JP2010023606A

JP2010023606A - 車線逸脱防止装置

Info

Publication number: JP2010023606A
Application number: JP2008185840A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Terasawa; 武寺澤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: JP5416372B2

Abstract

【課題】自車両前方に障害物が存在する場合に適切なタイミングで制御の状態を変化させる車線逸脱防止装置を提供する。
【解決手段】自車両ＯＶの走行車線からの逸脱を防止するよう操舵トルクを発生する車線逸脱防止装置を、自車両の進行路を推定する自車進行路推定手段１４０と、自車両前方の障害物Ｆを認識する障害物認識手段１３０と、自車両と障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算するラップ量演算手段１５０と、障害物の自車両への接近状況に応じて走行車線中央側へ向かう操舵トルクを低下させる逸脱防止制御低下手段１６０と、ラップ量の増大に応じて逸脱防止制御低下手段が操舵トルクを低下させるタイミングを早くするタイミング変更手段を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられ、自車両の車線からの逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関し、特に自車両前方に障害物が存在する場合に適切なタイミングで制御の状態を変化させるものに関する。

車線逸脱防止装置は、例えば画像撮影装置等の環境認識手段によって自車両が走行する車線の幅や形状等を認識するとともに、自車両が車線から逸脱する傾向を検出した場合には、例えばドライバに警告を発したり、復元方向への操舵支援力を発生する等の運転支援を行うものである。

車線逸脱防止装置は、自車両前方に障害物が存在する場合に、運転者による回避動作を妨げないことが要求される。このため、進路を変更して回避する必要のある障害物を検出した場合に、制御の状態を変化させる車線逸脱防止装置が提案されている。
例えば特許文献１には、自車両前方を撮像した画像から自車両左右の白線及び立体物を検出し、立体物の左右端と対応する側の白線との間隔に基づいて運転者が意図的に車線を逸脱することを判定して逸脱防止制御を停止する車線逸脱防止装置が記載されている。

また、特許文献２には、自車両前方の駐車車両を検出した場合に、逸脱回避制御用の閾値である実車線を、横方向にシフトされた仮想線に変更することが記載されている。
特開２００７―２６４７１７号公報特開２００５−３２４７８２号公報

しかし、障害物の自車両や車線との重なり度合に応じて、車線逸脱防止制御の状態を変化させるべきタイミングは異なる。例えば、仮に車線逸脱防止制御の状態を、これらの重なり度合に関わらず同じタイミングで変化させると、自車両や車線幅との重なり度合が大きく運転者が早期に回避を開始したい場合には回避初期に干渉が発生しやすくなる。一方、重なり度合が小さい場合には回避を開始するまで十分な間があるにも関わらず制御の状態が変化することによって、運転者の期待する制御を行うことができない。

本発明の課題は、自車両前方に障害物が存在する場合に適切なタイミングで制御の状態を変化させる車線逸脱防止装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう走行車線中央に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、自車両の推定進行路を推定する自車進行路推定手段と、自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、自車両の前記推定進行路上における自車両と前記障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算するラップ量演算手段と、前記障害物の自車両への接近状況に応じて走行車線中央側へ向かう操舵トルクを低下させる逸脱防止制御低下手段と、前記ラップ量の増大に応じて前記逸脱防止制御低下手段が前記操舵トルクを低下させるタイミングを早くするタイミング変更手段を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置である。
なお、本明細書及び特許請求の範囲等において、操舵トルクの低下とは、操舵トルクの発生を完全に停止するものも含まれるものとする。

請求項２の発明は、自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、前記タイミング変更手段は、前記ラップ量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記逸脱防止制御低下手段に前記操舵トルクを低下させ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である。

請求項３の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう走行車線中央に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、自車進行路上の車線幅を算出する車線幅算出手段と、自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、前記車線幅に対する前記障害物の占有度合を占有量として演算する占有量演算手段と、前記障害物の自車両への接近状況に応じて走行車線中央側へ向かう操舵トルクを低下させる逸脱防止制御低下手段と、前記占有量の増大に応じて前記逸脱防止制御低下手段が前記操舵トルクを低下させるタイミングを早くするタイミング変更手段を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置である。
請求項４の発明は、自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、前記タイミング変更手段は、前記占有量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記逸脱防止制御低下手段による車線中央へ向かう強さを低下させ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である。

請求項５の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するように目標走行位置に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、自車両の進行路を推定する自車進行路推定手段と、自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、自車両の前記推定進行路上における自車両と前記障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算するラップ量演算手段と、前記障害物の自車両への接近状況に応じて前記目標走行位置を横方向にシフトする目標走行位置シフト手段と、前記ラップ量の増大に応じて前記目標走行位置をシフトするタイミングを早くするタイミング変更手段を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置である。
請求項６の発明は、自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、前記タイミング変更手段は、前記ラップ量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記目標走行位置をシフトすることを特徴とする請求項５に記載の車線逸脱防止装置である。

請求項７の発明は、自車両の走行車線からの逸脱を防止するように目標走行位置に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、自車両の進行路上の車線幅を算出する車線幅算出手段と、自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、前記車線幅に対する前記障害物の占有度合を占有量として演算する占有量演算手段と、前記障害物の自車両への接近状況に応じて前記目標走行位置を横方向にシフトする目標走行位置シフト手段と、前記占有量の増大に応じて前記目標走行位置をシフトするタイミングを早くするタイミング変更手段を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置である。
請求項８の発明は、自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、前記タイミング変更手段は、前記占有量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記目標走行位置をシフトすることを特徴とする請求項７に記載の車線逸脱防止装置である。

請求項９の発明は、前記ラップ量演算装置は、前記障害物が停止車両である場合には、該停止車両の横幅に所定の増加補正を行って前記ラップ量を演算することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置である。
請求項１０の発明は、前記占有量演算装置は、前記障害物が停止車両である場合には、該停止車両の横幅に所定の増加補正を行って前記占有量を演算することを特徴とする請求項３、請求項４、請求項７、請求項８のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）自車両と障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算し、ラップ量の増大に応じて走行車線中央側への操舵トルクを低下させるタイミングを早くすることによって、自車両と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで操舵トルクを低下させることができる。
例えば、ラップ量が大きく早期に回避を開始する必要がある場合には、早期に操舵トルクを低下させることによって、運転者による回避操作との干渉を防止して煩わしさや違和感を低減することができる。
一方、ラップ量が小さく回避開始が比較的遅くてもよい場合には、操舵トルクを低下させるタイミングを遅らせることによって、回避開始まで十分な時間があり運転者が操舵支援を期待している状態で操舵トルクが低下することを防止でき、利便性を向上できる。

（２）自車両前方の車線幅に対する障害物の占有度合を占有量として演算し、占有量の増大に応じて走行車線中央側への操舵トルクを低下させるタイミングを早くすることによって、車線幅と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで操舵トルクを低下させることができる。
例えば、占有量が大きく早期に回避を開始する必要がある場合には、早期に操舵トルクを低下させることによって、運転者による回避操作との干渉を防止して煩わしさや違和感を低減することができる。
一方、占有量が小さく回避開始が比較的遅くてもよい場合には、操舵トルクを低下させるタイミングを遅らせることによって、回避開始まで十分な時間があり運転者が操舵支援を期待している状態で操舵トルクが低下することを防止でき、利便性を向上できる。

（３）自車両と障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算し、ラップ量の増大に応じて目標走行位置をシフトするタイミングを早くすることによって、自車両と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで目標走行位置をシフトさせ、運転者の回避操作との干渉を低減することができる。

（４）自車両前方の車線幅に対する障害物の占有度合を占有量として演算し、占有量の増大に応じて目標走行位置をシフトするタイミングを早くすることによって、車線幅と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで目標走行位置をシフトさせ、運転者の回避操作との干渉を低減することができる。

（５）障害物が停止車両である場合には、停止車両の横幅に所定の増加補正を行ってラップ量又は占有量を演算することによって、停止車両のドアが開いた場合にも自車両の回避を容易として安全性を向上できる。

本発明は、自車両前方に障害物が存在する場合に適切なタイミングで制御の状態を変化させる車線逸脱防止装置を提供する課題を、障害物と自車両とのラップ率又は障害物の車線幅に対する占有率に応じて操舵トルクを低下するタイミングを変更すること、及び、障害物と自車両とのラップ率又は障害物の車線幅に対する占有率に応じて目標走行位置を変更するタイミングを変更することによって解決した。

以下、本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例１について説明する。
実施例１の車線逸脱防止装置は、例えば、前２輪を操舵する乗用車等の４輪自動車に備えられる。
図１は、実施例の車線逸脱防止装置を含む車両のシステム構成を示す図である。この車線逸脱防止装置は、操舵機構１０に操舵トルク（操舵力）を付与するものである。
操舵機構１０は、前輪ＦＷを支持するハウジングＨを所定の操向軸線（キングピン）回りに回転させて操舵を行うものである。

操舵機構１０は、ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１２、ステアリングギアボックス１３、タイロッド１４等を備えて構成されている。
ステアリングホイール１１は、運転者が操舵操作を入力する環状の操作部材である。
ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１の回転をステアリングギアボックス１３に伝達する回転軸である。
ステアリングギアボックス１３は、ステアリングシャフト１２の回転運動を車幅方向の直進運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。
タイロッド１４は、一方の端部をステアリングギアボックス１３のラックに連結され、他方の端部をハウジングＨのナックルアームに連結された軸状の部材である。タイロッド１４は、ハウジングＨのナックルアームを押し引きすることによってハウジングＨを回転させ、操舵を行う。

また、車両は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御ユニット２０、操安制御ユニット３０、エンジン制御ユニット４０、トランスミッション制御ユニット５０、車両統合ユニット６０等を備えている。

ＥＰＳ制御ユニット２０は、運転者の操舵操作に応じて操舵アシスト力を発生する電動パワーステアリング装置を統括的に制御するものである。ＥＰＳ制御ユニット２０には、電動アクチュエータ２１、舵角センサ２２、トルクセンサ２３等が接続されている。
電動アクチュエータ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の途中に設けられ、減速機構を介して操舵機構１０に対して操舵トルク（操舵力）を付与する電動モータである。
舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２の角度位置（ステイリングホイール１１の角度位置と実質的に等しい）を検出するエンコーダを備えている。
トルクセンサ２３は、電動アクチュエータ２１とステアリングホイール１１との間でステアリングシャフト１２に挿入され、ステアリングシャフト１２に作用するトルクを検出するものである。通常、トルクセンサ２３が検出するトルクは、運転者がステアリングホイール１１に入力する操舵トルクと実質的に等しくなる。

操安制御ユニット３０は、各車輪のブレーキの制動力を個別に制御する車両操安性制御及びＡＢＳ制御を行うものである。車両操安性制御は、アンダーステア又はオーバーステアの発生時に、旋回内輪側と外輪側の制動力を異ならせて復元方向のヨーモーメントを発生させるものである。ＡＢＳ制御（アンチロックブレーキ制御）は、車輪のロック傾向を検出した際に、当該車輪の制動力を低減して回復させるものである。
操安制御ユニット３０には、ハイドロリックコントロールユニット（ＨＣＵ）３１、車速センサ３２、ヨーレートセンサ３３、横加速度（横Ｇ）センサ３４等が接続されている。

ＨＣＵ３１は、各車輪の液圧式サービスブレーキに付与されるブレーキフルード液圧を個別に制御する装置である。ＨＣＵ３１は、ブレーキフルードを加圧するモータポンプ、及び、各車輪のキャリパシリンダへ付与される圧力を調整するソレノイドバルブ等を備えている。
車速センサ３２は、各車輪のハブベアリングを保持するハウジングに設けられ、車輪速に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号は、所定の処理を施すことによって、車両の走行速度を求めることができる。
ヨーレートセンサ３３及び横Ｇセンサ３４は、車体の鉛直軸回りの回転速度及び横方向の加速度をそれぞれ検出するＭＥＭＳセンサを備えている。

エンジン制御ユニット４０は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補器類を統括的に制御するものである。
トランスミッション制御ユニット５０は、エンジンの出力を変速して前後のディファレンシャルへ伝達するオートマティックトランスミッションを統括的に制御するものである。
車両統合ユニット６０は、上記各ユニットに関連する以外の車両の電装品を統括的に制御するものである。

また、実施例１の車線逸脱防止装置は、以下説明する車線逸脱防止制御ユニット１００を備えている。
車線逸脱防止制御ユニット１００は、上述したＥＰＳ制御ユニット２０、操安制御ユニット３０、エンジン制御ユニット４０、トランスミッション制御ユニット５０、車両統合ユニット６０と、例えばＣＡＮ通信システム等の車載ＬＡＮを介して接続され、各種情報や信号を取得可能となっている。

また、車線逸脱防止制御ユニット１００は、環境認識手段１１０、車線認識手段１２０、障害物認識手段１３０、自車進行路推定手段１４０、ラップ率演算手段１５０、操舵制御手段１６０等を備えている。なお、これらの各手段は、それぞれ独立したハードウェアとして構成されてもよく、また、一部又は全部を共通したハードウェアとした構成としてもよい。

環境認識手段１１０は、自車両前方を撮像した画像情報に基づいて、自車両の走行車線の形状や、先行車を含む障害物の形状、サイズ、位置（方向及び距離）等を認識するものである。
環境認識手段１１０は、ステレオカメラ１１１、画像処理部１１２等が接続されている。
ステレオカメラ１１１は、例えば車両のフロントウインドウ上端部のルームミラー基部付近に設けられた一対のメインカメラ及びサブカメラを備えている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれＣＣＤカメラを有して構成されている。メインカメラ及びサブカメラは、車幅方向に離間して設置されている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれ基準画像及び比較画像を撮像し、これらに係る画像データを画像処理部１１２に出力する。
画像処理部１１２は、ステレオカメラ１１１が出力した基準画像及び比較画像の画像データをＡ／Ｄ変換した後、所定の画像処理を施して環境認識手段１１０に出力するものである。この画像処理には、例えば、各カメラの取付位置誤差の補正や、ノイズ除去、階調の適切化などが含まれる。デジタル化された画像は、例えば、垂直方向及び水平方向にマトリクス状に配列された複数の画素を有する。これらの各画素は、それぞれ被写体の明るさに応じた輝度値を有する。

環境認識手段１１０は、基準画像及び比較画像のデータに基づいて、基準画像上の任意の画素又は複数の画素からなるブロックである画素群の視差を検出する。この視差は、ある画素又は画素群の基準画像上の位置と比較画像上の位置とのずれ量である。この視差を用いると、三角測量の原理により、自車両から当該画素に対応する被写体までの距離を算出することができる。

車線認識手段１２０は、環境認識手段１１０を用いて、自車両前方の車線両端部に配置された白線の形状等を認識する。なお、本明細書、特許請求の範囲等において、白線とは、車線の幅方向における端部に引かれた連続線又は破線を示すものとし、実際の色彩が白色以外（例えば燈色など）の線も含むものとする。
図２は、自車両、車線（白線）、障害物、及び自車進行路軌跡の平面的配置の一例を示す図である。
図２に示す例においては、自車両ＯＶの走行車線は左カーブとなっており、自車進行路軌跡Ｐｏｖは車線幅の略中央部に設定される。また、障害物Ｆは、走行車線内（左右白線ＷＬの間隔）における中央部よりも左寄りに存在している。

車線認識手段１２０は、環境認識手段１１０が生成した基準画像のデータから、画素の輝度データに基づいて白線ＷＬ部分の画素群を検出する。自車両に対する白線ＷＬ部分の画素群の方位は、画像データ上の画素位置に基づいて検出される。具体的には、垂直方向における画素位置が路面上に相当する領域を水平方向に走査し、輝度値が急変する箇所を車線の輪郭として認識する。そして、当該白線部分の画素群の距離を算出することによって、白線の位置を検出する。
そして、車線認識手段１２０は、白線位置の検出を連続的に行なって車両の進行方向に複数の車線候補点を設定し、整合のとれない車線候補点を無視するとともに、車線候補点を設定できなかった領域は所定の補完処理を行うことによって、自車両前方の車線形状を認識する。

障害物認識手段１３０は、環境認識手段を用いて、少なくとも一部が自車両の走行車線上に張り出している障害物Ｆを認識するものである。
障害物認識手段１３０は、障害物Ｆの距離Ｌ及び幅Ｗｆをリアルタイムで認識するとともに、画像に基づいたパターン認識により、障害物Ｆが車両か車両以外かを判別可能となっている。なお、実施例１では障害物の距離をステレオカメラ１１１によって検出しているが、これに限らず、例えばミリ波レーダ等のレーダなど公知の他の測距手段を用いてもよい。
なお、障害物認識手段１３０は、障害物Ｆの後面（自車両ＯＶ側の面）及び側面（後面とほぼ直交しかつ車線方向にほぼ沿った面）を判別する公知の面認識機能を備えており、障害物Ｆの幅Ｗｆとして、例えば後面の幅（障害物Ｆが車両である場合には車幅に相当）を用いることができる。

また、障害物認識手段１３０は、距離Ｌの履歴に基づいて、自車両ＯＶと障害物Ｆとの自車両進行方向（Ｚ軸方向）における相対速度Ｖｃを算出する機能を備えている。
ここで、障害物認識手段１３０は、障害物Ｆが車両でありかつ相対速度Ｖｃが自車両の車速Ｖと実質的に同じ場合には、障害物Ｆが停止車両であると推定し、障害物Ｆの横幅Ｗｆに対して所定の増加補正を行う。この増加補正は、停止車両のドアが開かれる可能性を考慮して行うものであり、例えば所定幅の加算や、所定の係数を乗じることによって行われる。

自車進行路推定手段１４０は、環境認識手段１１０からの情報、舵角センサ２２、車速センサ３２、ヨーレートセンサ３３等によって検出される車両の走行状態、及び、既知の車両諸元等に基づいて、自車進行路を推定するものである。
自車進行路の推定は、例えば、車両前方の所定の距離Ｌにおける自車両ＯＶの横位置Ｘｅを算出することによって行う。
自車両ＯＶの重心位置を原点とし、車幅方向へ延びるＸ軸、及び、車体前方側へ延びるＺ軸を有する座標系を用いて以下説明する。
距離Ｌにおける自車両重心の推定横位置Ｘｅは、ハンドル角度αを用いて、以下の式１によって求められる。

また、自車進行路推定手段１４０は、上述した推定横位置の演算を略リアルタイムに連続して行うことによって、図２に示すような自車両ＯＶの進行方向に連続した自車進行路軌跡Ｐｏｖを設定することができる。

また、自車進行路推定手段１４０は、上述したハンドル角度を用いた横位置の推定に代えて、以下の式２の通り、ヨーレートセンサ３３が検出したヨーレートを用いて横位置を推定することができる。

Ｘｅ＝Ｌ^２γ／２Ｖ・・・（式２）
Ｌ：障害物距離［ｍ］
γ：車両のヨーレート［ｒａｄ／ｓｅｃ］

ラップ率演算手段１５０は、自車両ＯＶ前方の障害物Ｆの自車両ＯＶに対する横方向の重なり度合であるラップ量を、ラップ率として算出するものである。
ラップ率Ｎ_＿ｌａｐ［％］は、以下の式３によって求められる。

操舵制御手段１６０は、車線認識手段１２０、障害物認識手段１３０、自車進行路推定手段１４０、ラップ率演算手段１５０等を用いて、操舵機構１０への操舵トルク（支援トルク）の付与要否を判定するとともに、操舵トルク付与時の目標操舵トルクを設定するものである。また、操舵制御手段１６０は、自車両前方に障害物が存在する場合に、所定の回避タイミングで操舵トルクの付与を停止する本発明にいう逸脱防止制御低下手段としても機能する。
操舵制御手段１６０は、車線認識手段１２０が認識した走行車線からの自車両の逸脱を防止するよう車線逸脱防止制御を行なう。例えば、操舵制御手段１６０は、自車進行路推定手段１４０が推定した自車横位置Ｘｅが、車線から逸脱する場合には、逸脱傾向有りと判断して、車線中央側へパルス状の操舵トルクを発生させる。また、このようなパルス状の操舵トルク付与に代えて、走行車線の中央部に目標走行位置Ｘｃを設定し、推定自車横位置Ｘｅと目標走行位置Ｘｃとの横方向偏差Δｅを低減するように操舵トルクを付与してもよい。この場合、具体的には、横位置偏差Δｅの三乗値に対して所定のゲインを乗算し、これに所定の補正を施すことによって目標操舵トルクを演算するようにしてもよい。

また、操舵制御手段１６０は、自車両前方に障害物がある場合、ラップ率演算手段１５０が算出したラップ率Ｎ_＿ｌａｐに応じたタイミングで上述した車線逸脱防止制御を停止する機能を備えている。
このため、操舵制御手段１６０は、衝突予測時間算出手段１６１及び回避タイミング設定手段１６２を備えている。
衝突予測時間算出手段１６１は、自車両ＯＶの位置がその奥行き方向（図２のＺ軸方向）上で障害物Ｆの自車両側端部と一致する時間を衝突予測時間ＴＴＣとして算出するものである。

衝突予測時間ＴＴＣは、以下の式４によって求められる。

ＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒ・・・（式４）
ＴＴＣ：衝突予測時間(Time To Collision)［ｓｅｃ］
Ｌ：Ｚ軸方向における自車両から障害物までの距離［ｍ]
Ｖｒ：Ｚ軸方向における自車両と障害物との相対速度［ｍ／ｓｅｃ］

回避タイミング設定手段１６２は、上述した衝突予測時間ＴＴＣ及びラップ率Ｎ_＿ｌａｐに基づいて、運転者の操舵による意図的な逸脱を許容するタイミング（衝突時間閾値）である回避タイミングＴｃを設定する。このとき回避タイミング設定手段１６２は、本発明にいうタイミング変更手段として機能する。この機能については、以下詳しく説明する。

次に、上述した実施例１の車線逸脱防止装置における障害物回避時の制御について説明する。
図３は、障害物回避時の制御を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：他制御の介入、緊急回避状態有無判断＞
操舵制御手段１６０は、操安制御ユニット３０において車両操安性制御（ヨーコントロール制御）又はＡＢＳ制御が行われている場合は、車両にアンダーステア又はオーバーステア傾向が生じ、あるいは、ＡＢＳが作動する程度の急制動が行われているものと判断してステップＳ０２に進み、その他の場合はステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０２：操舵制御停止＞
操舵制御手段１６０は、車線逸脱防止制御を含めた全ての操舵制御（操舵トルクの付与）を停止し、処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０３：環境認識＞
環境認識手段１１０及び車線認識手段１２０は、協働して自車両前方の走行車線の形状を認識するとともに、自車両ＯＶの白線内横位置を認識する。
また、障害物認識手段１３０は、障害物の幅Ｗｆ、横方向位置Ｘｆ、自車両奥行き方向位置（距離）Ｌ、及び、自車両と障害物との相対速度Ｖｒを検出する。
その後、ステップＳ０４に進む。
＜ステップＳ０４：自車進行路軌跡推定＞
自車進行路推定手段１４０は、上述した自車進行路軌跡Ｐｏｖを設定する。そして、自車進行路軌跡Ｐｏｖを用いて、障害物位置Ｌにおける自車両の横位置Ｘｅを推定する。
その後、ステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０５：回避タイミングＴｃの計算＞
操舵制御手段１６０の衝突予測時間算出手段１６１は、ラップ率演算手段１５０が算出した自車両ＯＶと障害物Ｆとのラップ率Ｎ_＿ｌａｐ、及び、障害物認識手段１３０が検出した相対速度Ｖｃを用いて、衝突予測時間ＴＴＣを算出する。
そして、操舵制御手段１６０は、衝突予測時間ＴＴＣを用いて、回避タイミングＴｃを設定する。
図４は、実施例１におけるラップ率Ｎ_＿ｌａｐと回避タイミングＴｃとの相関を示すグラフである。
回避タイミングＴｃは、以下の式５によって求められる。

Ｔｃ＝ａ・Ｎ_＿ｌａｐ＋ＴＴＣ・・・（式５）
ａ：所定の定数

すなわち、回避タイミングＴｃは、衝突予測時間ＴＴＣを基準として、ラップ率の増大に応じた増加補正を施したものとなり、ラップ率が小さい場合には相対的に短く設定され、ラップ率が大きい場合には相対的に長く設定されることになる。

＜ステップＳ０６：ウインカ操作有無判断＞
操舵制御手段１６０は、統合制御ユニット６０を介してウインカ（ターンシグナルランプ）のスイッチが操作されたか否かを検出する。そして、ウインカ操作があった場合はステップＳ０７に進み、ウインカ操作がなかった場合はステップＳ０７をスキップしてステップＳ０８に進む。
＜ステップＳ０７：回避タイミングＴｃをウインカ操作タイミングに更新＞
操舵制御手段１６０は、運転者が意図的に車線逸脱を行うものと推定し、必要に応じて車線逸脱防止制御をオフするため、回避タイミングＴｃをウインカ操作タイミングに更新し、ステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０８：障害物跨ぎ判定＞
操舵制御手段１６０は、障害物Ｆが車線端の白線ＷＬを跨いでいるか否かを判定する障害物跨ぎ判定を行う。
図５は、障害物が白線を跨いでいる場合における自車両、白線、及び、障害物の平面的配置の一例を示す図である。
障害物跨ぎ判定は、以下の式６を用い、跨ぎ判定値Ｒｍが負の値となった場合に跨ぎ状態であると判定される。

Ｒｍ＝ｓｇｎ（｜ｘ_ｌ｜−Ｗｆ／２）・・・（式６）
Ｒｍ：跨ぎ判定値
ｘ_ｌ：車線位置[ｍ]（実施例の座標系では＋が左側、−が右側となる）

跨ぎ判定が成立した場合は、回避が必要な障害物であると認識してステップＳ１０に進み、不成立の場合はステップＳ０９に進む。

＜ステップＳ０９：相対速度判定＞
操舵制御手段１６０は、自車両ＯＶと障害物Ｆとの相対速度Ｖｃが所定の閾値Ｖｃ＿ｔｈ以上である場合は、障害物Ｆの自車両ＯＶに対する有意な接近があるものとしてステップＳ１０に進み、その他の場合は処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ１０：障害物方向判定＞
操舵制御手段１６０は、障害物認識手段１３０を用いて、障害物Ｆが自車両の走行車線内における左右どちらの白線ＷＬを跨いでいるか判定する。
左側である場合はステップＳ１１に進み、右側である場合はステップＳ１３に進む。

＜ステップＳ１１：衝突予測時間と回避タイミングとの比較判断＞
操舵制御手段１６０は、リアルタイムに算出される現在の衝突予測時間ＴＴＣと、ステップＳ０５で算出された回避タイミングＴｃとを比較し、衝突予測時間ＴＴＣが回避タイミングＴｃ以下となった場合はステップＳ１２に進み、その他の場合はステップＳ１２をスキップして終了（リターン）する。
＜ステップＳ１２：右側への車線逸脱防止制御停止＞
操舵制御手段１６０は、自車両の走行車両右側への逸脱傾向に対する左側への操舵トルクの付与制御を停止し、処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ１３：衝突予測時間と回避タイミングとの比較判断＞
操舵制御手段１６０は、リアルタイムに算出される現在の衝突予測時間ＴＴＣと、ステップＳ０５で算出された回避タイミングＴｃとを比較し、衝突予測時間ＴＴＣが回避タイミングＴｃ以下となった場合はステップＳ１４に進み、その他の場合はステップＳ１４をスキップして終了（リターン）する。
＜ステップＳ１４：左側への車線逸脱防止制御停止＞
操舵制御手段１６０は、自車両の走行車両左側への逸脱傾向に対する右側への操舵トルクの付与制御を停止し、処理を終了（リターン）する。

以上説明した実施例１によると、自車両ＯＶと障害物Ｆとの横方向における重なり度合を示すラップ率Ｎ_＿ｌａｐの増大に応じて走行車線中央側への操舵トルクの付与を停止するタイミングを早くすることによって、自車両と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで操舵トルクの付与を停止することができる。
また、障害物Ｆが停止車両である場合には、停止車両の横幅に所定の増加補正を行ってラップ率Ｎ_＿ｌａｐを演算することによって、停止車両のドアが開いた場合にも自車両ＯＶの回避を容易として安全性を向上できる。

次に、本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例２について説明する。
なお、以下説明する各実施例において、従前の実施例と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例２の車線逸脱防止装置は、実施例１におけるラップ率Ｎ_＿ｌａｐに代えて、以下説明する車線幅の占有率Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}に基づいて回避タイミングＴｃを設定するものである。

実施例２の車線逸脱防止制御ユニット１００は、実施例１のラップ率演算手段１５０に代えて、図示しない占有率演算手段を備えている。
占有率演算手段は、障害物Ｆが自車両走行車線の車線幅内に占める度合を示す指標である。占有率は、障害物Ｆが車線内に張り出している部分の幅（Ｘｌ−Ｘｆ＋Ｗｆ／２）を、車線幅で除することによって求められる。ここで、障害物Ｆが停止車両である場合には、上述したラップ率の場合と同様に、障害物の幅Ｗｆに対して所定の増加補正を行ったうえで占有率の算出を行う。
また、回避タイミング設定手段１６２は、実施例１のラップ率Ｎ_＿ｌａｐに代えて、占有率Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}を用いて回避タイミングＴｃの算出を行う。
この場合、回避タイミングＴｃは、以下の式７によって求められる。

Ｔｃ＝ｂ・Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ} ＋ＴＴＣ・・・（式７）
ｂ：所定の定数

また、回避タイミングＴｃは、以下の式８のように、ラップ率Ｎ_＿ｌａｐ及び占有率Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}をともに考慮して設定することもできる。

Ｔｃ＝ａ・Ｎ_＿ｌａｐ＋ｂ・Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ} ＋ＴＴＣ・・・（式８）

以上説明した実施例２によれば、自車両前方の車線幅に対する障害物Ｆの占有度合を示す占有量Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}の増大に応じて、走行車線中央側への操舵トルク付与を停止するタイミングを早くすることによって、車線幅と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで操舵トルクの付与を停止することができる。

次に、本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例３について説明する。
実施例３の車線逸脱防止装置においては、実施例１の車線逸脱防止装置において、障害物が検出された際に操舵トルクの付与を停止することに代えて、車両の目標走行位置を変更するものである。
実施例３の車線逸脱防止装置の車線逸脱防止制御ユニット１００は、さらに、図示しない目標走行位置設定手段を備えている。目標走行位置設定手段は、車線認識手段１２０によって認識された自車両走行車線の車線幅中央部に目標走行位置Ｘｃを設定する。
そして、操舵制御手段１６０は、自車進行路推定手段１４０が推定した自車両重心の推定横位置Ｘｅと目標走行位置Ｘｃとの偏差をフィードバックし、この偏差に応じた操舵トルクを操舵機構１０に付与する制御を行う。

実施例３において、図３に示すフローチャートのステップＳ１１及びＳ１３で衝突予測時間ＴＴＣが回避タイミングＴｃ以下になると、ステップＳ１２及びＳ１４で車線逸脱防止制御を停止することに代えて、目標走行位置設定手段は、目標走行位置を横方向にシフトさせて障害物から遠ざかるように変化させる。

以上説明した実施例３によれば、自車両ＯＶと障害物Ｆとの横方向における重なり度合を示すラップ率Ｎ_＿ｌａｐの増大に応じて、目標走行位置をシフトするタイミングを早くすることによって、自車両ＯＶと障害物Ｆとの重なり度合に応じた適切なタイミングで目標走行位置をシフトさせ、運転者の回避操作との干渉を低減することができる。

次に、本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例４について説明する。
実施例４の車線逸脱防止装置は、実施例２と同様にして占有率Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}を用いて回避タイミングＴｃを算出する。そして、衝突予測時間ＴＴＣが回避タイミングＴｃ以下となったときに、実施例３と同様にして目標走行位置を変化させる。
以上説明した実施例４によれば、自車両前方の車線幅に対する障害物Ｆの占有度合を示す占有率Ｎ_{＿ｌａｐ＿ｌａｎｅ}の増大に応じて目標走行位置をシフトするタイミングを早くすることによって、車線幅と障害物との重なり度合に応じた適切なタイミングで目標走行位置をシフトさせ、運転者の回避操作との干渉を低減することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例１、２では、衝突予測時間が回避タイミング以下となった時点で操舵トルクの付与を停止しているが、本発明はこれに限らず、通常の車線逸脱防止制御時よりも低減された操舵トルクを付与する構成としてもよい。
（２）各実施例では、車線認識手段はステレオカメラを用いて車線形状を検出しているが、本発明はこれに限らず、例えばナビゲーション装置等のために準備された地図データ及び自車位置の測位情報に基づいて車線形状を検出するようにしてもよい。
（３）操舵機構に操舵トルクを付与するアクチュエータの構成は、実施例のようなコラムアシストタイプのものに限らず、例えば、ステアリングシャフトに接続されたピニオン軸を駆動するピニオンアシストタイプ、ステアリングシャフトに接続されたピニオンと独立したピニオンを駆動するダブルピニオンタイプ、ステアリングラック自体を直進方向に駆動するラック直動タイプ等であってもよい。
（４）実施例１、３では、自車両と障害物との重なり度合であるラップ量として、幅の比率であるラップ率を用いたが、ラップ量として適用可能なパラメータはこれに限らず、例えば重なっている部分の寸法（幅）をラップ量として用いることもできる。同様に、占有量も実施例２、４のような占有率に限定されない。

本発明を適用した車線逸脱防止装置の実施例１を含む車両のシステム構成を示す図である。図１の車線逸脱防止装置における自車両、車線（白線）、障害物、及び自車進行路軌跡の平面的配置の一例を示す図である。図１の車線逸脱防止装置における障害物回避時の制御を示すフローチャートである。図１の車線逸脱防止装置におけるラップ率と回避タイミングとの相関を示すグラフである。障害物が白線を跨いでいる場合における自車両、白線、及び、障害物の平面的配置の一例を示す図である。

符号の説明

１０操舵機構１１ステアリングホイール
１２ステアリングシャフト１３ステアリングギアボックス
１４タイロッドＦＷ前輪
Ｈハウジング
２０電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御ユニット
２１電動アクチュエータ２２舵角センサ
２３トルクセンサ３０操安制御ユニット
３１ハイドロリックコントロールユニット（ＨＣＵ)
３２車速センサ３３ヨーレートセンサ
３４横加速度（横Ｇ）センサ４０エンジン制御ユニット
５０トランスミッション制御ユニット
６０車両統合ユニット
１００車線逸脱防止制御ユニット１１０環境認識手段
１２０車線認識手段１３０障害物認識手段
１４０自車進行路推定手段１５０ラップ率演算手段
１６０操舵制御手段
１６１衝突予測時間算出手段１６２回避タイミング設定手段
ＯＶ自車両ＷＬ白線
Ｆ障害物

Claims

自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう走行車線中央に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、
自車両の推定進行路を推定する自車進行路推定手段と、
自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
自車両の前記推定進行路上における自車両と前記障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算するラップ量演算手段と、
前記障害物の自車両への接近状況に応じて走行車線中央側へ向かう操舵トルクを低下させる逸脱防止制御低下手段と、
前記ラップ量の増大に応じて前記逸脱防止制御低下手段が前記操舵トルクを低下させるタイミングを早くするタイミング変更手段を備えること
を特徴とする車線逸脱防止装置。
自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、
前記タイミング変更手段は、前記ラップ量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記逸脱防止制御低下手段に前記操舵トルクを低下させること
を特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
自車両の走行車線からの逸脱を防止するよう走行車線中央に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、
自車進行路上の車線幅を算出する車線幅算出手段と、
自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
前記車線幅に対する前記障害物の占有度合を占有量として演算する占有量演算手段と、
前記障害物の自車両への接近状況に応じて走行車線中央側へ向かう操舵トルクを低下させる逸脱防止制御低下手段と、
前記占有量の増大に応じて前記逸脱防止制御低下手段が前記操舵トルクを低下させるタイミングを早くするタイミング変更手段を備えること
を特徴とする車線逸脱防止装置。
自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、
前記タイミング変更手段は、前記占有量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記逸脱防止制御低下手段に前記操舵トルクを低下させること
を特徴とする請求項３に記載の車線逸脱防止装置。
自車両の走行車線からの逸脱を防止するように目標走行位置に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、
自車両の進行路を推定する自車進行路推定手段と、
自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
自車両の前記推定進行路上における自車両と前記障害物との横方向における重なり度合をラップ量として演算するラップ量演算手段と、
前記障害物の自車両への接近状況に応じて前記目標走行位置を横方向にシフトする目標走行位置シフト手段と、
前記ラップ量の増大に応じて前記目標走行位置をシフトするタイミングを早くするタイミング変更手段を備えること
を特徴とする車線逸脱防止装置。
自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、
前記タイミング変更手段は、前記ラップ量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記目標走行位置をシフトすること
を特徴とする請求項５に記載の車線逸脱防止装置。
自車両の走行車線からの逸脱を防止するように目標走行位置に向けて操舵トルクを発生する逸脱防止制御を行う車線逸脱防止装置において、
自車両の進行路上の車線幅を算出する車線幅算出手段と、
自車両前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
前記車線幅に対する前記障害物の占有度合を占有量として演算する占有量演算手段と、
前記障害物の自車両への接近状況に応じて前記目標走行位置を横方向にシフトする目標走行位置シフト手段と、
前記占有量の増大に応じて前記目標走行位置をシフトするタイミングを早くするタイミング変更手段を備えること
を特徴とする車線逸脱防止装置。
自車両の前記障害物に対する衝突予測時間を算出する衝突予測時間算出手段を備え、
前記タイミング変更手段は、前記占有量に基づいて衝突時間閾値を設定し、前記衝突予測時間が前記衝突時間閾値以下となったときに前記目標走行位置をシフトすること
を特徴とする請求項７に記載の車線逸脱防止装置。
前記ラップ量演算装置は、前記障害物が停止車両である場合には、該停止車両の横幅に所定の増加補正を行って前記ラップ量を演算すること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
前記占有量演算装置は、前記障害物が停止車両である場合には、該停止車両の横幅に所定の増加補正を行って前記占有量を演算すること
を特徴とする請求項３、請求項４、請求項７、請求項８のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。