JP2005182406A - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両が走行車線から逸脱する可能性があると判断されたとき、逸脱回避方向への進路修正を的確に行う。
【解決手段】自車両の走行状態に基づいて、自車両が走行車線から逸脱する可能性を判断し、逸脱する可能性があると判断されたときには、逸脱を回避する方向に自車両を制御するように各車輪の制動力制御量を算出し、運転者によるブレーキ操作が行われていないときには、自車両に発生させる各車輪の制動力を変動させながら逸脱防止制御を行う。
【選択図】 図１

Description

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。

従来の車線逸脱防止装置としては、車両走行位置の走行レーン中央からの距離（横ずれ量）が所定値を超えているか否かにより車線逸脱を判断し、車線逸脱の可能性があると判断した場合には、ステアリングを振動させたり、横ずれ量に応じてステアリング操作が重くなるようにしたりすることで運転者に車線逸脱を警告するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−５９８５７号公報（第４頁、図３）

しかしながら、上記従来の車線逸脱防止装置にあっては、ステアリングを振動させたり、横ずれ量に応じてステアリング操作が重くなるようにしたりすることで運転者に車線逸脱を警告するようにしているので、運転者がハンドルを握っていない場合や運転者の覚醒が低い状態では、逸脱警報が運転者に伝わらないと共に、運転者による運転意思を考慮せずに逸脱警報を発するので、運転意思がある場合とない場合とで警報方法に差異がなく、警報効果を明確にすることができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、運転者に対して効果的に逸脱警報を与えることができる車線逸脱防止装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車線逸脱防止装置は、走行状態検出手段で自車両の走行状態を検出し、制動操作検出手段で運転者のブレーキ操作を検出し、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて、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を判断し、前記逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが判断されたときに、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて、制動力制御量算出手段で逸脱を回避する方向に自車両を制御するように各車輪の制動力制御量を算出し、制動力制御手段で、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量と前記制動操作検出手段で検出されたブレーキ操作とに応じて各車輪の制動力を制御し、前記制動力制御手段は、前記制動操作検出手段でブレーキ操作が非検出のとき、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量に応じて、各車輪の制動力を運転者に認識させるように変動させながら制御する変動制動力制御手段を備える。

本発明によれば、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるときに、運転者がブレーキ操作を行っていない場合には、逸脱を回避するように各車輪の制動力を運転者に認識させるように変動させながら制御する変動制動制御を行うので、運転者がハンドルを握っていない場合や運転者の覚醒が低い状態であっても、運転者に対して効果的な逸脱警告を与えることができると共に、運転者によるブレーキ操作の有無に応じて制動制御の制御方法に差異を設けることができ、逸脱警報を明確にして運転者に対する警報効果を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における第１の実施形態の概略構成図である。この車両は、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（制動液圧）を独立に制御可能としている。
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、９はエンジン、１０は自動変速機であり、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、前輪５ＦＬ、５ＦＲ及び後輪５ＲＬ、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。また、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。

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。

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、道路区画線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出し、さらに、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ρ、車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されており、これらの算出信号はコントロールユニット８に出力される。

また、自車両に発生する前後加速度Ｙｇ、横加速度Ｘｇ及びヨーレートφを検出すると共に、自車両が走行している道路種別Ｒ及び車線数Ｎを判断するナビゲーションシステム１５からの検出信号もコントロールユニット８に入力される。道路種別Ｒは、高速道路のときＲ＝１、一般道路のときＲ＝２となる。
さらに、この車両には、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１６、ステアリングホイール１９の操舵角δを検出する操舵角センサ２０、運転者のブレーキ操作を検出するブレーキセンサ１７、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度即ち所謂車輪速度Ｖｗ_j（ｊ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２１ＦＬ〜２１ＲＲ、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２２が備えられ、それらの検出信号は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。すなわち、ヨーレートφや横加速度Ｘｇ、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。
また、運転席前方には、走行車線逸脱を検出した場合にコントロールユニット８からの警報信号ＡＬに応じて運転者に警告を提示する警告装置２４が設置されており、この警告装置２４には音声やブザー音を発生するためのスピーカーが内蔵されている。

次に、前記コントロールユニット８で行われる車線逸脱防止制御処理について、図２のフローチャートに従って説明する。この車線逸脱防止制御処理は、例えば１０ｍｓｅｃ毎のタイマ割込処理によって実行される。
この車線逸脱防止制御処理では、まずステップＳ１で、前記各センサやコントローラからの各種データを読み込む。具体的には、前記各センサで検出された各車輪速度Ｖｗ_j、マスタシリンダ圧Ｐｍ、操舵角δ、方向指示スイッチ信号ＷＳ、ブレーキスイッチ信号ＢＳ、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する車両ヨー角Φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率ρを読み込む。

次いで、ステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速度Ｖｗ_FL〜Ｖｗ_RRのうち、非駆動輪である前左右輪速度Ｖｗ_FL、Ｖｗ_FRの平均値から自車両の車速Ｖを算出する。
Ｖ＝（Ｖｗ_FL＋Ｖｗ_FR）／２ ………（１）
なお、ＡＢＳ制御等が作動している場合には、ＡＢＳ制御内で推定された推定車体速度を用いるようにしてもよい。また、ナビゲーションシステム１５でナビゲーション情報に利用している値を車速Ｖとして用いるようにしてもよい。

次にステップＳ３で、図３に示す走行環境判断処理を行い、ナビゲーションシステム１５から得られる車線数Ｎ、道路種別Ｒ、ＣＣＤカメラ１３の撮像画像を処理することで得られる車線情報を用いることで、自車両が走行している道路の種類やどのレーンを走行しているかを検出し、自車両が逸脱した場合に安全度の低い逸脱方向即ち障害物等存在方向Ｓ_outを判定する。
具体的には、図３に示すように、先ずステップＳ３１でナビゲーションシステム１５から道路種別Ｒを読み込んでステップＳ３２に移行し、ナビゲーションシステム１５から現在走行中の道路の車線数Ｎを読み込む。

次いでステップＳ３３に移行して、ＣＣＤカメラ１３が得た撮像画像から車線情報を抽出して、ステップＳ３４に移行する。ここで、図４に示すように自車両が片側３車線の道路を走行している場合には、道路は、左側から第１〜第４白線（Ｌ１〜Ｌ４）により区分されることで、片側３車線の道路として構成されており、走行している車線毎で得られる撮像画像は異なる。
ステップＳ３４では、前記ステップＳ３２及びＳ３３で得られた情報から、自車両の走行しているレーンを判定する。

次にステップＳ３５で、走行レーンの左右どちら側への逸脱の方が安全であるかを判定する。つまり、隣車線への逸脱なのか、路肩への逸脱なのか、安全度の低い逸脱方向即ち障害物等存在方向Ｓ_outを判定する。
例えば、図４において、Ａの位置（左レーン）の場合は、右（隣車線）への逸脱よりも左（路肩）への逸脱の方が安全度は低い。なぜなら路肩には、壁、ガードレール、障害物、崖等があるからである。また、Ｂの位置の場合は、左右どちらに逸脱しても路内であり、安全度は同程度である。また、Ｃの位置の場合は、右への逸脱の方が安全度は低い。

なお、一般道路の場合には、路肩の幅が高速道路よりも狭く、障害物が多いだけでなく、さらに歩行者も存在するため、路肩への逸脱は高速道路よりも安全度は低くなる。また、車線数で比較した場合、左方向が路肩となり、右方向が対向車線となる片側１車線の道路のときがより安全度が低くなる。この場合には、左右両方向の安全度が低いと判断する。
ここで、片側１車線の道路では、中央分離帯やガードレールがないことがほとんどであり、図４のＡの位置（左レーン）と同様の撮像画像が得られるが、ナビゲーションシステム１５から車線数が分かっているため、現在走行している道路が片側１車線道路であるか、片側３車線道路であるかを判別することができ、片側１車線道路であるときには、右への逸脱についても安全度が低いことが分かる。

このようにして、安全度の低い逸脱方向を判定し、右方向の安全度が低いと判定されたときには、障害物等存在方向Ｓ_outを“１”にセットし、左方向の安全度が低いと判定されたときには、障害物等存在方向Ｓ_outを“２”にセットし、左右両方向の安全度が低いと判定されたときには、障害物等存在方向Ｓ_outを“３”にセットして走行環境判断処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。

次にステップＳ４で、横変位Ｘ、横変位Ｘの変化量ｄＸ及び車線までの距離（Ｌ／２−Ｘ）に基づいて、下記（２）式をもとに自車両が逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔ_outを算出し、ステップＳ５に移行する。
Ｔ_out＝（Ｌ／２−Ｘ）／ｄＸ ………（２）
なお、この逸脱予測時間Ｔ_outは、自車両のヨー角Φ、走行車線の曲率ρ、車両のヨーレートφ、操舵角δ等により予測するようにしてもよい。

ステップＳ５では、前記ステップＳ４で算出した逸脱予測時間Ｔ_outが逸脱判断閾値Ｔｓより小さいか否かを判定し、Ｔ_out≧Ｔｓであるときには、自車両は逸脱傾向にないと判断してステップＳ６に移行し、逸脱判断フラグＦ_outを逸脱傾向にないことを意味する“０”にリセットしてから後述するステップＳ１１に移行する。
一方、ステップＳ５の判定結果が、Ｔ_out＜Ｔｓであるときには自車両は逸脱傾向にあると判断してステップＳ７に移行し、逸脱判断フラグＦ_outを逸脱傾向にあることを意味する“１”にセットしてステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、横変位Ｘの符号を判定し、Ｘ≧０であるときには自車両が走行車線中央から左方にずれていると判断してステップＳ９に移行し、逸脱方向Ｄ_outを左側であることを意味する“１”にセットして後述するステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ８の判定結果がＸ＜０であるときには、ステップＳ１０に移行して、逸脱方向Ｄ_outを右側であることを意味する“２”にセットしてステップＳ１１に移行する。

このステップＳ１１では、ドライバのブレーキ操作を検出する。ブレーキスイッチ信号ＢＳがオン状態である時間をブレーキ操作時間Ｔ_brとして検出し、ドライバによるブレーキ操作時間が一定閾値Ｔ_brTH以下であるか否かを判定する。
ステップＳ１１の判定結果がＴ_br≦Ｔ_brTHであるときには、ドライバのブレーキ操作が成されていないか、十分ではないと判断してステップＳ１２に移行し、ブレーキ状態フラグＦ_brを“０”にリセットしてから後述するステップＳ１４に移行する。一方、Ｔ_br＞Ｔ_brTHであるときには、ステップＳ１２に移行して、ブレーキ状態フラグＦ_brをドライバのブレーキ操作が成されていることを示す“１”にセットしてからステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、運転者の車線変更の意図を判定する。具体的には、前記ステップＳ１で得た方向指示スイッチ信号ＷＳ及び操舵角δに基づいて、次のように運転者の車線変更の意図を判定する。
方向指示スイッチ２２がオン状態であるときに、方向指示スイッチ信号ＷＳの符号により判断される方向と逸脱方向Ｄ_outとが一致している場合には、運転者の意図的な車線変更であると判断し、逸脱判断フラグＦ_outを“０”にリセットする。また、方向指示スイッチ信号ＷＳの符号により判断される方向と逸脱方向Ｄ_outとが異なる場合には、逸脱である可能性があるので逸脱判断フラグＦ_outは変更されない。

また、方向指示スイッチ２２がオフ状態であるときに操舵角δが予め設定した操舵角設定値δ_S以上、且つ操舵角変化量Δδが予め設定した変化量設定値Δδ_S以上であり、さらに操舵方向と逸脱方向とが一致している場合には、運転者の意図的な車線変更であると判断し、逸脱判断フラグＦ_outを“０”にリセットする。
なお、ここでは、運転者による車線変更の意図の有無判断を、操舵角及び操舵角変化量によって判断する場合について説明したが、操舵トルクに基づいて車線変更の意図を判断するようにしてもよい。

次にステップＳ１５で、逸脱判断フラグＦ_outが、自車両が逸脱傾向にあることを示す“１”にセットされているか否かを判定し、Ｆ_out＝０であるときにはステップＳ１６に移行して、警報信号ＡＬを停止することにより警報を非作動としてからステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、下記（３）式をもとに目標ヨーモーメントを０（零）に設定してから後述するステップＳ２１に移行する。
Ｍｓ＝０ ………（３）

前記ステップＳ１５の判定結果がＦ_out＝１であるときには、ステップＳ１８に移行して、警報信号ＡＬを警報装置２４に出力することにより警報を作動させてからステップＳ１９に移行し、逸脱回避のための制御方法を判定する。具体的には、障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しているか否かに基づいて場合分け（第１のケース〜第３のケース）して、制動制御方法を決定する。

（第１のケース） 障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致していない場合、逸脱判断フラグＦ_outが“０”になるまで、逸脱を回避するためのヨーモーメントが車両に付与されるように制動制御（ヨー制御）をする。ここで、車両へのヨーモーメントの付与は、左右の車輪に与える制動力に差をつけることで行う。
（第２のケース） 障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しており、且つ前記ステップＳ３で得た道路種別Ｒが一般道路を示す“１”である場合、逸脱判断フラグＦ_outが“０”になるまでヨー制御を行う。ただし、逸脱予測時間Ｔ_outが予め設定された所定時間Ｔｒ（０＜Ｔｒ＜Ｔｓ）より小さいときには、ヨー制御を行うだけでなく、さらに自車両を減速させるための制動制御（減速制御）を行う。ここで、減速制御は左右両車輪に同程度の制動力を与えて行う。

このように、走行車線からの逸脱を判断した場合（Ｔ_out＜Ｔｓ）、自車両のヨーモーメントを制御することで車線逸脱を防止し、さらにはこのヨーモーメントを通じて運転者に逸脱警告を与えるが、一般道路における路肩、対向車線には、障害物や歩行者、対向車が存在するため、車線から逸脱する前（０＜Ｔ_out＜Ｔｒ）にさらに減速させることで、車線からの逸脱を確実に防止させることができる。また、Ｔｒ＜Ｔｓとすることにより、頻繁な減速による乗員の違和感を抑制することができる。

（第３のケース） 障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しており、且つ前記ステップＳ３で得た道路種別Ｒが高速道路を示す“２”である場合、逸脱判断フラグＦ_outが“０”になるまでヨー制御を行う。ただし、逸脱予測時間Ｔ_outが０になったときには、ヨー制御を行うだけでなく、さらに減速制御を行う。
高速道路を走行している場合には車速が大きく、路外に逸脱した場合、障害物への接触や転落等、その被害が大きくなる。そのため、車線からの逸脱を判断した場合（Ｔ_out＝０）さらに減速させることで、障害物との接触を防止することができる。

次にステップＳ２０では、横変位Ｘ及びその変化量ｄＸに基づいて、下記（４）式をもとに自車両に発生させる目標ヨーモーメントＭｓを算出して、ステップＳ２１に移行する。
Ｍｓ＝Ｋ₁・Ｘ＋Ｋ₂・ｄＸ ………（４）
ここで、Ｋ₁，Ｋ₂は車速Ｖに応じて変動するゲインであり、図５を参照して算出する。なお、自車両の走行車線に対するヨー角Φ、横変位Ｘ及び前方走行車線曲率ρに基づいて、下記（５）式をもとに目標ヨーモーメントＭｓを算出するようにしてもよい。
Ｍｓ＝Ｋ_a・Φ＋Ｋ_b・Ｘ＋Ｋ_c・ρ ………（５）
ここで、Ｋ_a，Ｋ_b，Ｋ_cは車速Ｖに応じて変動するゲインである。

ステップＳ２１では、逸脱判断フラグＦ_out、目標ヨーモーメントＭｓ、及びマスタシリンダ液圧Ｐｍに応じて、各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出する目標制動液圧算出処理を行う。
次いで、ステップＳ２２に移行して、前記ステップＳ２１で算出した目標制動液圧Ｐｓ_FL〜Ｐｓ_RRを運転者のブレーキ操作に応じて制動流体制御回路７に出力する目標制動液圧出力処理を行ってからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップＳ２１では、図６に示す目標制動液圧算出処理を行い、先ず、ステップＳ４１で逸脱判断フラグＦ_outが“１”にセットされているか否かを判定する。

ステップＳ４１の判定結果が、Ｆ_out＝０であるときには、ステップＳ４２に移行して、下記（６）式に示すように前左輪の目標制動液圧Ｐｓ_FL及び前右輪の目標制動液圧Ｐｓ_FRをマスタシリンダ液圧Ｐｍから算出される前後配分を考慮した前輪マスタシリンダ圧Ｐｍｆの１／２に設定すると共に、下記（７）式に示すように後左輪の目標制動液圧Ｐｓ_RL及び後右輪の目標制動液圧Ｐｓ_RRをマスタシリンダ圧Ｐｍから算出される前後配分を考慮した後輪マスタシリンダ圧Ｐｍｒの１／２に設定してから目標制動液圧算出処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｐｓ_FL＝Ｐｓ_FR＝Ｐｍｆ／２ ………（６）
Ｐｓ_RL＝Ｐｓ_RR＝Ｐｍｒ／２ ………（７）

一方、前記ステップＳ４１の判定結果が、Ｆ_out＝１であるときには、ステップＳ４３に移行して、目標ヨーモーメントＭｓが予め設定した設定値Ｍｓ１以上であるか否かを判定し、｜Ｍｓ｜＜Ｍｓ１であるときにはステップＳ４４に移行して、下記（８）及び（９）式をもとに、目標制動液圧差ΔＰｓ_F及びΔＰｓ_Rを算出し、後左右輪の制動力にだけ差を発生させるように設定してから後述するステップＳ４６に移行する。
ΔＰｓ_F＝０ ………（８）
ΔＰｓ_R＝２・Ｋ_BR・｜Ｍｓ｜／Ｔ ………（９）
ここで、Ｔは前後輪同一のトレッドである。また、Ｋ_BRは制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。

また、前記ステップＳ４３の判定結果が、｜Ｍｓ｜≧Ｍｓ１であるときにはステップＳ４５に移行して、下記（１０）及び（１１）式をもとに、目標制動液圧差ΔＰｓ_F及びΔＰｓ_Rを算出し、各輪の制動力に差を発生させるように設定してからステップＳ４６に移行する。
ΔＰｓ_F＝２・Ｋ_BF・（｜Ｍｓ｜−Ｍｓ１）／Ｔ ………（１０）
ΔＰｓ_R＝２・Ｋ_BR・Ｍｓ１／Ｔ ………（１１）
ここで、Ｋ_BFは制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。なお、この場合、前輪のみで制御することにして、ΔＰｓ_F＝２・Ｋ_BF・｜Ｍｓ｜／Ｔに設定するようにしてもよい。

ステップＳ４６では、減速を目的として、左右両輪に制動力を発生させるための目標制動液圧Ｐｇを、下記（１２）式をもとに算出してからステップＳ４７に移行する。
Ｐｇ＝Ｋ_gv・Ｖ＋Ｋ_gx・ｄＸ ………（１２）
ここで、Ｋ_gv，Ｋ_gxは、それぞれ車速、横変位量に応じて設定される制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、図７を参照して算出する。また、目標制動液圧Ｐｇから算出される前後配分を考慮し、前輪目標制動液圧をＰｇｆ、後輪目標制動液圧をＰｇｒとする。

なお、目標制動液圧Ｐｇは、車速Ｖ、走行車線と車両とのヨー角Φ及び道路曲率ρに基づいて、下記（１３）式をもとに算出するようにしてもよい。
Ｐｇ＝Ｋ_gv・Ｖ＋Ｋ_gf・Φ＋Ｋ_gr・ρ ………（１３）
ここで、Ｋ_gf，Ｋ_grは、それぞれヨー角、道路曲率に応じて設定される制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数である。

ステップＳ４７では、前記ステップＳ１９で判定した制動制御方法に応じて、各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出する。例えば、前記第１のケース〜第３のケースにおけるヨー制御では、Ｍｓ＜０であるときには目標モーメントを右方向に発生させようとしているので下記（１４）式をもとに各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出し、Ｍｓ≧０であるときには下記（１５）式をもとに各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出してから目標制動液圧算出処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｐｓ_FL＝Ｐｍｆ／２，
Ｐｓ_FR＝Ｐｍｆ／２＋ΔＰｓ_F ，
Ｐｓ_RL＝Ｐｍｒ／２，
Ｐｓ_RR＝Ｐｍｒ／２＋ΔＰｓ_R ………（１４）
Ｐｓ_FL＝Ｐｍｆ／２＋ΔＰｓ_F，
Ｐｓ_FR＝Ｐｍｆ／２，
Ｐｓ_RL＝Ｐｍｒ／２＋ΔＰｓ_R，
Ｐｓ_RR＝Ｐｍｒ／２ ………（１５）

また、第２のケース及び第３のケースでは、ヨー制御と減速制御とを行うことになるが、この場合、Ｍｓ＜０であるときには下記（１６）式をもとに各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出し、Ｍｓ≧０であるときには下記（１７）式をもとに各輪の目標制動液圧Ｐｓ_iを算出してから目標制動液圧算出処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｐｓ_FL＝Ｐｍｆ／２＋Ｐｇｆ／２，
Ｐｓ_FR＝Ｐｍｆ／２＋ΔＰｓ_F＋Ｐｇｆ／２，
Ｐｓ_RL＝Ｐｍｒ／２＋Ｐｇｒ／２，
Ｐｓ_RR＝Ｐｍｒ／２＋ΔＰｓ_R ＋Ｐｇｒ／２ ………（１６）
Ｐｓ_FL＝Ｐｍｆ／２＋ΔＰｓ_F＋Ｐｇｆ／２，
Ｐｓ_FR＝Ｐｍｆ／２＋Ｐｇｆ／２，
Ｐｓ_RL＝Ｐｍｒ／２＋ΔＰｓ_R＋Ｐｇｒ／２，
Ｐｓ_RR＝Ｐｍｒ／２＋Ｐｇｒ／２ ………（１７）

上記（１４）〜（１７）式に示すように、運転者による制動操作であるマスタシリンダ液圧Ｐｍｆ及びＰｍｒを考慮して目標制動液圧Ｐｓ_i（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を算出する。
ここで、前記第１のケース〜第３ケースの場合において、制動制御を行った場合の車両挙動を図８及び図９を用いて説明する。
第２のケースとは、前述したように、障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しており、且つ道路種別Ｒが一般道路を示す“２”の場合である。すなわち、図８に示すように、左側が路肩Ｚになり、右側が対向車線（中央車線Ｌ５側）になるような片側１車線を自車両ＭＣが走行している場合において、左右どちらかに逸脱傾向にある場合であり、この場合には、自車両に目標ヨーモーメントＭｓを発生させるヨー制御を行う。さらに、逸脱予測時間Ｔ_outが予め設定された所定時間Ｔｒより小さいときには、ヨー制御を行うだけでなく、さらに自車両に制動力Ｂを発生させて減速させるための減速制御を行う。

また、第３のケースとは、前述したように、障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しており、且つ道路種別Ｒが高速道路を示す“１”の場合である。すなわち、図９に示すように、片側３車線道路において、左側車線を走行している自車両ＭＣ１が左方向に逸脱する傾向があるか、或いは、右側車線を走行している自車両ＭＣ３が右方向に逸脱する傾向がある場合であり、この場合にはヨー制御を行う。さらに、逸脱予測時間Ｔ_outが０になったとき、すなわち自車両が走行車線を逸脱したと判断したときには、ヨー制御に加えて減速制御を行う。

なお、図８及び図９において、黒塗りしている車輪は、液圧を発生させて制動力が与えられている車輪を示す。
また、第１のケースとは、前述したように、障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致していない場合である。すなわち、図９に示すように、片側３車線道路において、左側車線を走行している自車両ＭＣ１が右方向に逸脱する傾向がある場合や、右側車線を走行している自車両ＭＣ３が左方向に逸脱する傾向がある場合や、中央車線を走行している自車両ＭＣ２が左右どちらかに逸脱する傾向がある場合である。この場合にはヨー制御を行う。

また、前記ステップＳ２２では、図１０に示す目標制動液圧出力処理を行い、先ずステップＳ５１で、逸脱判断フラグＦ_outが“１”にセットされており、且つブレーキ状態フラグＦ_brが“０”にリセットされているか否かを判定する。
ステップＳ５１の判定結果がＦ_out＝０又はＦ_br＝１であるときには、自車両が逸脱傾向にないか、運転者がブレーキ操作を行っているものと判断してステップＳ５２に移行し、前記ステップＳ２１で算出した目標制動液圧Ｐｓ_iをそのまま制動流体制御回路７に出力して、図１１に示すように、一定な制動制御をする通常制動制御を行ってから目標制動液圧出力処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。

一方、ステップＳ５１の判定結果がＦ_out＝１且つＦ_br＝０であるときには、運転者のブレーキ操作が検出されていない状態で自車両が逸脱傾向にあるので、各輪の制動に必要な目標制動液圧Ｐｓ_iに逸脱警報の意味合いを持たせるよう、目標液圧を周期的に変動させながら出力するように制御する。
そこで、先ずステップＳ５３で、周期的な制動とするための周期即ち制動周期Ｔｄを算出する。制動周期Ｔｄは、人体が共振してしまい運転者の目線をずらすといわれる５［Ｈｚ］以下を避け、乗員に不快感を与えるといわれる周波数（一般的には、１０〜５０［Ｈｚ］付近）により設定し、自車両の走行車線からの横変位Ｘに応じて、図１２に示す制動周期算出マップを参照して算出する。

ここで、図１２の制動周期算出マップは、走行車線内のある場所を閾値Ｌｗとして、閾値Ｌｗから走行車線となるＬ／２までの位置に応じて、横変位Ｘの絶対値｜Ｘ｜が大きくなるほど制動周波数ｆが大きく算出されるように設定されている。
次にステップＳ５４に移行して、図１３に示すように、目標制動液圧Ｐｓ_iを前記ステップＳ５３で算出した制動周期Ｔｄで周期的に大小差を設けて制動流体制御回路７に出力する変動制動制御を行ってから目標制動液圧出力処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。

図１３は変動制動制御を行った際の時系列図であり、目標制動液圧の最大値Ｐｓ_imaxは前記ステップＳ２１で算出した液圧Ｐｓ_iを用い、最小値Ｐｓ_iminは減速Ｇの差が明確になり運転者に警報の意図が伝わる液圧とする。なお、ブレーキアクチュエータの作動限界やＡＢＳの作動周期を実験的に計測しておき、適用するようにしてもよい。
また、制動力のピークは各周期毎に徐々に小さくなるように設定されている。こうすることで、１回目のピーク値を大きくすることができ、運転者に警報の意図を伝えるための液圧を確保することができる。また、制動力のピーク値が徐々に小さくなるので、運転者に違和感を与えずに警報できる。

このような変動制動制御を行っている状態で、図１３の時刻ｔ１で運転者によるブレーキ操作が介入されたときには、その後の制動制御は通常制動制御となり、前記ステップＳ２１で算出した目標制動液圧Ｐｓ_iが一定出力されることになる。
図２の車線逸脱防止制御処理で、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理が逸脱判断手段に対応し、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が制動操作検出手段に対応し、ステップＳ２１の処理が制動制御量算出手段に対応し、ステップＳ２２の処理が制動力制御手段に対応し、図１０のステップＳ５２の処理が通常制動力制御手段に対応し、ステップＳ５３の処理が制動周期設定手段に対応し、ステップＳ５４の処理が変動性動力制御手段に対応している。

したがって、自車両が高速道路の片側３車線において、図４のＡに示すように左レーンを走行車線に沿って直進走行しているものとする。この場合には、図２の車線逸脱防止制御処理において、ステップＳ４でＴ_out≧Ｔｓとなる逸脱予測時間Ｔ_outが算出されるため、ステップＳ５からステップＳ６に移行して、逸脱判断フラグＦ_out＝０となり、逸脱傾向にないことを示す状態となる。これにより、図６のステップＳ４１の判定によりステップＳ４２に移行して、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの目標制動圧Ｐｓ_FL〜Ｐｓ_RRには、運転者の制動操作に応じたマスタシリンダ圧Ｐｍ及びＰｍｒが夫々設定され、運転者のステアリング操作に応じた走行状態が継続される。

この状態から、運転者がブレーキ操作を行いながら自車両も隣接車線側である右方向に逸脱した場合には、ステップＳ４でＴ_out＜Ｔｓとなる逸脱予測時間Ｔ_outが算出されるため、ステップＳ７で逸脱判断フラグＦ_out＝１となり、逸脱傾向にあることを示す状態となり、運転者はブレーキ操作を行っているため、ステップＳ１１の判定によりステップＳ１３に移行してブレーキ状態フラグＦ_brが“１”にセットされる。

自車両は、高速道路の片側３車線において左レーンを走行中であり、隣接車線側である右方向に逸脱傾向にあるので、障害物等存在方向Ｓ_outと逸脱方向Ｄ_outとが一致しておらず、ステップＳ１９の制動制御方法判定処理で、逸脱判断フラグＦ_outが“０”になるまでヨー制御をする第１のケースであると判断される。そのため、図６のステップＳ４７で、前記（１５）式をもとに、自車両を左方向に逸脱回避するようにヨーモーメントを発生させるための各輪の目標制動液圧Ｐｓ_FL〜Ｐｓ_RRが算出される。運転者はブレーキ操作を行っており、Ｆ_br＝１にセットされているので、図１０のステップＳ５１からステップＳ５２に移行して、通常の一定した制動制御が行われて逸脱回避方向である左方向への進路修正を的確に行う。

一方、運転者の脇見などにより、ブレーキ操作を行っていない状態で自車両が隣接車線側である右方向に逸脱傾向にある場合には、ステップＳ１１の判定によりステップＳ１２に移行してブレーキ状態フラグＦ_brが“０”にリセットされる。ステップＳ１９で制動制御方法が第１のケースであると判断されるので、図６のステップＳ４７で前記（１５）式をもとに、ヨー制御を行うための各輪の目標制動液圧Ｐｓ_FL〜Ｐｓ_RRが算出される。運転者はブレーキ操作を行っておらず、Ｆ_br＝０にリセットされているので、図１０のステップＳ５１からステップＳ５３に移行して、自車両の横変位Ｘに応じた制動周期Ｔｄが算出され、ステップＳ５４で、周期的に制動力に大小差を設けた変動制動制御が行われて運転者に対して逸脱警告を与えると共に、逸脱回避方向である左方向への進路修正を行う。

このように、運転者がブレーキ操作を行っていない場合には、周期的に制動力に大小差を設けて自車両を制御する変動制動制御を行うので、運転者の覚醒が低い状態などでも運転者に対して確実に逸脱警告を与えることができる。
この状態から、自車両がさらに右方向に逸脱した場合には、図１０のステップＳ５３で、図１２に示す制動周期算出マップを参照して、制動周波数ｆが大きい値に算出される。これにより、変動制動制御における制動周期Ｔｄは小さい値に設定されるので、自車両に与えられる制動力の大小の切り替えが速いタイミングで行われる。

したがって、運転者がブレーキ操作を行っておらず変動制動制御を行う際には、自車両の走行車線に対する横変位に基づいて制動周期を設定するので、横変位が大きいほど即ち自車両が走行車線から大きく逸脱しているほど、制動周期を短く設定して、運転者に対する逸脱警告を強化することができる。
このように、運転者によるブレーキ操作を検出し、自車両が走行車線から逸脱傾向にあり、且つ運転者によるブレーキ操作がないときには、逸脱回避のための制動力に大小差を設けて変動させながら制御する変動制動制御を行うので、運転者の覚醒が低い状態などでも運転者に対して確実に逸脱警告を与えることができる。

また、運転者がブレーキ操作を行っておらず変動制動制御を行う際には、自車両の走行車線からの横変位に応じて制動周期を設定するので、逸脱量が大きいときには制動周期を短くして運転者に対する逸脱警告を強化し、仮に運転者の覚醒度が十分低い状態であっても確実に車線逸脱を警告することができると共に、逸脱量が小さいときには、制動周期を長くして運転者に対する逸脱警告を抑制することができる。

さらに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあり、且つ運転者がブレーキ操作を行っているときには、逸脱回避のための制動力を滑らかに発生させて通常の逸脱回避制御を行うので、周期的な制動制御を行うことによる運転者の違和感を低減することができる。
また、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるときには、ブレーキ操作がある場合とない場合とで制動制御方法に明確な差を設けるので、運転者に対する車線逸脱の警報効果を高めることができる。
また、各周期毎に制動力を徐々に小さくするので、運転者に違和感を与えることなく警報を伝えることができる。

なお、上記実施形態においては、自車両の走行車線内の位置に応じて、変動制動制御における目標制動液圧の最大値Ｐｓ_imaxの大きさを変更するようにしてもよい。つまり、図１４の実線に示すように、自車位置がＬ／２であるときには、図１４の破線に示す自車位置がＬｗであるときと比較して制動力が大きく発生するように設定する。これにより、逸脱量が大きいほど、自車両に発生する制動力が大きく設定されるので、より確実に逸脱警報の意味合いを持たせることができる。

また、上記実施形態においては、車室内で警報ブザーを作動させたり、モータ付きプリテンショナル・シートベルトを作動させたりする車両においては、変動制動制御の制動周期と、これらの警報装置の作動周期とを同期させるようにしてもよい。これにより、運転者に対して、より効果的に車線逸脱の警報効果を与えることができる。
さらに、上記実施形態においては、車両に搭載されたナビゲーションシステムでヨーレートを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ヨーレートセンサを設置してヨーレートを検出するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、前輪駆動車に本発明を適用することもできる。この場合には、ステップＳ２で、各車輪速度Ｖｗ_FL〜Ｖｗ_RRのうち、非駆動輪である後左右輪速度Ｖｗ_RL、Ｖｗ_RRの平均値から自車両の車速Ｖを算出すればよい。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 本発明の実施形態における図１のコントロールユニット８で実行される車線逸脱防止制御処理を示すフローチャートである。 図２の車線逸脱防止制御処理における走行環境判断処理を示すフローチャートである。 片側３車線道路走行中における撮像画像の説明図である。 ゲインＫ₁，Ｋ₂の算出マップである。 図２の車線逸脱防止制御処理における目標制動液圧算出処理を示すフローチャートである。 ゲインＫ_gv，Ｋ_gxの算出マップである。 第２のケースの制動制御方法を説明する図である。 第１・第３のケースの制動制御方法を説明する図である。 図２の車線逸脱防止制御処理における目標制動液圧出力処理を示すフローチャートである。 通常制動制御の説明図である。 制動周期算出マップである。 変動制動制御の説明図である。 変動制動制御の他の例を示す図である。

符号の説明

６ＦＬ〜６ＲＲ ホイールシリンダ
７ 制動流体圧制御回路
８ コントロールユニット
９ エンジン
１３ ＣＣＤカメラ
１４ カメラコントローラ
１５ ナビゲーションシステム
１６ マスタシリンダ圧センサ
１７ ブレーキセンサ
２０ 操舵角センサ
２１ＦＬ〜２１ＲＲ 車輪速センサ
２２ 方向指示スイッチ
２４ 警報装置

Claims (6)

1. 自車両の走行車線からの逸脱を回避するように自車両を制御する車線逸脱防止装置において、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、運転者のブレーキ操作を検出する制動操作検出手段と、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを判断する逸脱判断手段と、該逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが判断されたときに、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に基づいて、逸脱を回避する方向に自車両を制御するように各車輪の制動力制御量を算出する制動力制御量算出手段と、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量と前記制動操作検出手段で検出されたブレーキ操作とに応じて各車輪の制動力を制御する制動力制御手段とを備え、前記制動力制御手段は、前記制動操作検出手段でブレーキ操作が非検出のとき、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量に応じて、各車輪の制動力を前記運転者に認識させるように変動させながら制御する変動制動力制御手段を備えていることを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 前記変動制動力制御手段は、自車両の走行車線に対する横変位に応じて制動周期を設定する制動周期設定手段を有し、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量に応じて、各車輪の制動力を前記制動周期設定手段で設定された制動周期で変動させながら制御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。
3. 前記制動周期設定手段は、自車両の走行車線に対する横変位が大きいほど、前記制動周期を小さく設定することを特徴とする請求項２に記載の車線逸脱防止装置。
4. 前記逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが判断されたとき、運転者に対して警報を発する警報手段を備え、前記警報手段は、警報の作動周期と前記制動周期設定手段で設定した制動周期とを同期させることを特徴とする請求項２又は３に記載の車線逸脱防止装置。
5. 前記変動制動力制御手段は、前記制動周期設定手段で設定された制動周期毎に、各車輪に与える制動力を徐々に下げることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の車線逸脱防止装置。
6. 前記制動力制御手段は、前記制動操作検出手段で運転者のブレーキ操作を検出したとき、前記制動力制御量算出手段で算出された制動力制御量に応じて、各車輪の制動力を一定の大きさで制御する通常制動力制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の車線逸脱防止装置。

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