JP2006137416A - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自車両前方の画像から道路白線を検出し、その検出結果により自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されるときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避させる車線逸脱回避制御を行う装置において、自車両前方の画像から道路白線が検出されないときには(ステップS9「No」)、道路白線上に設けられている路面凹凸の上を自車両が走行していうることが検出されると(ステップS13「Yes」)、自車両を走行車線の中央位置に向かわせる車両制御を行う(ステップS15〜S16)。
【選択図】 図2
Description
このような車線逸脱防止装置にあっては、通常、自車両前方の画像を車載カメラで撮像し、その撮像画像から道路白線等の車線区分線を検出することで、走行車線から逸脱傾向にあることを検出する(例えば、特許文献1参照。)。
本発明は、上記従来の車線逸脱防止装置の未解決の問題点の解決を目的としてなされたものであって、見通しがよくないときの車線逸脱回避性能を向上できる走行車線逸脱防止装置を提供することを課題とする。
図1は、本発明の車線逸脱防止装置の第1実施形態を示す概略構成図である。
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の踏込み量に応じて、マスタシリンダ3で昇圧された制動流体圧を各車輪5FL〜5RRの各ホイールシリンダ6FL〜6RRに供給する。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によって、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。
また、この車両には、ディスプレイやスピーカを備えた車内情報提示装置23が備えられ、自車両に車線逸脱傾向があるときには、制駆動力コントロールユニット8からの指令に応じて音声やブザー音で運転者に警告を提示する。
XS=Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X ………(1)
但し、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。
dVwFL=Kg×(VwFL20−VwFL)/ΔT ………(2)
但し、VwFL20はこの演算処理が前回実行されたときに検出された車輪速度VwFLであり、Kgは単位換算係数である。
一方、車輪加速度dVwFLが判断しきい値Slimit以下である場合、又は前回この演算処理が実行されたときに算出された車輪加速度dVwFLが判断しきい値Slimitより大きかった場合には、カウンタTsFLから所定値を減算し、凹凸判断タイマTrsFLに所定値を加算する。なお、カウンタTsFLが"0"以下である場合には、路面判断開始フラグFrsFLを"0"のリセット状態とし、また凹凸判断タイマTrsFLを"0"とする。
このように本実施形態では、自車両の車輪速度VwFLが自車両の走行速度Vに応じたほぼ一定の周期(Tso−TsL)で変動するときに、凹凸判断フラグFotFLを"1"のセット状態とするため、凹部や凸部を一定間隔で繰り返す路面凹凸の上に前左輪5FLがあるときだけ、道路白線上に設けられている路面凹凸の上を自車両が走行していることが検出される。ちなみに、単に自車両の車輪速度VwFLが変動したときに前記凹凸判断フラグFotFLを"1"のセット状態とする方法では、単なる突起物等を踏んだときにも、当該凹凸判断フラグFotFLが"1"のセット状態となってしまい、前記道路白線上に設けられている路面凹凸の上を自車両が走行していると誤検出してしまう恐れがある。
このように本実施形態では、前左輪5FLに対応する凹凸判断フラグFotFLと前右輪5FRに対応する凹凸判断フラグFotFRとのいずれか一方だけが"1"のセット状態であるときに、道路端判断フラグFdwを"1"又は"−1"のセット状態とするため、前左右輪5FL、5FRのいずれか一方だけが路面凹凸を踏んでいるときだけ、道路白線上に設けられている路面凹凸の上を自車両が走行していることが検出される。なお、車輪速度VwFL、VwFRが一定の周期で変動するときに"1"のセット状態となる凹凸判断フラグFotFL、FotFRを用いる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、単に車輪速度VwFL、VwFRが変動したときにセット状態となるフラグを用いてもよい。
次にステップS6に移行して、運転者が意図的に車線変更しているか否かを判定する。具体的には、前記ステップS1で読み込まれた方向指示スイッチ22から判定される自車両の進行方向(左右方向)と、前記ステップS3で算出された推定横変位XSの符号(左方向が正)から判定される自車両の進行方向とが一致するときには、車線変更判断フラグFLCを"1"のセット状態、つまり運転者が意図的に車線変更していることを示す状態とする。また、両者が一致しないときには車線変更判断フラグFLCは"0"のリセット状態、つまり運転者が意図的に車線変更していないことを示す状態とする。
Xw=Xc−Xm ………(3)
Xc=min(L/2−LC/2、0.8) ………(4)
但し、LCは自車両の車幅であり、min()は複数の値から最小値を選択する関数である。
次にステップS9に移行して、カメラコントローラ14で道路白線を検出できたか否か、つまり前記ステップS1で設定された認識フラグFcamreadyが"1"のセット状態であるか否かを判定し、セット状態である場合(Yes)にはステップS10に移行し、そうでない場合には(No)ステップS13に移行する。
前記ステップS11では、制御ゲインKhrを通常の値"1"に設定し、制御量オフセットMoffsetを"0"に設定してから、前記ステップS16に移行する。
また一方、前記ステップS13では、自車両が走行車線の左端又は右端を走行しているか否かを判定する。具体的には、前記ステップS5で設定した道路端判断フラグFdwが"1"又は"−1"のセット状態であるか否かを判定し、セット状態である場合には(Yes)ステップS15に移行し、そうでない場合には(No)ステップ14に移行する。
一方、前記ステップS15では、制御ゲインKhrを"0"に設定し、制御量オフセットMoffsetを一定値Moに設定してから、前記ステップS16に移行する。なお、一定値Moは、後述するステップS16で算出される目標ヨーレートMsによる車両挙動の変動が緩やかなものとなるように設定する。
Ms=−Khr×K1×K2×(XS―Xc)―Fdw×Moffset ………(5)
ΔPSR=2×KbR×|Ms|/T ………(6)
ΔPSF=2×KbF×(|Ms|−Ms1)/T ………(7)
ΔPSR=2×KbR×Ms1/T ………(8)
PSFL=Pm
PSFR=Pm+ΔPSF
PSRL=PmR
PSRR=PmR +ΔPSR ………(9)
PSFL=Pm+ΔPSF
PSFR=Pm
PSRL=PmR+ΔPSR
PSRR=PmR ………(10)
このように本実施形態では、目標ヨーモーメントMsが発生するように各車輪の目標制動流体圧PSFL〜PSRRを算出するため、運転者の操舵操作とは無関係に車線逸脱回避制御を行うことができ、また適切な目標制動流体圧PSFL〜PSRRで車線逸脱回避制御を行うことができる。
まず、CCDカメラ13で自車両前方の道路白線の画像を捉えることができるときに、運転者の脇見等によって、自車両の走行車線から左方への大きな逸脱傾向を生じ、図8に示すように、自車両の走行車線左脇の道路白線上に設けられている路面凹凸の上に前左輪5FLがあるとする。すると、制駆動力コントロールユニット8の演算処理では、まずそのステップ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各種データが読み込まれ、図9の区間Dに示すように、一定の周期で変動する前左輪5FLの車輪速度VwFLが読み込まれ、認識フラグFcamreadyが"1"のセット状態とされ、ステップS2で、自車両の走行速度Vが算出され、ステップS3で、その走行速度V等に基づいて将来の推定横変位XSが横変位限界値Xc より大きく算出され、ステップS4で、前記車輪速度VwFLに基づいて前左輪5FLに対応する凹凸判断フラグFotFLだけが"1"のセット状態とされ、ステップS5で、その凹凸判断フラグFotFLに基づいて道路端判断フラグFdwが"1"のセット状態とされ、ステップS6で、車線変更判断フラグFLCが"0"のリセット状態とされ、ステップS7を経て、ステップS8で、前記将来の推定横変位XSに基づいて逸脱判断フラグFLDが"1"のセット状態とされ、前記認識フラグFcamreadyと前記道路端判断フラグFdwとに基づいてステップS9及びS10の判定が「Yes」となり、ステップS12で、制御ゲインKhrが所定値Khr1(>1)に設定され、ステップS16で、その制御ゲインKhrが前記将来の推定横変位XSから前記横変位限界値Xcを減じた値に乗じられて、自車両の車線逸脱を回避する方向(右方向)に大きなヨーモーメントが発生するように目標ヨーモーメントMsが算出され、ステップS17で、その目標ヨーモーメントMsに基づいて右輪5FR、5RRへの目標制動流体圧PsFR、PsRRが大きく算出され、ステップS18を経て、ステップS19で、その目標制動流体圧PsFL〜PsRRが制動流体圧制御回路7に向けて出力される。そして、その目標制動流体圧PsFL〜PsRRが制動流体圧制御回路7に取得されると、右輪5FR、5RRに当該目標制動流体圧PsFR、PsRRが出力され、右方向に大きなヨーモーメントが発生し、その結果、自車両の走行車線からの逸脱が回避される。
Ms=−Fdw×Mo ………(11)
なお、一定値Moに代えて、車速やヨーレート、横加速度等、旋回状態に応じて定まる値を用いてもよい。
まず、霧や雨等で見通しがよくないときに、自車両の走行車線から左方への逸脱傾向を生じ、図8に示すように、自車両の走行車線左脇の道路白線上に設けられている路面凹凸の上に前左輪5FLがあるとする。すると、制駆動力コントロールユニット8の演算処理では、まずそのステップ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各種データが読み込まれ、図9の区間Dに示すように、一定の周期で変動する前左輪5FLの車輪速度VwFLが読み込まれ、ステップS2を経て、ステップS4で、前記車輪速度VwFLに基づいて前左輪5FLに対応する凹凸判断フラグFotFLだけが"1"のセット状態とされ、ステップS5で、その凹凸判断フラグFotFLに基づいて道路端判断フラグFdwが"1"とされ、ステップS6で、車線変更判断フラグFLCが"0"とされ、ステップS8'で、前記車線変更判断フラグFLCと前記道路端判断フラグFdwとに基づいて逸脱判断フラグFLDが"1"のセット状態とされ、ステップS16'で、その逸脱判断フラグFLDに基づいて、自車両の走行車線の中央位置に戻す方向(右方向)に一定のヨーモーメントが発生するように目標ヨーモーメントMsが算出され、ステップS17で、その目標ヨーモーメントMsに基づいて右輪5FR、5RRへの目標制動流体圧PsFR、PsRRが大きく算出され、ステップS18を経て、ステップS19で、その目標制動流体圧PsFL〜PsRRが制動流体圧制御回路7に向けて出力される。そして、その目標制動流体圧PsFL〜PsRRが制動流体圧制御回路7に取得されると、右輪5FR、5RRに当該目標制動流体圧PsFR、PsRRが出力され、右方向に一定のヨーモーメントが発生し、その結果、自車両が走行車線の中央位置に戻っていき、自車両の走行車線からの逸脱が回避される。
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。この実施形態は、道路白線上に設けられている路面凹凸の上を前車輪5FL、5FRが走行していることが検出されたときに、自車両を走行車線の中央位置向かわせる操舵トルクを発生する点が前記第2実施形態とは異なる。
図中の前輪5FL、5FRには、一般的なラックアンドピニオン式の操舵機構が配設されている。この操舵機構は、前輪5FL、5FRの操舵軸に接続されるラック24と、これに噛合するピニオン25と、このピニオン25をステアリングホイール26に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシャフト27とを備えている。
Tsstr=―FLD×Tsstr0 ………(12)
但し、Tsstr0は一定値である。
次にステップS19"に移行して、前記ステップS16"で算出された目標付加操舵トルクTsstrを自動操舵用モータ31に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
まず、霧や雨等で見通しがよくないときに、自車両の走行車線から左方への逸脱傾向を生じ、図8に示すように、自車両の走行車線左脇の道路白線上に設けられている路面凹凸の上に前左輪5FLがあるとする。すると、制駆動力コントロールユニット8の演算処理では、そのステップ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各種データが読み込まれ、図9の区間Dに示すように、一定の周期で変動する前左輪5FLの車輪速度VwFLが読み込まれ、ステップS2を経て、ステップS4で、前記車輪速度VwFLに基づいて前左輪5FLに対応する凹凸判断フラグFotFLだけが"1"のセット状態とされ、ステップS5で、その凹凸判断フラグFotFLに基づいて道路端判断フラグFdwが"1"とされ、ステップS6で、車線変更判断フラグFLCが"0"とされ、ステップS8'で、前記車線変更判断フラグFLCと前記道路端判断フラグFdwとに基づいて逸脱判断フラグFLDが"1"のセット状態とされ、ステップS16"で、その逸脱判断フラグFLDに基づいて、自車両を走行車線の中央位置に戻す方向(右方向)に操舵角δが生じるように目標付加操舵トルクTsstrが算出され、ステップS19"で、その目標付加操舵トルクTsstrが自動操舵用モータ31に向けて出力される。そして、その目標付加操舵トルクTsstrが自動操舵用モータ31に取得されると、ステアリングシャフト27に目標付加操舵トルクTsstrが出力され、右方向に向かわせる操舵角δが生じ、その結果、自車両が走行車線の中央位置に向かい、自車両の走行車線からの逸脱が回避される。
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱防止装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
また、図3に示すように、道路白線上に凸部を設けることで形成された路面凹凸の上を前輪5FL、5FRが通過していることを検出する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、図14に示すように、前記道路白線上に凹部を設けることで形成された路面凹凸の上を走行していることを検出するものであってもよい。
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 (14)
- 自車両前方の画像から車線区分線を検出し、その検出結果により自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されるときに、自車両の走行車線からの逸脱を回避させる車線逸脱回避制御を行う車線逸脱防止装置において、
前記画像から車線区分線を検出できないときには、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることが検出されると、自車両を走行車線の中央位置に向かわせる車両制御を行うことを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 自車両前方の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像から車線区分線を検出する車線区分線検出手段と、前記車線区分線検出手段で検出された車線区分線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検出する逸脱傾向検出手段と、前記逸脱傾向検出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ると、自車両の走行車線からの逸脱を回避させる車線逸脱回避制御を行う車線逸脱回避制御手段と、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることを検出する路面凹凸検出手段と、を備え、
前記車線逸脱回避制御手段は、前記車線区分線検出手段で車線区分線を検出できないときには、前記路面凹凸検出手段で自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることが検出されると、自車両を走行車線の中央位置に向かわせる車両制御を行うことを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 自車両の車輪速度を検出する車輪速度検出手段を備え、前記路面凹凸検出手段は、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度に基づいて、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることを検出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。
- 前記路面凹凸検出手段は、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度が自車両の走行速度に応じた一定又はほぼ一定の周期で変動するときに、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることを検出することを特徴とする請求項3に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記路面凹凸検出手段は、前記車輪速度検出手段で検出された車輪速度のうち左右輪のいずれか一方の車輪速度だけが変動するときに、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることを検出することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の車線逸脱防止装置。
- サスペンションの上下動の状態を検出するサスペンション状態検出手段を備え、前記路面凹凸検出手段は、前記サスペンション状態検出手段で検出されたサスペンションの上下動の状態に基づいて、自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることを検出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。
- 自車両が道路以外を走行していることを検出する走行位置検出手段と、前記走行位置検出手段で自車両が道路以外を走行していることが検出されているときに、前記路面凹凸検出手段による検出動作を制限する検出制限手段とを備えたことを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車線逸脱回避制御手段は、前記路面凹凸検出手段で自車両が車線区分線近傍又は車線区分線上に設けられている路面凹凸の上を走行していることが検出され、且つ、前記逸脱傾向検出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は、前記車線逸脱回避制御の制御量を大きくすることを特徴とする請求項2から7のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 自車両の走行速度、自車両の走行車線に対する向き、自車両の走行車線に対する位置及び自車両の走行車線の曲率を検出する走行状態検出手段を備え、
前記逸脱傾向検出手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行速度、自車両の走行車線に対する向き、自車両の走行車線に対する位置及び自車両の走行車線の曲率に基づいて将来の自車両の走行車線に対する横変位を算出し、その将来の自車両の走行車線に対する横変位の絶対値が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出することを特徴とする請求項2から8のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。 - 前記車線逸脱回避制御手段は、前記車線逸脱回避制御として前記逸脱傾向検出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ると、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第1制駆動力制御量算出手段と、前記第1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第1制駆動力制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項2から9のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 自車両の走行速度、自車両の走行車線に対する向き、自車両の走行車線に対する位置及び自車両の走行車線の曲率を検出する走行状態検出手段を備え、
前記第1制駆動力制御量算出手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行速度、自車両の走行車線に対する向き、自車両の走行車線に対する位置及び自車両の走行車線の曲率から将来の自車両の走行車線に対する横変位を算出し、その将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差に応じて車両に発生させる目標ヨーモーメントを算出し、その目標ヨーモーメントに応じて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項10に記載の車線逸脱防止装置。 - 前記車線逸脱回避制御手段は、前記車両制御として、自車両を走行車線の中央位置に向かわせるヨーモーメントが発生するように各車輪の制動力を制御することを特徴とする請求項2から11のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車線逸脱回避制御手段は、前記車両制御として、自車両を走行車線の中央位置に向かわせる一定の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し、その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ことを特徴とする請求項12に記載の車線逸脱防止装置。
- 前記車線逸脱回避制御手段は、前記車両制御として、自車両を走行車線の中央位置に向かわせる操舵トルクを発生することを特徴とする請求項2から11のいずれか1項に記載の車線逸脱防止装置。
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