制御による目標ヨーモーメントＭＳ が設定されており、且つ自車両が未だ逸脱傾向にあったときには、当該目標ヨーモーメントＭＳ と等価な操舵角δＭ に基づいて撮像画面中にレーンマーカ検出領域を設定し、同じく目標ヨーモーメントＭＳ が設定されており、且つ既に自車両が逸脱から復帰しているときには、前記目標ヨーモーメントＭＳ と等価な操舵角δＭ の逆向きの操舵角に基づいてレーンマーカ検出領域を設定する。
【選択図】 図２
【解決手段】走行車線をロストしたとき、車線逸脱防止のために制動力制御による目標ヨーモーメントＭＳ が設定されており、且つ自車両が未だ逸脱傾向にあったときには、当該目標ヨーモーメントＭＳ と等価な操舵角δＭ に基づいて撮像画面中にレーンマーカ検出領域を設定し、同じく目標ヨーモーメントＭＳ が設定されており、且つ既に自車両が逸脱から復帰しているときには、前記目標ヨーモーメントＭＳ と等価な操舵角δＭ の逆向きの操舵角に基づいてレーンマーカ検出領域を設定する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものがある（例えば特許文献１参照）。また、このような車線逸脱防止装置では、常に車線を検出し続けることが望まれる。そこで、例えば操舵角を道路パラメータとし、その道路パラメータから白線等のレーンマーカモデルを設定するものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−９６４９７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９６６６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このように各車輪の制駆動力を制御して車線逸脱防止装置を構成しようとしたとき、操舵入力以外にも、前記制駆動力制御によるヨーモーメントによって走行車線に対する自車両の向きが変化してしまう。つまり、操舵角と実際の車両の向きとは異なることになるので、前述のように操舵角を用いて走行車線を検出しようとしても、検出できない恐れがある。このことは、特に自車両が逸脱傾向にあり、それを前記ヨーモーメントによって防止しようとしているときに、車線を見失う、所謂ロストした後、顕著になる。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、ヨーモーメントによって車線逸脱を防止するにあたり、走行車線を見失った後に走行車線を確実に検出する車線逸脱防止装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の車線逸脱防止装置は、自車両の走行車線を検出し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように車両の挙動を制御すると共に、自車両の走行車線を検出できなくなったとき、当該走行車線を検出できなくなったときの車両挙動制御状態に応じて自車両の走行車線を検出することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】
而して、本発明の車線逸脱防止装置によれば、自車両の走行車線を検出し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように車両の挙動を制御すると共に、自車両の走行車線を検出できなくなったとき、当該走行車線を検出できなくなったときの車両挙動制御状態に応じて自車両の走行車線を検出する構成としたため、ヨーモーメントによる自車両の向きの変化を考慮して、見失った後のレーンマーカ等による走行車線を検出し易くなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【０００９】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００１０】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００１１】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００１２】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。なお、このカメラコントローラ１４は、前記制駆動力コントロールユニット８から走行車線検出エリアが入力された場合には、後述するように当該走行車線検出エリアを用いて走行車線検出を行い、その検出された走行車線に対して前記各データを算出する。
【００１３】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ’ を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐｍ を検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖｗｉ （ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴｗも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ’ や横加速度Ｙｇ、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となる。
【００１４】
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０ｍｓｅｃ． 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００１５】
この演算処理では、まずステップＳ１で、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の各種データを読込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、ヨーレートφ’ 、各車輪速度Ｖｗｉ 、アクセル開度Ａｃｃ、マスタシリンダ圧Ｐｍ 、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴｗを読込む。また、このステップＳ１では、合わせて、で読込んだ各車輪速度Ｖｗｉ のうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶｗＦＬ、ＶｗＦＲの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。なお、この時点では、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌは未だ読込まない。
【００１６】
次にステップＳ２に移行して、この図２の演算処理の前回演算処理時に、白線等のレーンマーカからなる走行車線を検出していたかは否かを判定し、前回演算時に走行車線を検出していた場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。
前記ステップＳ４では、後述する逸脱防止制御作動フラグＦが“１”のセット状態であるか否かを判定し、当該逸脱防止制御作動フラグＦがセット状態である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ３に移行する。
【００１７】
前記ステップＳ５では、走行車線を見失った（ロストした）とき、自車両は逸脱傾向であったか、或いは逸脱傾向から復帰した後であったかを判定し、逸脱傾向であった場合にはステップＳ６に移行し、復帰後であった場合にはステップＳ７に移行する。
前記ステップＳ３では、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報に記載される手法を用い、前記ステップＳ１で読込んだ操舵角δに基づいて後述する走行車線検出エリアを設定してからステップＳ８に移行する。
【００１８】
また、前記ステップＳ６では、前回の演算処理時に、後述するステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭＳ から、下記１式に従って当該目標ヨーモーメントＭＳ に相当する等価操舵角δＭ を算出し、その等価操舵角δＭ に基づいて前記走行車線検出エリアを設定してから前記ステップＳ８に移行する。
δＭ ＝ＭＳ ／（Ｗｆ ×Ｃｆ ／ＧＳ ） ……… （１）
但し、
Ｗｆ ：フロントホイールベース
Ｃｆ ：前輪コーナリングパワ
ＧＳ ：ステアリングギヤ比
である。
【００１９】
一方、前記ステップＳ７では、前記１式で算出される等価操舵角δＭ の負値（図では逆等価操舵角）に基づいて前記走行車線検出エリアを設定してから前記ステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ８では、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報に記載される手法を用い、前記ステップＳ３或いはステップＳ６或いはステップＳ７で設定された走行車線検出エリアに基づいて自車両が走行している走行車線を検出するように前記カメラコントローラ１４に指示し、合わせて当該走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを算出し、それらのデータを読込む。
【００２０】
次にステップＳ９に移行して、前記ステップＳ８で走行車線が検出されたか否かを判定し、走行車線が検出されている場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“０”のリセット状態としてからステップＳ１３に移行する。
【００２１】
前記ステップＳ１３では、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出してからステップＳ１４に移行する。具体的には、前記ステップＳ８で読込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記２式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００２２】
ＸＳ＝Ｔｔ×Ｖ×（φ＋Ｔｔ×Ｖ×β）＋Ｘ ……… （２）
ここで、Ｔｔは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔｔに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔｔ後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００２３】
前記ステップＳ１４では、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行ってから前記ステップＳ１５に移行する。具体的には、前記ステップＳ１３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値ＸＣ 以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦＬＤをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦＬＤをリセット状態とする。なお、前記方向指示スイッチ２０からの入力によって推定される車線変更方向と、自車両の走行車線からの逸脱方向とが一致するときには逸脱判断フラグＦＬＤをリセット状態とする。また、このステップＳ１４で、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行ってもよい。具体的には、前記ステップＳ１３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記ステップＳ８で読込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ０ の半分値を減じた横変位限界値ＸＣ 以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとするなどの手法が考えられる。
【００２４】
一方、前記ステップＳ１１では、前述した走行車線見失い時に逸脱防止制御が作動していたか否かを判定し、つまり前記目標ヨーモーメントに応じた制駆動力制御が介入していたか否かを判定し、走行車線見失い時に逸脱防止制御が作動していた場合にはステップＳ１８に移行し、そうでない場合にはステップＳ１９に移行する。
【００２５】
前記ステップＳ１８では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ１９では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、前記目標ヨーモーメントＭＳ を算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときにだけ目標ヨーモーメントＭＳ を設定するので、当該逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ１ と、図３に示す車両走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ２ と、前記ステップＳ７で算出された将来の推定横変位ＸＳと、前記横変位限界値ＸＣ とを用いて、下記３式に従って目標ヨーモーメントＭＳ を算出する。
【００２６】
ＭＳ ＝−Ｋ１ ×Ｋ２ ×（ＸＳ−ＸＣ ） ……… （３）
なお、前記逸脱判断フラグＦＬＤがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメントＭＳ は“０”とする。
次にステップＳ１６に移行して、各車輪への目標制動流体圧ＰＳｉ及び駆動輪の目標駆動力を算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧Ｐｍ に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰｍＲとしたとき、前記逸脱判断フラグＦＬＤがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰＳＦＬ 、ＰＳＦＲ は共にマスタシリンダ圧Ｐｍ となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳＲＬ 、ＰＳＲＲ は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰｍＲとなる。
【００２７】
一方、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭＳ の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０未満であるときには後左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０未満であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＦは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＲは下記４式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＦは下記５式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＲは下記６式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫｂＦ、ＫｂＲは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００２８】
ΔＰＳＲ＝２×ＫｂＲ×｜ＭＳ ｜／Ｔ ……… （４）
ΔＰＳＦ＝２×ＫｂＦ×（｜ＭＳ ｜ーＭＳ０）／Ｔ ……… （５）
ΔＰＳＲ＝２×ＫｂＲ×｜ＭＳ０｜／Ｔ ……… （６）
従って、前記目標ヨーモーメントＭＳ が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳｉは下記７式で与えられる。
【００２９】
ＰＳＦＬ ＝Ｐｍ
ＰＳＦＲ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＦ
ＰＳＲＬ ＝Ｐｍ
ＰＳＲＲ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＲ ……… （７）
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭＳ が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳｉは下記８式で与えられる。
【００３０】
ＰＳＦＬ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＦ
ＰＳＦＲ ＝Ｐｍ
ＰＳＲＬ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＲ
ＰＳＲＲ ＝Ｐｍ ……… （８）
また、本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑＤＳは、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａｃｃに応じた値とは、当該アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和に応じた値とは、目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦＬＤがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦＬＤがリセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑＤＳは、前記アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００３１】
次にステップＳ２５に移行して、前記ステップＳ１６で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値ＸＣ 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦＬＤがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値ＸＣ との差に基づい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 が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、より安全に車線の逸脱を防止することが可能となる。また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が行われている間は、エンジンの出力トルクが低減されて自車両の走行速度が減速されるため、更に安全に車線に逸脱を防止することが可能となる。
【００３２】
また、この実施形態では、前述のように走行車線を見失ったときの逸脱防止制御の作動状態に応じて、走行車線検出エリアの設定が行われる。この走行車線検出エリアは、例えば図４に示すように、前記ＣＣＤカメラ１３で撮像された画像の中から、白線等のレーンマーカを検出して走行車線とするためのものである。具体的に、撮像された画像全域でレーンマーカを検出する（走査する）と、演算負荷も大きいし、時間もかかる。そこで、レーンマーカが存在しそうな領域に、更に小さな検出領域（所謂ウインドウ）を設定し、その検出領域内でレーンマーカを検出する。一般に、車線に対する自車両の向きが変わると、画像内に映し出されるレーンマーカの位置も変わるので、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報では、操舵角δから車線に対する自車両の向きを推定し、画像内にレーンマーカが映し出されているであろう領域に検出領域を設定する。
【００３３】
一方、前記等価操舵角δＭ は、例えば図５に示すように、操舵入力がなく（前輪が転舵していない）、前記逸脱防止制御による前左輪への制動力によって図示反時計回り、即ち左旋回方向に目標ヨーモーメントＭＳ が発生したとき、前記１式で得られる等価操舵角δＭ は正値となる（ステアリングホイールを左切りしたことと同じ）。しかしながら、自車両が逸脱傾向から復帰した後は、図４ー▲３▼に示すように、走行車線は右方向、つまり前記等価操舵角δＭ と逆向きなので、当該等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）、換言すればヨーモーメントに相当する操舵状態量と反対方向への操舵状態量を用い、前記操舵角δのときと同様に走行車線検出エリアを設定すれば、当該等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）分だけ車両の向きが変わった撮像画像に対するように走行車線検出エリアを設定することができる。
【００３４】
これに対し、図６ａは、前記目標ヨーモーメントＭＳ は発生しているものの、未だ自車両は逸脱傾向にあり、図６ｂは、前記目標ヨーモーメントＭＳ により、逸脱傾向から復帰した後の状態を示している。同じ車線逸脱防止制御が介入した後でも、つまり目標ヨーモーメントＭＳ が発生した後でも、走行車線をロストした時点で、自車両が未だ逸脱傾向にあるときには、前記等価操舵角δＭ を用い、逸脱方向のレーンマーカを検出すればよいが、自車両が逸脱傾向から復帰した後は、逸脱方向と逆方向のレーンマーカを検出する必要がある。このときには、前記等価操舵角δＭ の負値を用いて走行車線検出エリアを設定すれば、当該等価操舵角δＭ の負値分だけ車両の向きが変わった撮像画像に対するように、つまり逸脱傾向から復帰した後の撮像画像に対するように走行車線検出エリアを設定することができる。
【００３５】
このように、走行車線を見失ったときの逸脱防止制御の作動状態、つまり車両挙動制御の状態並びにその結果、車両が未だ逸脱傾向にあったのか、逸脱傾向から復帰した後であったのかに応じて、走行車線検出エリアを設定する、つまり走行車線検出の仕方を設定することにより、より一層、確実にレーンマーカ等により走行車線を検出することが可能となる。
【００３６】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１８及びステップＳ１９が走行車線検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
【００３７】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態における車両概略構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様である。
本実施形態では、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから図７のものに変更されている。この図７の演算処理は、前記図２の演算処理に類似しており、同等のステップもある。そこで、同等のステップには同等の符号を附して詳細な説明を省略する。具体的な相違点を列記すると、前記ステップＳ１０とステップＳ１３の間にステップＳ１２が介装され、前記ステップＳ１１とステップＳ１８及びステップＳ１９との間にステップＳ１７が介装され、前記ステップＳ１８とステップＳ１５との間にステップＳ２０が介装され、前記ステップＳ１９とステップＳ１５との間にステップＳ２４が介装されている。
【００３８】
前記ステップＳ１２では、後述する走行車線検出時間カウンタＣＮＴをクリアしてから前記ステップＳ１３に移行する。
前記ステップＳ１７では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ 以下であるか否かを判定し、当該走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ 以下である場合には前記ステップＳ１８に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１９に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ２０では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴをインクリメントしてから前記ステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ２４では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴをクリアしてから前記ステップＳ１５に移行する。
この演算処理によれば、前記第１実施形態の作用に加え、前記等価操舵角δＭ 又は等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）に基づいて走行車線検出エリアを設定しているときに、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ でカウントアップすると、逸脱防止制御作動フラグＦがリセットされると共に走行車線検出時間カウンタＣＮＴがクリアされ、それ以後は操舵角δに基づいて走行車線検出エリアが設定される。つまり、走行車線をロストしたときには、前記車線逸脱防止制御の作動状態に応じて走行車線検出エリアを設定し、そのエリア内でレーンマーカ等で表れる走行車線を検出するのであるが、車線逸脱傾向或いはその復帰状態が、さほど長時間にわたって継続することは少なく、通常は、通常の走行状態に移行している。従って、前記車線逸脱防止制御の作動状態に応じた走行車線検出よりも、通常の走行車線検出に戻したほうが、走行車線を検出できる可能性が高い。そこで、本実施形態では、或る程度、車線逸脱防止制御の作動状態に応じた走行車線検出を継続したら、通常の走行車線検出に切替える。
【００４０】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図７の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図７の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１７乃至ステップＳ２０及びステップＳ２４が走行車線検出手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
【００４１】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第３実施形態について説明する。この実施形態における車両概略構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様である。
本実施形態では、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第２実施形態の図７のものから図８のものに変更されている。この図８の演算処理は、前記図７の演算処理に類似しており、同等のステップもある。そこで、同等のステップには同等の符号を附して詳細な説明を省略する。具体的には、ステップＳ２１〜ステップＳ２３が追加されている。そして、前記ステップＳ２０からステップＳ２１に移行し、前記ステップＳ２４からはステップＳ２３に移行する。また、前記ステップＳ２１とステップＳ１６との間にステップＳ２２が介装され、前記ステップＳ２３からはステップＳ１６に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ２１では、走行車線を見失ったとき（ロストしたとき）、自車両が車線逸脱傾向にあったか否かを判定し、逸脱傾向にあった場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３に移行する。
前記ステップＳ２２では、前記目標ヨーモーメントＭＳ を保持してから前記ステップＳ１６に移行する。
【００４３】
また、前記ステップＳ２３では、目標ヨーモーメントＭＳ （厳密にはその絶対値）を減少、例えば漸減してから前記ステップＳ１６に移行する。
この演算処理によれば、前記第２実施形態の作用に加え、走行車線を見失ったときに自車両が逸脱傾向にあったときには、それ以前に算出された目標ヨーモーメントＭＳ を保持することにより、逸脱防止制御を継続する。また、走行車線を見失ったときに自車両が逸脱傾向から復帰していたら、それ以前の目標ヨーモーメントＭＳ を漸減することにより、次第に逸脱防止制御を終了する。これにより、走行車線を見失ったときでも車線逸脱制御を或る程度正確に継続し、或いは終了することができる。
【００４４】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図８の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図８の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１７乃至ステップＳ２０及びステップＳ２４が走行車線検出手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
なお、前記実施形態では、車線逸脱判断の閾値となる横変位限界値ＸＣ を車幅と走行車線幅とから算出したが、例えば日本国内の高速道路の走行車線幅は３．３５ｍと決まっていることから、例えばこれを０．８ｍと固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図５】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図６】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図７】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図８】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第３実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものがある（例えば特許文献１参照）。また、このような車線逸脱防止装置では、常に車線を検出し続けることが望まれる。そこで、例えば操舵角を道路パラメータとし、その道路パラメータから白線等のレーンマーカモデルを設定するものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−９６４９７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９６６６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このように各車輪の制駆動力を制御して車線逸脱防止装置を構成しようとしたとき、操舵入力以外にも、前記制駆動力制御によるヨーモーメントによって走行車線に対する自車両の向きが変化してしまう。つまり、操舵角と実際の車両の向きとは異なることになるので、前述のように操舵角を用いて走行車線を検出しようとしても、検出できない恐れがある。このことは、特に自車両が逸脱傾向にあり、それを前記ヨーモーメントによって防止しようとしているときに、車線を見失う、所謂ロストした後、顕著になる。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、ヨーモーメントによって車線逸脱を防止するにあたり、走行車線を見失った後に走行車線を確実に検出する車線逸脱防止装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の車線逸脱防止装置は、自車両の走行車線を検出し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように車両の挙動を制御すると共に、自車両の走行車線を検出できなくなったとき、当該走行車線を検出できなくなったときの車両挙動制御状態に応じて自車両の走行車線を検出することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】
而して、本発明の車線逸脱防止装置によれば、自車両の走行車線を検出し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように車両の挙動を制御すると共に、自車両の走行車線を検出できなくなったとき、当該走行車線を検出できなくなったときの車両挙動制御状態に応じて自車両の走行車線を検出する構成としたため、ヨーモーメントによる自車両の向きの変化を考慮して、見失った後のレーンマーカ等による走行車線を検出し易くなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【０００９】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００１０】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００１１】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００１２】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。なお、このカメラコントローラ１４は、前記制駆動力コントロールユニット８から走行車線検出エリアが入力された場合には、後述するように当該走行車線検出エリアを用いて走行車線検出を行い、その検出された走行車線に対して前記各データを算出する。
【００１３】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ’ を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐｍ を検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖｗｉ （ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴｗも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ’ や横加速度Ｙｇ、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となる。
【００１４】
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０ｍｓｅｃ． 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００１５】
この演算処理では、まずステップＳ１で、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の各種データを読込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、ヨーレートφ’ 、各車輪速度Ｖｗｉ 、アクセル開度Ａｃｃ、マスタシリンダ圧Ｐｍ 、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴｗを読込む。また、このステップＳ１では、合わせて、で読込んだ各車輪速度Ｖｗｉ のうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶｗＦＬ、ＶｗＦＲの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。なお、この時点では、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌは未だ読込まない。
【００１６】
次にステップＳ２に移行して、この図２の演算処理の前回演算処理時に、白線等のレーンマーカからなる走行車線を検出していたかは否かを判定し、前回演算時に走行車線を検出していた場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。
前記ステップＳ４では、後述する逸脱防止制御作動フラグＦが“１”のセット状態であるか否かを判定し、当該逸脱防止制御作動フラグＦがセット状態である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ３に移行する。
【００１７】
前記ステップＳ５では、走行車線を見失った（ロストした）とき、自車両は逸脱傾向であったか、或いは逸脱傾向から復帰した後であったかを判定し、逸脱傾向であった場合にはステップＳ６に移行し、復帰後であった場合にはステップＳ７に移行する。
前記ステップＳ３では、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報に記載される手法を用い、前記ステップＳ１で読込んだ操舵角δに基づいて後述する走行車線検出エリアを設定してからステップＳ８に移行する。
【００１８】
また、前記ステップＳ６では、前回の演算処理時に、後述するステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭＳ から、下記１式に従って当該目標ヨーモーメントＭＳ に相当する等価操舵角δＭ を算出し、その等価操舵角δＭ に基づいて前記走行車線検出エリアを設定してから前記ステップＳ８に移行する。
δＭ ＝ＭＳ ／（Ｗｆ ×Ｃｆ ／ＧＳ ） ……… （１）
但し、
Ｗｆ ：フロントホイールベース
Ｃｆ ：前輪コーナリングパワ
ＧＳ ：ステアリングギヤ比
である。
【００１９】
一方、前記ステップＳ７では、前記１式で算出される等価操舵角δＭ の負値（図では逆等価操舵角）に基づいて前記走行車線検出エリアを設定してから前記ステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ８では、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報に記載される手法を用い、前記ステップＳ３或いはステップＳ６或いはステップＳ７で設定された走行車線検出エリアに基づいて自車両が走行している走行車線を検出するように前記カメラコントローラ１４に指示し、合わせて当該走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを算出し、それらのデータを読込む。
【００２０】
次にステップＳ９に移行して、前記ステップＳ８で走行車線が検出されたか否かを判定し、走行車線が検出されている場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ１０では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“０”のリセット状態としてからステップＳ１３に移行する。
【００２１】
前記ステップＳ１３では、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出してからステップＳ１４に移行する。具体的には、前記ステップＳ８で読込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記２式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００２２】
ＸＳ＝Ｔｔ×Ｖ×（φ＋Ｔｔ×Ｖ×β）＋Ｘ ……… （２）
ここで、Ｔｔは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔｔに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔｔ後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００２３】
前記ステップＳ１４では、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行ってから前記ステップＳ１５に移行する。具体的には、前記ステップＳ１３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値ＸＣ 以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦＬＤをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦＬＤをリセット状態とする。なお、前記方向指示スイッチ２０からの入力によって推定される車線変更方向と、自車両の走行車線からの逸脱方向とが一致するときには逸脱判断フラグＦＬＤをリセット状態とする。また、このステップＳ１４で、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行ってもよい。具体的には、前記ステップＳ１３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記ステップＳ８で読込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ０ の半分値を減じた横変位限界値ＸＣ 以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとするなどの手法が考えられる。
【００２４】
一方、前記ステップＳ１１では、前述した走行車線見失い時に逸脱防止制御が作動していたか否かを判定し、つまり前記目標ヨーモーメントに応じた制駆動力制御が介入していたか否かを判定し、走行車線見失い時に逸脱防止制御が作動していた場合にはステップＳ１８に移行し、そうでない場合にはステップＳ１９に移行する。
【００２５】
前記ステップＳ１８では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“１”のセット状態としてから前記ステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ１９では、前記逸脱防止制御作動フラグＦを“０”にリセットしてから前記ステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、前記目標ヨーモーメントＭＳ を算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときにだけ目標ヨーモーメントＭＳ を設定するので、当該逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ１ と、図３に示す車両走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ２ と、前記ステップＳ７で算出された将来の推定横変位ＸＳと、前記横変位限界値ＸＣ とを用いて、下記３式に従って目標ヨーモーメントＭＳ を算出する。
【００２６】
ＭＳ ＝−Ｋ１ ×Ｋ２ ×（ＸＳ−ＸＣ ） ……… （３）
なお、前記逸脱判断フラグＦＬＤがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメントＭＳ は“０”とする。
次にステップＳ１６に移行して、各車輪への目標制動流体圧ＰＳｉ及び駆動輪の目標駆動力を算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧Ｐｍ に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰｍＲとしたとき、前記逸脱判断フラグＦＬＤがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰＳＦＬ 、ＰＳＦＲ は共にマスタシリンダ圧Ｐｍ となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳＲＬ 、ＰＳＲＲ は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰｍＲとなる。
【００２７】
一方、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭＳ の大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０未満であるときには後左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０未満であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＦは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＲは下記４式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜ＭＳ ｜が所定値ＭＳ０以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＦは下記５式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰＳＲは下記６式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、ＫｂＦ、ＫｂＲは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００２８】
ΔＰＳＲ＝２×ＫｂＲ×｜ＭＳ ｜／Ｔ ……… （４）
ΔＰＳＦ＝２×ＫｂＦ×（｜ＭＳ ｜ーＭＳ０）／Ｔ ……… （５）
ΔＰＳＲ＝２×ＫｂＲ×｜ＭＳ０｜／Ｔ ……… （６）
従って、前記目標ヨーモーメントＭＳ が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳｉは下記７式で与えられる。
【００２９】
ＰＳＦＬ ＝Ｐｍ
ＰＳＦＲ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＦ
ＰＳＲＬ ＝Ｐｍ
ＰＳＲＲ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＲ ……… （７）
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭＳ が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧ＰＳｉは下記８式で与えられる。
【００３０】
ＰＳＦＬ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＦ
ＰＳＦＲ ＝Ｐｍ
ＰＳＲＬ ＝Ｐｍ ＋ΔＰＳＲ
ＰＳＲＲ ＝Ｐｍ ……… （８）
また、本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦＬＤがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦＬＤがセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑＤＳは、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａｃｃに応じた値とは、当該アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和に応じた値とは、目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦＬＤがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰＳＦ、ΔＰＳＲの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦＬＤがリセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑＤＳは、前記アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００３１】
次にステップＳ２５に移行して、前記ステップＳ１６で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値ＸＣ 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦＬＤがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値ＸＣ との差に基づい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 が達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、より安全に車線の逸脱を防止することが可能となる。また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が行われている間は、エンジンの出力トルクが低減されて自車両の走行速度が減速されるため、更に安全に車線に逸脱を防止することが可能となる。
【００３２】
また、この実施形態では、前述のように走行車線を見失ったときの逸脱防止制御の作動状態に応じて、走行車線検出エリアの設定が行われる。この走行車線検出エリアは、例えば図４に示すように、前記ＣＣＤカメラ１３で撮像された画像の中から、白線等のレーンマーカを検出して走行車線とするためのものである。具体的に、撮像された画像全域でレーンマーカを検出する（走査する）と、演算負荷も大きいし、時間もかかる。そこで、レーンマーカが存在しそうな領域に、更に小さな検出領域（所謂ウインドウ）を設定し、その検出領域内でレーンマーカを検出する。一般に、車線に対する自車両の向きが変わると、画像内に映し出されるレーンマーカの位置も変わるので、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報では、操舵角δから車線に対する自車両の向きを推定し、画像内にレーンマーカが映し出されているであろう領域に検出領域を設定する。
【００３３】
一方、前記等価操舵角δＭ は、例えば図５に示すように、操舵入力がなく（前輪が転舵していない）、前記逸脱防止制御による前左輪への制動力によって図示反時計回り、即ち左旋回方向に目標ヨーモーメントＭＳ が発生したとき、前記１式で得られる等価操舵角δＭ は正値となる（ステアリングホイールを左切りしたことと同じ）。しかしながら、自車両が逸脱傾向から復帰した後は、図４ー▲３▼に示すように、走行車線は右方向、つまり前記等価操舵角δＭ と逆向きなので、当該等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）、換言すればヨーモーメントに相当する操舵状態量と反対方向への操舵状態量を用い、前記操舵角δのときと同様に走行車線検出エリアを設定すれば、当該等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）分だけ車両の向きが変わった撮像画像に対するように走行車線検出エリアを設定することができる。
【００３４】
これに対し、図６ａは、前記目標ヨーモーメントＭＳ は発生しているものの、未だ自車両は逸脱傾向にあり、図６ｂは、前記目標ヨーモーメントＭＳ により、逸脱傾向から復帰した後の状態を示している。同じ車線逸脱防止制御が介入した後でも、つまり目標ヨーモーメントＭＳ が発生した後でも、走行車線をロストした時点で、自車両が未だ逸脱傾向にあるときには、前記等価操舵角δＭ を用い、逸脱方向のレーンマーカを検出すればよいが、自車両が逸脱傾向から復帰した後は、逸脱方向と逆方向のレーンマーカを検出する必要がある。このときには、前記等価操舵角δＭ の負値を用いて走行車線検出エリアを設定すれば、当該等価操舵角δＭ の負値分だけ車両の向きが変わった撮像画像に対するように、つまり逸脱傾向から復帰した後の撮像画像に対するように走行車線検出エリアを設定することができる。
【００３５】
このように、走行車線を見失ったときの逸脱防止制御の作動状態、つまり車両挙動制御の状態並びにその結果、車両が未だ逸脱傾向にあったのか、逸脱傾向から復帰した後であったのかに応じて、走行車線検出エリアを設定する、つまり走行車線検出の仕方を設定することにより、より一層、確実にレーンマーカ等により走行車線を検出することが可能となる。
【００３６】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１８及びステップＳ１９が走行車線検出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
【００３７】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態における車両概略構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様である。
本実施形態では、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから図７のものに変更されている。この図７の演算処理は、前記図２の演算処理に類似しており、同等のステップもある。そこで、同等のステップには同等の符号を附して詳細な説明を省略する。具体的な相違点を列記すると、前記ステップＳ１０とステップＳ１３の間にステップＳ１２が介装され、前記ステップＳ１１とステップＳ１８及びステップＳ１９との間にステップＳ１７が介装され、前記ステップＳ１８とステップＳ１５との間にステップＳ２０が介装され、前記ステップＳ１９とステップＳ１５との間にステップＳ２４が介装されている。
【００３８】
前記ステップＳ１２では、後述する走行車線検出時間カウンタＣＮＴをクリアしてから前記ステップＳ１３に移行する。
前記ステップＳ１７では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ 以下であるか否かを判定し、当該走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ 以下である場合には前記ステップＳ１８に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１９に移行する。
【００３９】
前記ステップＳ２０では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴをインクリメントしてから前記ステップＳ１５に移行する。
また、前記ステップＳ２４では、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴをクリアしてから前記ステップＳ１５に移行する。
この演算処理によれば、前記第１実施形態の作用に加え、前記等価操舵角δＭ 又は等価操舵角δＭ の負値（逆等価操舵角）に基づいて走行車線検出エリアを設定しているときに、前記走行車線検出時間カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ０ でカウントアップすると、逸脱防止制御作動フラグＦがリセットされると共に走行車線検出時間カウンタＣＮＴがクリアされ、それ以後は操舵角δに基づいて走行車線検出エリアが設定される。つまり、走行車線をロストしたときには、前記車線逸脱防止制御の作動状態に応じて走行車線検出エリアを設定し、そのエリア内でレーンマーカ等で表れる走行車線を検出するのであるが、車線逸脱傾向或いはその復帰状態が、さほど長時間にわたって継続することは少なく、通常は、通常の走行状態に移行している。従って、前記車線逸脱防止制御の作動状態に応じた走行車線検出よりも、通常の走行車線検出に戻したほうが、走行車線を検出できる可能性が高い。そこで、本実施形態では、或る程度、車線逸脱防止制御の作動状態に応じた走行車線検出を継続したら、通常の走行車線検出に切替える。
【００４０】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図７の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図７の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１７乃至ステップＳ２０及びステップＳ２４が走行車線検出手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図７の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
【００４１】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第３実施形態について説明する。この実施形態における車両概略構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様である。
本実施形態では、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第２実施形態の図７のものから図８のものに変更されている。この図８の演算処理は、前記図７の演算処理に類似しており、同等のステップもある。そこで、同等のステップには同等の符号を附して詳細な説明を省略する。具体的には、ステップＳ２１〜ステップＳ２３が追加されている。そして、前記ステップＳ２０からステップＳ２１に移行し、前記ステップＳ２４からはステップＳ２３に移行する。また、前記ステップＳ２１とステップＳ１６との間にステップＳ２２が介装され、前記ステップＳ２３からはステップＳ１６に移行する。
【００４２】
前記ステップＳ２１では、走行車線を見失ったとき（ロストしたとき）、自車両が車線逸脱傾向にあったか否かを判定し、逸脱傾向にあった場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３に移行する。
前記ステップＳ２２では、前記目標ヨーモーメントＭＳ を保持してから前記ステップＳ１６に移行する。
【００４３】
また、前記ステップＳ２３では、目標ヨーモーメントＭＳ （厳密にはその絶対値）を減少、例えば漸減してから前記ステップＳ１６に移行する。
この演算処理によれば、前記第２実施形態の作用に加え、走行車線を見失ったときに自車両が逸脱傾向にあったときには、それ以前に算出された目標ヨーモーメントＭＳ を保持することにより、逸脱防止制御を継続する。また、走行車線を見失ったときに自車両が逸脱傾向から復帰していたら、それ以前の目標ヨーモーメントＭＳ を漸減することにより、次第に逸脱防止制御を終了する。これにより、走行車線を見失ったときでも車線逸脱制御を或る程度正確に継続し、或いは終了することができる。
【００４４】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図８の演算処理のステップＳ１及びステップＳ８が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図８の演算処理のステップＳ３乃至ステップＳ７及びステップＳ８及びステップＳ１１及びステップＳ１７乃至ステップＳ２０及びステップＳ２４が走行車線検出手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１４が逸脱判断手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が車両挙動制御手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ１６が制駆動力制御量算出手段を構成し、図８の演算処理のステップＳ２５及び図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成している。
なお、前記実施形態では、車線逸脱判断の閾値となる横変位限界値ＸＣ を車幅と走行車線幅とから算出したが、例えば日本国内の高速道路の走行車線幅は３．３５ｍと決まっていることから、例えばこれを０．８ｍと固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図５】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図６】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図７】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図８】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第３実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ
Claims (7)
- 自車両の走行車線を検出する走行車線検出手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行車線検出手段で検出された走行車線及び走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、前記逸脱判断手段で自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に応じて、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように車両の挙動を制御する車両挙動制御手段とを備え、前記走行車線検出手段は、自車両の走行車線を検出できなくなったとき、当該走行車線を検出できなくなったときの前記車両挙動制御手段の車両挙動制御状態に応じて自車両の走行車線を検出することを特徴とする車線逸脱防止装置。
- 前記走行車線検出手段は、自車両の走行車線を検出できなくなってから所定時間経過後、前記自車両の走行車線を検出できなくなったときの前記車両挙動制御手段の車両挙動制御状態に応じた自車両の走行車線検出を解除することを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記走行車線検出手段は、前記自車両の走行車線を検出できなくなったときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとき、前記車両挙動制御手段によるヨーモーメントと等価な操舵状態量に基づいて自車両の走行車線を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記走行車線検出手段は、前記自車両の走行車線を検出できなくなったときに、自車両が走行車線から逸脱傾向から復帰しているとき、前記車両挙動制御手段によるヨーモーメントと等価な操舵状態量の反対方向への操舵状態量を算出し、その反対方向への操舵状態量に基づいて自車両の走行車線を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車両挙動制御手段は、前記走行車線検出手段が自車両の走行車線を検出できなくなったときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとき、当該走行車線を検出できなくなったときのヨーモーメントを保持することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車両挙動制御手段は、前記走行車線検出手段が自車両の走行車線を検出できなくなったときに、自車両が走行車線から逸脱傾向から復帰しているとき、当該走行車線を検出できなくなったときのヨーモーメントを減少することを特徴とする請求項１及び２及び４の何れかに記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車両挙動制御手段は、前記自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、前記制駆動力制御量算出手段で算出された制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車線逸脱防止装置。
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