JP2024000335A - 走行路逸脱防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路地図の道路外の情報を要することなく、車両が走行路から逸脱したときのリスクが高い状況を推定し、車両が走行路から逸脱する虞を効果的に低減することができるよう改良された走行路逸脱防止装置を提供する。【解決手段】車両が走行路から逸脱する虞がある又は車両が走行路から逸脱したと判定されたときには（Ｓ３０）、車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させるヨーモーメントを作用させる車両制御（Ｓ１１０）を行う走行路逸脱防止装置であり、走行路逸脱防止装置は、車両制御が開始された後に車両のロールが検出されたときには（Ｓ９０）、車両制御の制御量を増大させる（Ｓ１００）よう構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの車両の走行路逸脱防止装置に係る。

自動車などの車両が走行路から逸脱するときのリスクを低減すべく、道路地図より車両の前方の道路外の情報（路肩、崖、田畑など）を取得し、車両の道路に対する位置ずれ量及び道路外の情報に基づいて警報を発出する警報装置が知られている。道路外の状況の危険度が高いときには、警報の発出が早められ、或いは警報の認知性が高められる。この種の警報装置が、例えば下記の特許文献１に記載されている。

この種の警報装置よれば、警報の発出が早められたり、警報の認知性が高められたりするので、このような処理が行われない場合に比して、車両が走行路から逸脱する虞を低減することができる。

特開２００７－０２６２８９号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
車両が道路地図より車両の前方の道路外の情報を取得できない場所を走行することがあり、また道路外の状況の変化などに起因して、道路外の実際の状況が道路地図の道路外の情報とは異なる場合がある。このような場合には、道路外の実際の状況に応じた警報を発出することができず、車両が走行路から逸脱する虞を効果的に低減することができない。

本発明は、道路地図の道路外の情報を要することなく、車両が走行路から逸脱したときのリスクが高い状況を推定し、車両が走行路から逸脱する虞を効果的に低減することができるよう改良された走行路逸脱防止装置を提供する。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、車両（１０２）が走行路（１１０）から逸脱する虞がある又は車両が走行路から逸脱したと判定されたときには（Ｓ３０）、車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させる車両制御（Ｓ１１０）を行う走行路逸脱防止装置（１００）が提供される。

走行路逸脱防止装置（１００）は、車両制御が開始された後に車両のロールが検出されたときには（Ｓ９０）、車両制御の制御量を増大させる（Ｓ１００）よう構成される。

上記構成によれば、車両が走行路から逸脱する虞がある又は車両が走行路から逸脱したと判定されると、車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させる車両制御が開始される。その後、車両のロールが検出されると、車両制御の制御量が増大される。

よって、車両制御の制御量が増大されない場合に比して、車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させる作用を増大させることができる。従って、ナビゲーション装置などの道路地図の道路外の情報を要することなく、車両が走行路から逸脱する虞があるときには、その虞を効果的に低減し、車両が走行路から逸脱しても、車両が走行路外を走行することによる事故のリスクを低減することができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられる名称及び／又は符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた名称及び／又は符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の実施形態にかかる走行路逸脱防止装置を示す図である。 実施形態における走行路逸脱防止制御ルーチンを示すフローチャートである。 車両が走行路から逸脱したときに走行する領域が、走行路から離れるにつれて低くなるよう傾斜しているときに生じる車両ロールを示す図である。 車両が走行路から逸脱したときに走行する領域が、走行路から離れるにつれて高くなるよう傾斜しているときに生じる車両ロールを示す図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる走行路逸脱防止装置について詳細に説明する。

＜構成＞
図１に示されているように、本発明の実施形態にかかる走行路逸脱防止装置１００は、車両１０２に適用され、運転支援ＥＣＵ１０を含んでいる。車両１０２は、自動運転車であってよく、駆動ＥＣＵ２０、制動ＥＣＵ３０、電動パワーステアリングＥＣＵ４０及びメータＥＣＵ５０を備えている。ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電子制御装置（Electronic Control Unit）を意味する。なお、以下の説明においては、電動パワーステアリングはＥＰＳと呼称される。

各ＥＣＵのマイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、読み書き可能な不揮発性メモリ（Ｎ／Ｍ）及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）などを含んでいる。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。更に、これらのＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）１０４を介してデータ交換可能（通信可能）に互いに接続されている。従って、特定のＥＣＵに接続されたセンサ（スイッチを含む）の検出値などは、他のＥＣＵにも送信されるようになっている。

運転支援ＥＣＵ１０は、走行路逸脱防止制御、追従車間距離制御、駐車支援制御などの運転支援制御を行う中枢の制御装置である。実施形態においては、走行路逸脱防止制御は車線逸脱防止の車両制御及び走行路逸脱防止の車両制御を含み、運転支援ＥＣＵ１０は、後に詳細に説明するように、他のＥＣＵと共働して、車線逸脱防止の車両制御及び走行路逸脱防止の車両制御を実行する。

運転支援ＥＣＵ１０には、カメラセンサ１２、レーダセンサ１４及びスイッチ１６が接続されている。カメラセンサ１２及びレーダセンサ１４は、それぞれ複数のカメラ装置及び複数のレーダ装置を含んでいる。

カメラセンサ１２の各カメラ装置は、図には示されていないが、車両１０２の周囲を撮影するカメラ部と、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析して道路の白線、他車両などの物標を認識する認識部とを備えている。認識部は、認識した物標に関する情報を所定の時間毎に運転支援ＥＣＵ１０に供給する。

レーダセンサ１４の各レーダ装置は、レーダ送受信部及び信号処理部（図示せず）を備えている。レーダ送受信部は、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する）を放射し、放射範囲内に存在する立体物（例えば、他車両、自転車、ガードレールなど）によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間などに基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置（方向）などを表す情報を所定の時間毎に取得して運転支援ＥＣＵ１０に供給する。なお、レーダセンサ１４に代えて、LiDAR（Light Detection And Ranging）が使用されてもよい。

スイッチ１６は、図１には示されていないステアリングホイールのように運転者により操作可能な位置に設けられ、運転者によりオン及びオフに切換操作されるようになっている。スイッチ１６がオンであるときには、そのことを示す信号が運転支援ＥＣＵ１０へ供給され、走行路逸脱防止制御が実行される。

駆動ＥＣＵ２０には、図１には示されていない駆動輪に駆動力を付与することにより車両１０２を加速させる駆動装置２２が接続されている。駆動ＥＣＵ２０は、通常時には、駆動装置２２により発生される駆動力が運転者による駆動操作に応じて変化するよう、駆動装置２２を制御し、運転支援ＥＣＵ１０から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて駆動装置２２を制御する。

なお、駆動装置２２は、内燃機関及び自動変速機の組合せに限定されない。即ち、駆動装置２２は、内燃機関及び無段変速機の組合せ、内燃機関及びモータの組合せである所謂ハイブリッドシステム、所謂プラグインハイブリッドシステム、燃料電池及びモータの組合せ、モータのように、当技術分野において公知の任意の駆動装置であってよい。

制動ＥＣＵ３０には、図１には示されていない車輪に制動力を付与することにより車両１０２を制動により減速させる制動装置３２が接続されている。制動ＥＣＵ３０は、通常時には、制動装置３２により発生される制動力が運転者による制動操作に応じて変化するよう、制動装置３２を制御し、運転支援ＥＣＵ１０から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて制動装置３２を制御することにより自動制動を行う。

ＥＰＳ・ＥＣＵ４０には、ＥＰＳ装置４２が接続されている。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、後述の運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０により検出された操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づいて、当技術分野において公知の要領にてＥＰＳ装置４２を制御することにより、操舵アシストトルクを制御し、運転者の操舵負担を軽減する。また、ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、ＥＰＳ装置４２を制御することにより、必要に応じて転舵輪を転舵することができる。よって、ＥＰＳ・ＥＣＵ４０及びＥＰＳ装置４２は、必要に応じて転舵輪を自動的に転舵する転舵装置として機能する。

メータＥＣＵ５０には、警報装置５２が接続されている。警報装置５２は、車両１０２が車線又は走行路から逸脱する虞があると判定されたときに作動され、警報の発出、即ち車両１０２が車線又は走行路から逸脱する虞がある旨の警報の発出を行う。警報装置５２８は、警報ランプのような視覚警報を発する警報装置、警報ブザーのような聴覚警報を発する警報装置、シートの振動のような体感警報を発する警報装置の何れであってもよく、それらの任意の組合せであってもよい。

運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０は、ＣＡＮ１０４に接続されている。運転操作センサ６０及び車両状態センサ７０によって検出された情報（センサ情報と呼ぶ）は、ＣＡＮ１０４に送信される。ＣＡＮ１０４に送信されたセンサ情報は、各ＥＣＵにおいて適宜に利用可能である。なお、センサ情報は、特定のＥＣＵに接続されたセンサの情報であって、その特定のＥＣＵからＣＡＮ１０４に送信されてもよい。

運転操作センサ６０は、アクセルペダルの操作量を検出する駆動操作量センサ、マスタシリンダ圧力又はブレーキペダルに対する踏力を検出する制動操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチを含んでいる。更に、運転操作センサ６０は、操舵角θを検出する操舵角センサ、操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサなどを含んでいる。

車両状態センサ７０は、車両１０２の車速Ｖを検出する車速センサ、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両の横加速度を検出する横加速度センサ、車両のロール角加速度を検出するロール角加速度センサ、及び車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどを含んでいる。

更に、ナビゲーション装置８０もＣＡＮ１０４に接続されている。ナビゲーション装置８０は、車両１０２の位置を検出するＧＰＳ受信機と、地図情報及び道路情報を記憶する記憶装置と、地図情報及び道路情報の最新情報を外部から取得する通信装置とを備えている。ナビゲーション装置８０は、車両１０２の現在地の情報を取得する装置として機能し、地図上における車両の現在地及びその周辺の情報を示す信号を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。

実施形態においては、運転支援ＥＣＵ１０のＲＯＭは、走行路逸脱防止制御プログラムを記憶している。この制御プログラムは、図２に示されたフローチャートに対応しており、走行路逸脱防止制御はこのフローチャートに従ってを実行される。

＜走行路逸脱防止制御プログラム（図２）＞
次に、図２に示されたフローチャートを参照して実施形態における走行路逸脱防止制御について説明する。図２に示されたフローチャートによる走行路逸脱防止制御は、スイッチ１６がオンであるときに運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵにより所定の時間毎に繰り返し実行され、スイッチ１６がオフになると、終了する。以下の説明においては、走行路逸脱防止制御を「本制御」と指称する。

まず、ＣＰＵは、ステップＳ１０において、カメラセンサ１２のフロントカメラ装置により検出された車線に対する車両１０２の位置関係に基づいて、当技術分野において公知の要領にて車両が車線の境界を越えて車線から逸脱する虞があるか否かを判定する。ＣＰＵは、肯定判定をしたときには、ステップＳ２０において、警報装置５２を作動させて警報を発出すると共に、当技術分野において公知の要領にて車両が車線から逸脱することを防止する車線逸脱防止制御を実行する。

ＣＰＵは、ステップＳ１０において否定判定をしたときには、ステップＳ３０において、ステップＳ１０と同様の要領にて、車両が走行路の境界を越えて走行路から走行路外へ逸脱する虞があるか否かを判定する。なお、車両が走行路から逸脱したと判定される場合にも、肯定判定が行われてよい。

ＣＰＵは、ステップＳ３０において否定判定をしたときには、ステップＳ４０において、車線逸脱防止の車両制御又は走行路逸脱防止の車両制御の実行中であるか否かを判定する。ＣＰＵは、否定判定をしたときには、本制御を一旦終了し、肯定判定をしたときには、ステップＳ５０において、実行中の車線逸脱防止の車両制御又は走行路逸脱防止の車両制御を終了する。

ＣＰＵは、ステップＳ３０において肯定判定をしたときには、ステップＳ６０において、警報装置５２を作動させて警報を発出すると共に、車両が走行路から逸脱することを防止するための目標制御量として、操舵角θの修正量Δθtを演算する。

ＣＰＵは、ステップＳ７０において、ナビゲーション装置８０から供給される周辺情報、レーダセンサ１４により検出される物標情報などに基づいて、車両が走行路から逸脱すると事故が発生するリスクがあるか否かを判定する。ＣＰＵは、肯定判定をしたときには、ステップＳ８０において、目標制御量である操舵角θの修正量Δθtの大きさを増大修正する。

ＣＰＵは、ステップＳ７０において否定判定をしたとき又はステップＳ８０を完了したときには、ステップＳ９０において、車両１０２のロール角の大きさが基準値以上であるか否かの判定により、車両がロールしているか否かを判定する。ＣＰＵは、肯定判定をしたときには、ステップＳ１００において、目標制御量である操舵角θの修正量Δθtの大きさを増大修正する。

車両のロール角は、ロール角加速度センサにより検出されるロール角加速度の積分値に基づいて演算されてよく、左右の車高の偏差、横加速度センサにより検出される車両の横加速度に基づいて演算されてよい。また、修正量Δθtの大きさの増大修正量は、車両のロール角の大きさが大きいほど大きくなるよう、車両のロール角の大きさに応じて可変設定されてよい。

なお、図３に示されているように、車両１０２が走行路１１０から逸脱したときに走行する領域１１２が、走行路１１０から離れるにつれて低くなるよう傾斜しているときには、車両は逸脱方向へ傾斜するようロールする。車両のロール角は領域１１２の傾斜角が大きいほど大きくなる。

また、図４に示されているように、車両１０２が走行路１１０から逸脱したときに走行する領域１１２が、走行路１１０から離れるにつれて高くなるよう傾斜しているときには、車両は逸脱方向とは逆の方向へ傾斜するようロールする。車両のロール角は領域１１２の傾斜角が大きいほど大きくなる。

ＣＰＵは、ステップＳ９０において否定判定をしたとき又はステップＳ１００を完了したときには、ステップＳ１１０において、修正量Δθtを示す制御信号をＥＰＳ・ＥＣＵ４０へ出力する。ＥＰＳ・ＥＣＵ４０は、操舵角θを修正量Δθtだけ修正することにより転舵輪の転舵角を修正し、これにより車両の走行方向が逸脱方向とは逆の方向へ変化するよう、走行路逸脱防止の車両制御が実行される。

以上の説明から解るように、車両が走行路から逸脱する虞がある又は車両が走行路から逸脱したと判定されると（Ｓ３０）、操舵角θを修正量Δθtだけ修正する走行路逸脱防止の車両制御が開始される（Ｓ１１０）。その後、車両がロールしていると判定される（Ｓ９０）と、操舵角θの修正量Δθtの大きさが増大修正される（Ｓ１００）。

よって、車両がロールしても修正量Δθtの大きさが増大修正されない場合に比して、車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させる作用を増大させることができる。従って、車両が走行路から逸脱する虞があるときには、その虞を効果的に低減し、車両が走行路から逸脱しても、車両が走行路外を走行することによる事故のリスクを低減することができる。

以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、車両の走行方向が逸脱方向とは逆の方向へ変化させる走行路逸脱防止の車両制御は、操舵角θの修正、即ち転舵輪の転舵角の修正によって車両の逸脱方向とは逆の方向のヨーモーメントを車両に作用させることにより行われる。走行路逸脱防止の車両制御のヨーモーメントは、左右の車輪の制駆動力差の制御により発生されてもよく、その場合には車両が走行路から逸脱することを防止するための目標制御量は、左右の車輪の制駆動力差である。

１０…運転支援ＥＣＵ、１２…カメラセンサ、１４…レーダセンサ、１６…スイッチ、２０…駆動ＥＣＵ、２２…駆動装置、３０…制動ＥＣＵ、３２…制動装置、４０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、４２…ＥＰＳ装置、５０…メータＥＣＵ、５２…警報装置、６０…運転操作センサ、７０…車両状態センサ、８０…ナビゲーション装置、１００…走行路逸脱防止装置、１０２…車両、１１０…走行路

Claims (1)

1. 車両が走行路から逸脱する虞がある又は前記車両が走行路から逸脱したと判定されたときには、前記車両の走行方向を逸脱方向とは逆の方向へ変化させる車両制御を行う走行路逸脱防止装置において、前記車両制御が開始された後に前記車両のロールが検出されたときには、前記車両制御の制御量を増大させるよう構成された走行路逸脱防止装置。

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