JP3246424B2

JP3246424B2 - 車線逸脱防止装置

Info

Publication number: JP3246424B2
Application number: JP34983397A
Authority: JP
Inventors: 善紀見市; 吉英中根; 一弥早舩; 貴志太田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11180327A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車が走行車線
から逸脱しそうになるとこれを防止する方向にドライバ
の加える操舵トルクとは別にドライバが容易に打ち勝て
る程度の操舵用制御トルクを加えて車両の車線逸脱の防
止を案内する、車線逸脱防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、走行中の道路に対する車両の位置
や姿勢の把握を行ない、これに基づいて自動車の自動走
行制御を行なったり、ドライバの運転を案内したりする
技術（運転案内装置）が開発されている。自動走行制御
の場合、ドライバに何ら頼ることなく自動車を運転する
ことが必要であり、道路をはじめとした基本的施設（イ
ンフラ）を整備するなど、その実用化には様々な条件整
備が前提となる。

【０００３】一方、運転案内装置の場合、自動車を運転
するのはあくまでもドライバであり、運転案内装置はド
ライバの運転操作のミスをドライバに知らせたりミスを
解消する方向へ運転を補助したりするものである。した
がって、運転案内装置は、現在の道路環境においても実
現可能な技術が多く、より実用性の高い運転案内装置の
開発が望まれている。

【０００４】こうした運転案内装置の一つに車線逸脱防
止装置がある。この車線逸脱防止装置としては、自動車
が不注意で走行車線から逸脱しそうになると運転車に警
告を発する技術（特開昭６３−２１４９００号公報）が
ある。しかし、単に警告を発するだけでは居眠りをして
いるドライバには有効でない場合があるため、さらに積
極的に、自動車が走行車線内の一定位置（例えば中央位
置）を走行するように操舵制御を行なう技術（特開平７
−１０４８５０号公報）も提案されている。

【０００５】さらに、このように自動車が走行車線内の
一定位置を維持するように制御する場合、ドライバの不
用意な操舵など一時的な操舵異常により自動車が走行車
線内からはみ出そうとした際にこの制御がはたらくと他
車両との緩衝を招くことがある。このため、こうした場
合には自動車を走行車線内の一定位置まで戻すのではな
く、走行車線内であっても車両がはみ出そうとした側に
偏った位置を保持するように操舵制御を行なう技術（特
開平５−２９７９３９号公報）も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な運転案内装置の一つである車線逸脱防止装置の場合、
自動車が走行車線から逸脱しないようにするためにドラ
イバの加える操舵トルクとは別に操舵用アクチュエータ
を通じて操舵用制御トルクを加えることが必要になる
が、この場合に加える操舵用制御トルクは、あくまで
も、車両がドライバの本来の意思に反して本来走行すべ
き走行車線から逸脱しようとしたとき、これを防止する
ように加えられるべきである。

【０００７】つまり、運転案内装置はドライバの運転操
作のミスをドライバに知らせたりミスを解消する方向へ
運転を補助したりするものであり、操舵操作の主体はあ
くまでもドライバである。したがって、運転案内装置の
一つである車線逸脱防止装置においてもドライバの意思
は尊重されるべきであって、操舵用制御トルクをドライ
バが容易に打ち勝てる程度の大きさに抑制することが必
要になる。さらに、ドライバが自己の意思によって走行
車線から逸脱しようとしたときまで、これを防止するよ
う操舵用制御トルクを加えるものであってはならない。
このような場合にまで操舵用制御トルクが加えられる
と、例えそれがドライバが容易に打ち勝てる程度の大き
さであってもドライバは違和感を感じることになる。

【０００８】例えば、先行車両の追い越しや前方の障害
物を避けるような場合は、一度走行車線から逸脱して車
線変更する必要があるが、このような場合に走行車線か
らの逸脱を防止するような操舵用制御トルクが付与され
ると、ドライバの操舵操作が妨げられ車線変更が遅れて
しまう等の不具合が生じる。なお、このような場合の手
段として、方向指示器（ウインカ）で示した方向へは走
行車線からの逸脱を許容するようにした技術（特開平６
−１７１３９２号公報）も提案されているが、全てのド
ライバが必ずしも車線変更時にウインカを操作するとは
限らないため、この技術のみによって根本的な解決手段
とすることはできない。

【０００９】また、車両逸脱防止装置は車両が走行車線
から逸脱することによる危険を防止するためのものであ
るが、車両が走行車線から逸脱したとしてもドライバが
通常の注意力を有している場合、即ち、意識レベルが高
い場合は、ドライバ自身により走行車線への復帰が行な
われるため逸脱のおそれは少ない。このような場合、走
行車線から逸脱の度に操舵用制御トルクが付与されると
ドライバが煩わしさを感じる虞がある。

【００１０】これに対して、ドライバが通常の注意力を
失っている場合、例えば眠気を有している場合等の意識
レベルが低い場合は、車両が走行車線から逸脱のおそれ
が大きくなるため、ドライバに車線逸脱を知らせること
ができ、かつ正規の走行車線へ案内することができる程
度の大きさの操舵用制御トルクを付与する必要がある。

【００１１】したがって、操舵用制御トルクは常に一定
の大きさのものを付与するのではなく、車線逸脱のおそ
れの程度に応じて、即ち、ドライバの注意力に応じた大
きさとしたほうがよい。なお、このような操舵用制御ト
ルクを付与した場合、ドライバは一般に操舵用制御トル
クの大きさに応じた反応を示すものと考えられる。つま
り、操舵用制御トルクを大きくすれば、ドライバは比較
的速やかに車線逸脱回避のための操舵操作を行なうもの
と考えられる。このため、操舵用制御トルクの大きさ
は、車両が走行車線から逸脱しようとしている度合い
（例えば走行車線の基準位置からの車両の横ずれ量）に
応じたものにすることが、車線からの逸脱を速やか且つ
円滑に回避する上で好ましい。

【００１２】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、ドライバの意思による操舵操作を妨げることなく
且つドライバの意識レベルに応じて適切な操舵用制御ト
ルクを付与することにより、ドライバに違和感を与える
ことなく車線逸脱の回避をドライバに的確に案内できる
ようにした、車線逸脱防止装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の車線逸脱防止装置では、横ずれ量算出手段
が、走行車線の基準位置からの車両の走行位置の横ずれ
量を算出し、制御トルク算出手段が、横ずれ量算出手段
で算出された横ずれ量に基づいてドライバが容易に打ち
勝てる程度の大きさの操舵用制御トルクを算出する。

【００１４】このとき、制御トルク算出手段の制御ゲイ
ン設定手段では、横ずれ量に基づいて算出した制御トル
クの制御ゲインを運転状況検出手段で検出された車両の
運転状況に基づいて設定する。制御手段は、このように
制御トルク算出手段で設定された制御トルクが横ずれ量
を減らす方向に発生するように車両の操舵アクチュエー
タを制御する。

【００１５】これにより、自車両が走行車線から逸脱し
そうになるとこれを防止する方向にドライバの加える操
舵トルクとは別にドライバが容易に打ち勝てる程度で且
つ車両の横ずれ量に応じると共に車両の運転状況に応じ
た操舵用制御トルクが操舵アクチュエータにより付与さ
れて車両の車線逸脱の防止が案内される。なお、上記運
転状況検出手段として例えば車両の前方障害物を検出す
る手段（例としてレーザレーダ）を設けるようにしても
よい。この場合、レーザレーダ等の検出手段により前方
障害物を検出し、障害物に達するまでの余裕時間に応じ
て制御ゲインを下げ、ドライバの意思による走行車線か
らの逸脱にそなえる。上記運転状況検出手段としてドラ
イバの覚醒度を検出する覚醒度検出手段を設けるように
してもよい。この場合には、覚醒度検出手段で検出され
た覚醒度が高い程、制御ゲインを下げて、ドライバに操
舵操作をゆだねるようにする。

【００１６】また、上記運転状況検出手段として例えば
操舵トルクセンサ及び／又は操舵角センサを設けるよう
にしてもよい。この場合、操舵トルクセンサ及び／又は
操舵角センサによりドライバの入力した操舵トルク及び
／又は操舵角速度を検出し、これらの操舵トルク及び／
又は操舵角速度に応じて制御ゲインを下げ、ドライバの
意思による走行車線からの逸脱を許容する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図１３は本発明の一
実施形態としての車線逸脱防止装置を示すものである。
本車線逸脱防止装置（レーンガイダンスシステムとも言
う）は、自動車において自車両が走行車線から逸脱しそ
うになるとこれを防止するためのものであり、走行車線
に対する自車両の位置を認識して、車線逸脱のおそれが
生じると、図１に示すように、車両にそなえられた操舵
アクチュエータ２１によりドライバの加える操舵トルク
とは別の操舵トルク（この操舵トルクは、ドライバの加
える操舵トルクと区別するために操舵用制御トルクと呼
ぶ）を与えて、操舵中のドライバにステアリングホイー
ル（以下、ハンドルともいう）２０を通じて車線逸脱を
警告するものである。

【００１８】もちろん、この操舵用制御トルク自体も、
車両の挙動を修正する作用があるが、この操舵用制御ト
ルクは、あくまでも操舵系を通じてドライバに警告する
ことが主目的であり、車線を逸脱しそうな車両の位置を
修正するのは、この操舵用制御トルクが加えられたこと
で車線を逸脱しそうなことを認識したドライバの操舵操
作によって行なうべきものとしている。

【００１９】したがって、本車線逸脱防止装置は、図１
に示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識す
るために、車両１の前方の道路状態を撮像する撮像手段
としてのカメラ２と、カメラ２からの画像情報を適宜処
理して前方道路上の左右の白線位置を認識する画像情報
処理手段３と、この画像情報処理手段３による白線位置
画像情報から車両の走行レーン（走行車線）の基準位置
に対する所定時間ｔ後における横ずれ量ΔＹを予測して
算出する横ずれ量算出手段４Ａと、車両に作用する横加
速度Ｇを算出する横加速度算出手段７とをそなえてい
る。

【００２０】なお、横ずれ量ΔＹは、車両１が車線を逸
脱しそうな度合いに関する判定パラメータに相当し、横
加速度Ｇはカーブ路におけるドライバの負担に関する判
定パラメータに相当する。また、横ずれ量算出手段４Ａ
は、横加速度Ｇの判定パラメータである道路曲率ρを算
出する道路曲率算出手段４Ｂとともに、自車両に対する
走行車線（走行レーン）の相対位置を推定する走行レー
ン推定手段４内の機能要素としてそなえられている。

【００２１】さらに、本車線逸脱防止装置は、横ずれ量
算出手段４Ａにより算出された横ずれ量（横偏差）Δ
Ｙ、即ち、車線を逸脱しそうな度合いと、横加速度算出
手段７により算出された横加速度Ｇ、即ち、カーブ路に
おけるドライバの負担とに基づいて、操舵用制御トルク
Ｔｃを算出する制御トルク算出手段５と、ドライバの加
える操舵トルクとは別に操舵用制御トルクを操舵系に付
与しうる操舵アクチュエータ２１と、この制御トルク算
出手段５で算出された操舵用制御トルクＴｃが横ずれ量
ΔＹを減らし、また、横加速度Ｇに対抗する方向に発生
するように操舵アクチュエータ２１を制御する制御手段
（コントローラ）６とをそなえている。

【００２２】また、本車線逸脱防止装置の作動を選択す
るスイッチ（ＳＷ）２３がそなえられている。したがっ
て、本装置を作動させたければスイッチ２３をオンに、
本装置を作動させたくなければスイッチ２３をオフに、
ドライバの好みに応じて選択できるようになっている。
さらに、例えばインパネ（インストルメントパネル）内
には、スイッチ２３がオンの場合、又は、車線逸脱防止
のための制御トルクが加えられている場合に、これを表
示する作動表示部２４が設けられている。

【００２３】なお、画像情報処理手段３，走行レーン推
定手段４（横ずれ量算出手段４Ａ，道路曲率算出手段４
Ｂ），横加速度算出手段７，制御トルク算出手段５，コ
ントローラ６は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニットとして構
成される。まず、走行車線に対する自車両の位置認識、
即ち、自車両の横ずれ量ΔＹの算出について説明する。

【００２４】画像情報処理手段３では、まず、図２に示
すように、カメラ２からの原画像３Ａを取り込み、この
原画像３Ａから道路白線を抽出して、抽出した道路白線
の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像３Ｂに変
換する。次に、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３
を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン
左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明す
るが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合に
ついても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては
単に白線１２と称することにする。

【００２５】次に、画像情報認識手段３では、図３
（ａ）に示すように、車両１にそなえられたカメラ２に
より平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０
ｍ）の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面
上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上
で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。こ
の白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新
されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、そ
れぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置
の左右の所要の範囲（ここでは、左右５０画素〔ｄｏ
ｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設
定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置
を前回の画面データとして利用する。

【００２６】そして、図３（ｃ）に示すように、各水平
線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図
中の符号１４はガードレールである。ところで、通常の
路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、
白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いの
で、このように道路の明度を微分すると、通常の路面か
ら白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２か
ら通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるよ
うな微分データが得られる。このような微分データの一
例を図３（ｄ）に示す。

【００２７】そして、各水平線１１のデータそれぞれに
ついて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順
に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２
として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナ
スのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納ま
っている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、
図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５
として保存する。

【００２８】そして、これらの白線候補点１５のうち、
画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両１が左側通行の場合、探索エリア１
０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、こ
の通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と
判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、
ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）
が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された
画像情報から白線１２を確実に認識することができる。

【００２９】そして、図３（ｆ）に示すように、最後に
各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連
続性を画面の下方から順次検証していく。まず、事前に
前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。
そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上
の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾
き分±５０ｄｏｔの範囲内に入っているかを検証する。

【００３０】候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていれば
これを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却
下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置
としてみなされる。そして、この検出を各水平線につい
て同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を
認識することができるのである。このような白線認識の
作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線
１２の認識が更新されるようになっている。

【００３１】走行レーン右端の路側線としての白線１２
Ｒの認識についも、これと同様に行なわれる。走行レー
ン推定手段４では、このように各認識周期で認識された
原画像３Ａ上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像３Ｂに
変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる
道路中心線ＬＣ_Lと走行レーン右端の白線１２Ｒから推
定しうる道路中心線ＬＣ_Rとに基づいて、道路中心線Ｌ
Ｃの推定を行なうようになっている。そして、この道路
中心線ＬＣに基づいて、横ずれ量算出手段４Ａにより現
時点における横ずれ量ΔＹ₀と偏角βとを算出する。

【００３２】なお、偏角βとは、図４に示すように、屈
曲した道路中心線ＬＣの接線方向と車両進行方向とがな
す角である。道路中心線ＬＣの接線方向は、カメラ画像
で得られる画像情報のうち車両に最も近い検出レベルで
ある第１検出点（図中には近地点と示す）における道路
中心線位置（基準線位置）から、この近地点よりもさら
に車両１から所定距離Ｌだけ離れた第２検出点（図中に
は遠地点と示す）における道路中心線位置（基準線位
置）に向かう方向であり、各位置情報から算出すること
ができる。また、車両進行方向は、現在の車両位置か
ら、現在の操舵角を維持して所定距離Ｌだけ離れた時点
における車両位置に向かう方向であり、これらの２地点
の情報から算出することができる。

【００３３】そして、この例では、車両に最も近い地点
である第１検出点における自車両中心線（点Ｐ１参照）
と道路中心線ＬＣ（点ＬＣ１参照）との横方向距離（道
路幅方向、即ちカメラ画像の横方向の距離）を現時点に
おける横ずれ量（現時点横偏差）ΔＹ₀として算出す
る。また、第２検出点は、第１検出点から所定時間ｔ後
に到達すると予測できる地点（ＬＣ２，Ｐ２）、つま
り、第１検出点から現時点での車速Ｖに所定時間ｔを乗
じて得られる距離Ｌ（＝Ｖｔ）だけ離れた地点としてお
り、これらの第１検出点（ＬＣ１）と第２検出点（ＬＣ
２）とを結んだ直線と、車両１の進行方向線（Ｐ１Ｐ
２）とがなす角を偏角βとして算出する。なお、所定時
間ｔ後に到達すると予測できる車両位置（Ｐ２）は、操
舵角センサ２７で検出された操舵角αをもとに算出す
る。

【００３４】横ずれ量算出手段４Ａは、上述のごとく算
出された偏角βに車速センサ３２で検出された車両の車
速Ｖと所定時間ｔとを乗算して所定時間ｔ後における横
ずれ変化量Δｙ（Δｙ＝β×Ｖ×ｔ）を算出し、これに
現時点における横ずれ量（横偏差）ΔＹ₀を加算して予
測横ずれ量（以下、単に横ずれ量という）ΔＹ（＝ΔＹ
₀＋β×Ｖ×ｔ）を算出する。なお、所定時間ｔは運転
手の一般的なハンドル２０の操作速度や、画像情報処理
手段３等による道路状況の認識速度を考慮して適宜の時
間に設定されている。また、車速Ｖに応じて可変にして
もよく、第１検出点から第２検出点までの距離Ｌが一定
となるように所定時間ｔを設定してもよい。

【００３５】一方、道路曲率算出手段４Ｂでは、道路中
心線の画像情報に基づいて走行レーンの曲率（道路曲
率）ρを推定するようになっている。まず、図５に示す
ように、例えば、上述の第１検出点（ＬＣ１）と第２検
出点（ＬＣ２）に対して、さらに第２検出点（ＬＣ２）
から距離Ｌだけ前方の第３検出点（ＬＣ３）を与えて、
第１検出点（ＬＣ１）から第２検出点（ＬＣ２）に至る
第１のベクトルＬＣ１ＬＣ２と、第２検出点（ＬＣ２）
から第３検出点（ＬＣ３）に至る第２のベクトルＬＣ２
ＬＣ３とのなす角度θを第２検出点（ＬＣ２）における
曲率指標（曲率特性）として算出する。

【００３６】そして、これらの距離Ｌと曲率指標θとか
ら走行レーンの曲率（道路曲率）ρを次式により算出す
る。 ρ＝２ｓｉｎ（θ／２）／Ｌ・・・・・・・・・・・・（１）つまり、この曲率指標θの値は、第２検出点（ＬＣ２）
におけるカーブの屈曲度を表す指標であり、曲率指標θ
が大きい程、第２検出点（ＬＣ２）におけるカーブの曲
率ρが大きく、カーブが急であることを示している。

【００３７】横加速度算出手段７では、このようにして
道路曲率算出手段４Ｂにより算出される走行レーンの曲
率ρを基に車両に作用する横加速度Ｇを算出する。つま
り、車速センサ３２で検出される車両の走行速度の大き
さをＶとすると、横加速度Ｇは次式で算出される。Ｇ＝ρ×Ｖ² ・・・・・・・・・・・・・（２）なお、車両１には横加速度センサ３１がそなえられてお
り、この横加速度センサ３１によっても、実際に車両１
に作用している横加速度を検出できるようになってい
る。

【００３８】制御トルク算出手段５では、このようにし
て算出される走行車線の基準位置（道路幅中央位置）に
対する車両の横ずれ量ΔＹと、車両１に作用する横加速
度Ｇとに基づいて操舵用制御トルクＴｃを設定するが、
本装置では、この操舵用制御トルクＴｃの設定に特徴が
ある。つまり、本装置では、単に、車両の横ずれを防止
するためのトルク（横ずれ防止トルク）に基づくだけで
なく、車両に加わる横加速度に対してハンドルを保舵し
易くするためのトルク（保舵補助トルク）にも基づい
て、操舵用制御トルクを設定するようになっている。

【００３９】すなわち、図１２に示すように、制御トル
ク算出手段５は、横ずれ防止トルクＴｙを算出してこの
横ずれ防止トルクＴｙに所定のゲインＫｙを乗算する機
能（横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段）５Ａと、こ
の算出手段５Ａによる算出値Ｋｙ・Ｔｙに、車両に加わ
る横加速度に応じた補正を施す機能（操舵用制御トルク
補正手段）５Ｂとをそなえている。

【００４０】補正手段５Ｂは、保舵補助トルクＴｇを算
出してこの保舵補助トルクＴｇに所定のゲインＫｇを乗
算する機能（補正量算出手段）５ａと、この補正量算出
手段５ａによる算出値Ｋｇ・Ｔｇを横ずれ対応操舵用制
御トルクＫｙ・Ｔｙに加算することで補正を施して、補
正後操舵用制御トルク（Ｋｙ・Ｔｙ＋Ｋｇ・Ｔｇ）を得
る補正量加算手段５ｂとから構成される。

【００４１】この横加速度に応じた保舵補助トルクによ
る補正は、車両に横加速度が加わる場合には、これに対
向するような保舵力が必要となり、このような保舵力を
補助することで、車線逸脱防止のための操舵制御をカー
ブ路等でも違和感なく行なえるようにするためである。
一般に、車両がカーブ路を走行しているときには、カー
ブの曲率や車両の走行速度に応じて車両の横方向に作用
する遠心力が旋回を妨げる方向に働くので、この遠心力
による横加速度Ｇの大きさに応じて保舵補助トルクＴｇ
を加算し、操舵用制御トルクの補正を行なっている。

【００４２】ここで、横ずれ防止トルクＴｙについて説
明すると、横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ａで
は、図６に示すように、横ずれ量ΔＹに比例するように
横ずれ防止トルクＴｙを設定する。なお、図６中、横ず
れ量ΔＹに関する横座標は、右方向が右側への横ずれ
を、左方向が左側への横ずれを示しており、横ずれ防止
トルクＴｙに関する縦座標は、上方向が車両を車線左側
へ導く左操舵を、下方向が車両を車線右側へ導く右操舵
を示している。

【００４３】つまり、図６に示すように、車両が道路中
心線から右側へずれれば、この横ずれ量ΔＹに応じて車
両を車線左側へ導く左操舵の横ずれ防止トルクＴｙを設
定し、車両が道路中心線から左側へずれれば、この横ず
れ量ΔＹに応じて車両を車線右側へ導く右操舵の横ずれ
防止トルクＴｙを設定する。ただし、いずれも、横ずれ
防止トルクＴｙの大きさは一定値Ｔｙｍで制限してい
る。ここでは、横ずれ量ΔＹの大きさがＹ１となったら
横ずれ防止トルクＴｙの大きさを一定値Ｔｙｍに制限し
ている。これは、横ずれ防止トルクＴｙは、自動操舵に
用いる操舵トルクとは異なり、ドライバに警告すること
が主目的であって、車両の位置を修正するのはドライバ
の操舵操作によるため、操舵用制御トルクＴｃは、ドラ
イバの操舵操作を妨げない程度の大きさに、つまり、ド
ライバが容易に打ち勝てる程度の大きさに制限している
のである。

【００４４】また、操舵用制御トルク補正手段５Ｂの機
能要素である補正量算出手段５ａでは、図８に示すよう
に、横加速度Ｇに比例するように保舵補助トルクＴｇを
設定する。なお、図８中、横加速度Ｇに関する横座標
は、右方向が車両の右方向への横加速度の作用を、左方
向が車両の左方向への横加速度の作用を示しており、保
舵補助トルクＴｇに関する縦座標は、上方向が車両を車
線左側へ導く左操舵を、下方向が車両を車線右側へ導く
右操舵を示している。

【００４５】図８に示すように、車両に右方向への横加
速度が作用すれば、この横加速度Ｇに応じて車両を車線
左側へ導く左操舵の保舵補助トルクＴｇを設定し、車両
に左方向への横加速度が作用すれば、この横加速度Ｇに
応じて車両を車線右側へ導く右操舵の保舵補助トルクＴ
ｇを設定する。ただし、いずれも、保舵補助トルクＴｇ
の大きさは一定値Ｔｇｍで制限している。ここでは、横
加速度Ｇの大きさがＧ１となったら保舵補助トルクＴｇ
の大きさを一定値Ｔｇｍに制限している。これは、上述
のように、ドライバが容易に打ち勝てる程度の大きさに
制限しているのである。

【００４６】補正量算出手段５ａでは、このように算出
された保舵補助トルクＴｇに対して適宜のゲインＫｇを
乗じる。補正量加算手段５ｂでは、横ずれ量ΔＹから算
出した横ずれ対応の操舵用制御トルクＫｙ・Ｔｙに加算
することで、車両の横加速度に応じた補正を行ない、補
正後操舵用制御トルク（Ｋｙ×Ｔｙ＋Ｋｇ×Ｔｇ）を得
るようになっている。

【００４７】このようにして、横ずれ量ΔＹと横加速度
Ｇとに基づいて操舵用制御トルクが算出されるが、図
１，図１２に示すように、本制御トルク算出手段５に
は、さらに制御ゲイン設定手段５Ｃが設けられており、
この制御ゲイン設定手段５Ｃにより、運転状況に応じた
制御ゲインの設定が行なわれる。つまり、制御ゲイン設
定手段５Ｃは、操舵用制御トルク補正手段５Ｂで補正さ
れた補正後操舵用制御トルク（Ｋｙ×Ｔｙ＋Ｋｇ×Ｔ
ｇ）に、さまざまな運転状況に応じたゲインＫａ，Ｋ
ｂ，Ｋｃ１，Ｋｃ２，Ｋｄを乗じ、これにより最終的な
操舵用制御トルクＴｃ〔Ｔｃ＝Ｋａ・Ｋｂ・Ｋｃ１・Ｋ
ｃ２・Ｋｄ・（Ｋｙ×Ｔｙ＋Ｋｇ×Ｔｇ）〕を得るよう
になっている。

【００４８】まず、制御ゲイン設定手段５Ｃは、前方障
害物までの余裕時間に対応してゲインＫａを設定する。
つまり、自車両の前方同一レーン上に先行車両等の障害
物がある場合、ドライバはハンドルを操作して一度走行
車線から逸脱し、前方障害物を避ける可能性が高い。こ
のような場合においても走行車線から逸脱に対して操舵
用制御トルクが加えられると、ドライバのハンドル操作
が遅れる等の不具合が生じる虞がある。このため、前方
に障害物がある場合は、この障害物を避けるためのドラ
イバのハンドル操作を許容する必要があるが、このドラ
イバがハンドル操作を行なう可能性は、車両が障害物に
達するまでの時間（余裕時間）が短いほど高くなると考
えられる。

【００４９】そこで、車両１には運転状況検出手段の１
つとしての障害物検出手段としてのレーザレーダ２９が
そなえられており、制御ゲイン設定手段５Ｃは、このレ
ーザレーダ２９により前方同一レーン上の障害物を検知
し、車両１と障害物との相対距離と相対速度とを検出し
て、車両１が障害物に達するまでの余裕時間（相対距離
／相対速度）を得るようになっている。

【００５０】そして、図１０（ａ）に示すように、余裕
時間が短い程、ゲインＫａを徐々に下げるような設定と
する。図１０（ａ）中、余裕時間がｔ₁以下の場合はゲ
インＫａを０、即ち操舵用制御トルクを加えないように
しているが、これは余裕時間がｔ₁以下の場合では、ド
ライバがハンドル操作を行なう可能性は極めて高いため
であり、逆に余裕時間がｔ₂以上の場合ではハンドル操
作を行なう可能性は極めて低いためゲインＫａを１とし
ている。

【００５１】このように余裕時間に応じてゲインＫａを
下げることにより、ドライバの意思による走行車線から
の逸脱にそなえるようになっている。次に、制御ゲイン
設定手段５Ｃは、ドライバの意識レベル（覚醒度）に応
じてゲインＫｂを設定する。つまり、ドライバの覚醒度
が高ければ走行車線から逸脱したとしても危険度は低
く、操舵用制御トルクの付与は却って煩わしさを与える
虞があるのに対し、ドライバの覚醒度が低い場合は走行
車線から逸脱したときの危険度は高いので、ドライバの
覚醒度が低いほどゲインＫｂが大きくなるような設定を
行なう。

【００５２】ドライバの覚醒度の検出は、車両１にそな
えられた運転状況検出手段としての覚醒度検出手段（ド
ライバモニタシステム）２６により行なうようになって
いる。この覚醒度検出手段２６は、ドライバの個人差，
体調にあまり依存せずに覚醒度の高低を検出できるもの
でさえあれば、その構成については問わないが、例え
ば、特開平７−９８７９号公報に開示されているような
技術を用いてもよい。

【００５３】この技術によれば、覚醒度検出手段２６は
横ずれ標準偏差算出手段とハンドル操作ずれ標準偏差算
出手段とを機能要素としてそなえており、まず、横ずれ
標準偏差算出手段は、横ずれ量算出手段４Ａにより算出
された横ずれ量ΔＹを統計処理して横ずれ量ΔＹの標準
偏差を算出するようになっている。一方、ハンドル操作
ずれ標準偏差算出手段は、まず、道路曲率算出手段４Ｂ
により算出された道路曲率ρの情報に基づき、走行レー
ンを車両１がトレースする際の基準操舵角をドライバモ
デルから算出する。次いで、この基準操舵角と操舵角セ
ンサ２７により検出された操舵角αとを比較し、基準操
舵角に対するハンドル操作ずれ量Δαを統計処理してハ
ンドル操作ずれ量Δαの標準偏差を算出するようになっ
ている。

【００５４】覚醒度検出手段２６は、これらの横ずれ量
ΔＹの標準偏差とハンドル操作ずれ量Δαの標準偏差と
の情報に基づいて、走行レーンが直線であるときには、
算出された横ずれ量ΔＹの標準偏差が大きいとドライバ
の覚醒度が低いと判断し、走行レーンが曲線であるとき
には、算出されたハンドル操作ずれ量Δαの標準偏差が
大きいとドライバの覚醒度が低いと判断するようになっ
ている。

【００５５】このようにしてドライバの覚醒度が検出さ
れると、制御ゲイン設定手段５Ｃは、図１０（ｂ）に示
すように、覚醒度が低い程、ゲインＫｂを徐々に上げる
ように設定する。なお、図１０（ｂ）中、覚醒度がａ₁
以下の場合はゲインＫｂを１としているが、これは覚醒
度がａ₁以下の場合では、ドライバが眠気を感じている
等の虞があり、走行車線から逸脱したときの危険度は極
めて大きいので、積極的に操舵用制御トルクを付与して
走行車線からの逸脱を防止するためである。これに対
し、覚醒度がａ₂以上の場合ではドライバは十分な注意
力を有していると考えられるので、煩わしさを与えない
ようにゲインＫｂを所定値ｋ_b1まで下げるようにしてい
る。ただし、このような場合でもドライバの操作ミスの
可能性はあるので、所定値ｋ_b1以下には下げないように
している。

【００５６】さらに、制御ゲイン設定手段５Ｃは、ハン
ドルの操舵トルクと操舵角速度とに対応してそれぞれゲ
インＫｃ１，Ｋｃ２を設定する。つまり、ドライバが自
己の意思により走行車線を逸脱しようとする場合は、居
眠り等により走行車線から逸脱する場合に比べて、大き
な操舵トルク，操舵角速度によりハンドルを操舵すると
考えられるので、操舵トルクが大きいほど、また、操舵
角速度が大きいほど、ドライバが自己の意思で走行車線
から逸脱しようとしている可能性は大きいと推定され
る。

【００５７】そこで、ハンドルの操舵トルクは、ステア
リングシャフト４０（図１，図１３に示す）にそなえら
れた運転状況検出手段としての操舵トルクセンサ２８に
より検出する。また、操舵角速度は運転状況検出手段と
しての操舵角センサ２７で検出された操舵角αをもとに
算出する。そして、制御ゲイン設定手段５Ｃは、これら
の操舵トルク，操舵角速度に対応してそれぞれゲインＫ
ｃ１，Ｋｃ２を設定する。

【００５８】つまり、図１０（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、操舵トルクが大きい程、また、操舵角速度が大きい
程、それぞれゲインＫｃ１，Ｋｃ２を徐々に下げるよう
な設定とする。図１０（ｃ），（ｄ）中、操舵トルクが
Ｔα₁以上の場合、及び操舵角速度がＶα₁以上の場合
はそれぞれゲインＫｃ１，Ｋｃ２を０、即ち操舵用制御
トルクを加えないようにしているが、これは操舵トルク
がＴα₁以上の場合、及び操舵角速度がＶα₁以上の場
合では、ドライバが自己の意思により走行車線からの逸
脱操作を行なっている可能性が極めて高いためである。

【００５９】このように操舵トルク，操舵角速度に応じ
てゲインＫｃ１，Ｋｃ２を下げることにより、ドライバ
の意思による走行車線からの逸脱を許容するようになっ
ている。また、制御ゲイン設定手段５Ｃでは、上述のよ
うに余裕時間，覚醒度，操舵トルク，操舵角速度に応じ
てゲインを設定するとともに、ウインカ情報をもゲイン
設定のための制御情報として用いている。つまり、ドラ
イバが自己の意思により車線変更したり、右左折しよう
とする場合には、必ずとはいえないがウインカ３０によ
り逸脱しようとする方向を指示する。そこで、ドライバ
がウインカ３０で逸脱方向を指示した場合には、指示し
た方向への操舵用制御トルクのみゲインＫｄを０にして
指示方向への逸脱を許容するようになっている。

【００６０】ところで、操舵アクチュエータ２１は、ス
テアリングシャフトにトルクを加えうるアクチュエータ
であればよく、例えば、図１３に示すように、ステアリ
ングシャフト４０の図示しないトーションバーよりも下
方（パワーステアリング側）に設置した小型電動トルク
モータ４１により構成してもよい。この場合、モータ４
１からステアリングシャフト４０へのトルク伝達は、ウ
ォーム４２ａとウォームホイール４２ｂとからなるウォ
ームギヤ４２を介して行なうが、ウォームホイール４２
ｂとステアリングシャフト４０との間にはトルクリミッ
タ４３を介装する。このトルクリミッタ４０により、万
が一モータ４１が固着した場合でもドライバーは容易に
ハンドル２０の操作を行なうことができる。また、モー
タ４１は最大トルクを必要最小限に設定されており、例
えコントローラ６に故障が生じてもドライバーに過剰な
制御トルクが伝達されないようになっている。

【００６１】なお、制御トルク算出手段５とコントロー
ラ６との間には、実際に操舵アクチュエータ２１で発揮
される制御トルクが急変することなく滑らかに連続する
ように制御トルク算出信号の出力に対して平滑化処理す
るローパスフィルタ２５が介装されている。本発明の一
実施形態としての車線逸脱防止装置は、上述のように構
成されているので、車線逸脱防止の処理は、例えば図１
１に示すように行なわれる。

【００６２】つまり、制御スイッチ２３がオンか否かが
判定され（ステップＳ１０）、制御スイッチ２３がオン
でなければ車線逸脱防止の処理は行なわないが、制御ス
イッチ２３がオンであれば、ステップＳ２０以降の処理
を行なう。即ち、まず、横ずれ対応操舵用制御トルク算
出手段５Ａで横ずれ量に応じた制御トルクを算出し（ス
テップＳ２０）、操舵用制御トルク補正手段５Ｂでこの
制御トルクに横加速度に基づく補正を施し（ステップＳ
３０）、さらに、制御ゲイン設定手段５Ｃにより運転状
況に応じて制御トルクのゲインを設定する（ステップＳ
４０）。そして、コントローラ６を通じて、この横加速
度に基づく補正を施された制御トルクに応じた制御量で
操舵アクチュエータ２１を作動させるとともに、作動表
示部２４に表示信号を出力する（ステップＳ５０）。

【００６３】このような処理を図１２のブロック図を用
いて説明すれば、走行車線に対して、ドライバ側ではこ
れを視覚により認知しながら適宜判断を行なって、操舵
操作を行なう。一方、本車線逸脱防止装置（レーンガイ
ダンスシステム）では、まず、カメラ２を通じた画像認
識により走行車線に対するレーン認識を行なって、車両
の車線の基準位置（ここでは、道路中心線ＬＣ）からの
所定時間後における横ずれ量ΔＹを算出して、この横ず
れ量ΔＹから横ずれ防止トルクＴｙを算出する。次い
で、走行車線に対するレーン認識により検出された走行
レーンの曲率ρに基づいて車両に作用する横加速度Ｇを
算出して、この横加速度Ｇから保舵補助トルクＴｇを算
出し、この保舵補助トルクＴｇを横ずれ防止トルクＴｙ
に加算する。さらに、さまざまな運転状況に基づいてゲ
インＫａ，Ｋｂ，Ｋｃ１，Ｋｃ，Ｋｄを設定し、こうし
て得られた操舵用制御トルクＴｃに基づいて操舵アクチ
ュエータ２１を作動させる。

【００６４】これにより、ドライバの操舵トルクと操舵
アクチュエータ２１による操舵用制御トルクとが加算さ
れた状態となって、パワーステアリング装置を経て操舵
輪２２側へ伝達され、操舵輪２２を転舵するのである。
このような各処理について更に詳述すれば、制御トルク
を算出するにあたり、まず、所定時間後において車両が
走行車線からどの程度逸脱するかの指標である、横ずれ
量ΔＹを算出する必要がある。本装置では、まず、走行
レーン推定手段４により、自車両に対する走行車線（走
行レーン）の相対位置を推定し、横ずれ量算出手段４Ａ
は、この相対位置に基づいて現時点での横ずれ量ΔＹ₀
を算出する。ここでは、カメラ２による画像情報に基づ
いて、車両に最も近い地点（第１検出点）における自車
両中心線と道路中心線ＬＣとの横方向距離（道路幅方
向，カメラ画像の横方向距離）を横ずれ量（横偏差）Δ
Ｙ₀として算出する。

【００６５】こうして現時点での横ずれ量ΔＹ₀の算出
が行なわれると、さらに、車両から所定距離だけ離れた
第１検出点における基準線位置情報と、この近地点より
もさらに車両１から距離Ｌだけ離れた第２検出点におけ
る基準線位置情報とから、屈曲した道路中心線ＬＣの接
線方向を算出する。また、現在の車両位置情報と、現在
の操舵角を維持して距離Ｌだけ離れた時点における車両
位置情報とから車両進行方向を算出し、この車両進行方
向と道路中心線ＬＣの接線方向とがなす偏角βを算出す
る。

【００６６】ここでは、図４に示すように、第２検出点
（ＬＣ２）を、第１検出点（ＬＣ１）から所定時間ｔ後
に到達すると予測できる地点、つまり、第１検出点（Ｌ
Ｃ１）から現時点での車速Ｖに所定時間ｔを乗じて得ら
れる距離Ｌにある地点として、これらの第１検出点（Ｌ
Ｃ１）と第２検出点（ＬＣ２）とを結んだ直線と、車両
１の進行方向線とがなす角を偏角βとして算出する。

【００６７】このようにして、現時点での横ずれ量ΔＹ
₀と偏角βが算出されると、横ずれ量算出手段４Ａは、
さらに偏角βに車速センサ３２で検出された車両の車速
Ｖと所定時間ｔとを乗じて横ずれ変化量Δｙ（Δｙ＝β
×Ｖ×ｔ）を算出し、これに現時点における横ずれ量
（横偏差）ΔＹ₀を加算して所定時間ｔ後における予測
横ずれ量ΔＹ（＝ΔＹ₀＋β×Ｖ×ｔ）を算出する。

【００６８】一方、カーブ路において車両の旋回を妨げ
るように作用する遠心力の大きさの指標である横加速度
Ｇは、横加速度算出手段７により算出されるが、まず、
走行レーン推定手段４の機能要素である道路曲率算出手
段４Ｂにより、道路中心線ＬＣの画像情報に基づいて走
行レーンの曲率（道路曲率）ρを推定し、この道路曲率
ρに基づき横加速度Ｇを算出する。

【００６９】つまり、図５に示すように、車両から所定
距離だけ離れた第１検出点（ＬＣ１）と第２検出点（Ｌ
Ｃ２）に対して、さらに第２検出点（ＬＣ２）から距離
Ｌだけ前方に第３検出点（ＬＣ３）を取り、第１検出点
（ＬＣ１）から第２検出点（ＬＣ２）に至る第１のベク
トルＬＣ１ＬＣ２と、第２検出点（ＬＣ２）から第３検
出点（ＬＣ３）に至る第２のベクトルＬＣ２ＬＣ３との
なす角度θを第２検出点（ＬＣ２）における曲率指標
（曲率特性）として算出する。そして、これらの距離Ｌ
と曲率指標θとから第２検出点（ＬＣ２）における走行
レーンの曲率（道路曲率）ρを（１）式を用いて算出
し、さらに、車速センサ３２で検出される車両の走行速
度Ｖを用いて（２）式から横加速度Ｇを算出する。

【００７０】このようにして、横ずれ量ΔＹと横加速度
Ｇとが算出されると、制御トルク算出手段５は、まず、
横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ａにより、図６
に示すようなマップやテーブル又は演算式を用いて横ず
れ防止トルクＴｙを算出する。横ずれ防止トルクＴｙ
は、横ずれ量ΔＹに比例し、且つ、その大きさを一定値
で制限される。つまり、図６に示すように、車両が道路
中心線から右側へずれれば、この横ずれ量ΔＹに応じて
車両を車線左側へ導く左操舵の横ずれ防止トルクＴｙを
設定し、車両が道路中心線から左側へずれれば、この横
ずれ量ΔＹに応じ−車両を車線右側へ導く右操舵の横ず
れ防止トルクＴｙを設定するが、いずれも、横ずれ防止
トルクＴｙの大きさは一定値Ｔｙｍで制限される。

【００７１】このように横ずれ防止トルクＴｙを制限す
ることで、横ずれ防止トルクＴｙが過大になることはな
く、横ずれ防止トルクＴｙの大きさはドライバが容易に
打ち勝てる程度に保たれることになる。この横ずれ防止
トルクＴｙが付与されると、ドライバは車線逸脱（道路
中心線からの外れ）とその修正方向をハンドル２０の保
舵感等から感じ取り、車両位置の修正が、ドライバの操
舵操作によって速やかに行なわれるようになる。この横
ずれ防止トルクＴｙ自体もドライバへの警告の意味だけ
でなく車両位置の修正のためにも有効となる。また、横
ずれ防止トルクＴｙによる警告は、例えば脇見運転のド
ライバに対しても有効であり、この場合、車線からの逸
脱を未然に防ぎながら、ドライバへ脇見運転の防止を促
すことにもなる。

【００７２】そして、この横ずれ防止トルクＴｙは、現
時点における横ずれ量ΔＹ₀のみならず、現時点におけ
る横ずれ量ΔＹ₀に車速Ｖと偏角βとから予測される所
定時間ｔ後における横ずれ変化量Δｙを加算して得られ
る予測横ずれ量ΔＹをもとに決定されるため、車両が逸
脱しようとしている度合いを前もって推定して制御遅れ
が生じないように車両の逸脱防止の制御を行なうことが
でき、車線逸脱防止の案内を状況に応じて的確に行なう
ことができる。

【００７３】なお、横ずれ操舵用制御トルク算出手段５
Ａによる横ずれ防止トルクＴｙの算出は、横ずれ量ΔＹ
に対して図６に示すような特性に限定されない。つま
り、横ずれ防止トルクＴｙは、横ずれ量ΔＹが大きくな
ればこれを小さくするように作用するものであればよ
く、特に、横ずれ量ΔＹが小さい領域では横ずれ防止ト
ルクＴｙを０として、この領域（不感帯）よりも横ずれ
量ΔＹの大きさが大きくなれば、横ずれ防止トルクＴｙ
を横ずれ量ΔＹに応じて設定するようにしてもよい。こ
の場合、横ずれ防止トルクＴｙを横ずれ量ΔＹに対して
線型に増加させてもよく、また、ステップ状に増加させ
てもよい。

【００７４】さらに、図７に示すように、不感帯領域よ
りも横ずれ量ΔＹの大きさが大きくなれば、横ずれ量Δ
Ｙが減少する方向に一定の大きさの横ずれ防止トルクＴ
ｙｍを設定するようにしてもよい。次いで、制御トルク
算出手段５は、操舵用制御トルク補正手段５Ｂにより、
図８に示すようなマップやテーブル又は演算式を用いて
保舵補助トルクＴｇの算出を行なう。つまり、図８に示
すように、走行レーンが左方向にカーブしている場合、
車両に作用する横加速度Ｇは車両の旋回を妨げる右方向
に働くので、横加速度Ｇの大きさに応じて車両を左側へ
旋回させる左操舵の保舵補助トルクＴｇを設定し、走行
レーンが右方向にカーブしている場合は、横加速度Ｇの
大きさに応じて車両を右側へ旋回させる右操舵の保舵補
助トルクＴｇを設定する。ただし、ドライバが容易に打
ち勝てる程度に保舵補助トルクＴｇの大きさを保つた
め、横加速度Ｇの大きさがＧ１以上の場合は保舵補助ト
ルクＴｇの大きさを一定値Ｔｇｍに制限する。

【００７５】この保舵補助トルクＴｇを付与されると、
ドライバはカーブ路におけるハンドル２０の保舵力を軽
減され、大きな横加速度Ｇが作用するような場合でも容
易に操舵操作が行なわれるようになる。また、この保舵
補助トルクＴｇは、車両がこれから進入するカーブにお
いて作用するであろう横加速度Ｇを前もって予測し、こ
の予測された横加速度Ｇをもとに決定されるため、ドラ
イバにカーブに沿ったハンドル操舵を促すように保舵補
助トルクＴｇを付加することができる。このため、この
保舵補助トルクＴｇは車両がカーブにさしかかったこと
をドライバに警告する効果もあり、例えば脇見運転のド
ライバに対して有効である。

【００７６】また、路面の状況によりレーン認識が不調
となり、横加速度Ｇの算出が行なえないときには、横加
速度センサ３１を通じて直接検出された横加速度に基づ
いて保舵補助トルクＴｇを付与することができるので、
これにより、路面の状況にかかわらずレーンガイダンス
制御を継続することができる。つまりロバスト性を確保
することができる。

【００７７】なお、操舵用制御トルク補正手段５Ｂによ
る保舵補助トルクＴｇの算出は、横加速度Ｇに対して図
８に示すような特性に限定されない。つまり、保舵補助
トルクＴｇも、横加速度Ｇが大きいほどこの影響を解消
するような傾向のものであればよく、例えば、図９に示
すように、横加速度Ｇが小さい領域では保舵補助トルク
Ｔｇを０として、この領域（不感帯）よりも横加速度Ｇ
の大きさが大きくなれば、保舵補助トルクＴｇを横加速
度Ｇに応じて設定するようにしてもよい。

【００７８】このようにして、横ずれ量ΔＹと横加速度
Ｇに基づいた操舵用制御トルクが算出されると、制御ト
ルク算出手段５は、さらに制御ゲイン設定手段５Ｃによ
り、運転状況に応じたゲイン設定を行う。まず、制御ゲ
イン設定手段５Ｃは、障害物検出手段としてのレーザレ
ーダ２９により前方同一レーン上の障害物を検知し、車
両１と障害物との相対距離と相対速度とを検出して、車
両１が障害物に達するまでの余裕時間（相対距離／相対
速度）を得る。そして、この前方障害物までの余裕時間
に対応して、図１０（ａ）に示すように余裕時間が短い
程徐々に小さくなるようにゲインＫａを設定する。

【００７９】このようにゲインＫａを設定することによ
り、余裕時間が短かくハンドル操作の緊急性が高いとき
には、ゲインＫａもそれに合わせて小さくなるので、ド
ライバは自己の意思による操作で走行車線から容易に逸
脱することができるとともに、余裕時間が長くハンドル
操作の緊急性が低いときには、ゲインＫａもそれに合わ
せて大きくなるので、居眠りや操作ミス等による走行車
線からの逸脱を防止することができる。さらに、ゲイン
Ｋａは余裕時間に応じて徐々に小さくなるので、急激に
ゲインＫａが変化してドライバが違和感を感じることは
ない。

【００８０】なお、図１０（ａ）におけるｔ₁，ｔ
₂は、車線逸脱を十分防止できるとともにドライバが違
和感を感じることがない程度の範囲内であれば、適宜の
値を設定しうるものであり、図１０（ａ）に示す設定マ
ップに限定されるものではない。次いで、制御ゲイン設
定手段５Ｃは、覚醒度検出手段２６により横ずれ量ΔＹ
の標準偏差とハンドル操作ずれ量Δαの標準偏差との情
報に基づいてドライバの意識レベル（覚醒度）を検出す
る。そして、図１０（ｂ）に示すように、覚醒度が低く
なる程徐々に大きくなるようにゲインＫｂを設定する。

【００８１】このようなゲインＫｂの設定により、覚醒
度が高いときに操舵用制御トルクを付与されることによ
りドライバが煩わしさを感じることを防止することがで
きるとともに、危険度が高い覚醒度が低いときの車線逸
脱を防止することができる。さらに、ゲインＫｂは覚醒
度に応じて徐々に下げられるので、急激にゲインＫｂが
変化してドライバが違和感を感じることはない。

【００８２】なお、ａ₁，ａ₂及び所定値ｋ_b1は、ドラ
イバの煩雑感の防止と車線逸脱の防止とが両立できると
ともにドライバが違和感を感じることがない程度の範囲
内であれば、適宜の値を設定しうるものであり、図１０
（ｂ）に示す設定マップに限定されるものではない。さ
らに、制御ゲイン設定手段５Ｃは、操舵トルクセンサ２
８と操舵角センサ２７とによりそれぞれハンドルの操舵
トルクと操舵角速度とを検出し、図１０（ｃ），（ｄ）
に示すように、操舵トルクが大きい程、また、操舵角速
度が大きい程、徐々に小さくなるようにそれぞれゲイン
Ｋｃ１，Ｋｃ２を設定する。

【００８３】このように操舵トルク，操舵角速度に応じ
てゲインＫｃ１，Ｋｃ２を小さくすることにより、ドラ
イバが自己の意思によりハンドル操作を行なったときに
は、走行車線からの逸脱が容易に行なえるとともに、居
眠り等による走行車線からの逸脱は防止することができ
る。さらに、ゲインＫｃ１，Ｋｃ２はそれぞれ操舵トル
ク，操舵角速度に応じて徐々に小さくなるので、急激に
ゲインＫｃ１，Ｋｃ２が変化してドライバが違和感を感
じることはない。

【００８４】なお、図１０（ｃ），（ｄ）におけるＴα
₁，Ｖα₁は、ドライバの自己の意思による車線逸脱の
許容と居眠り等による車線逸脱の防止とが両立できると
ともにドライバが違和感を感じることがない程度の範囲
内であれば、適宜の値を設定しうるものであり、図１０
（ｃ），図１０（ｄ）に示す設定マップに限定されるも
のではない。

【００８５】さらに、制御ゲイン設定手段５Ｃは、上述
のように余裕時間，覚醒度，操舵トルク，操舵角速度に
応じてゲインを設定するとともに、ドライバがウインカ
３０で逸脱方向を指示した場合には、指示した方向への
操舵用制御トルクのみゲインＫｄを０にして指示方向へ
の逸脱を許容する。これにより、ドライバがウインカ３
０で指示した場合には、操舵用制御トルクＴｃにより妨
げられることなく車線変更したり、右左折することがで
きる。

【００８６】このように、本車線逸脱防止装置によれ
ば、制御ゲイン設定手段５Ｃを通じて、車両が前方障害
物に達するまでの余裕時間，ドライバの意識レベル，ド
ライバがハンドルを操舵する操舵トルクと操舵角速度，
ウインカ指示といった車両の運転状況に応じて操舵用制
御トルクＴｃの制御ゲインＫａ，Ｋｂ，Ｋｃ１，Ｋｃ
２，Ｋｄを設定することができるので、ドライバの意思
による操舵操作を妨げたり、違和感を与えたりすること
なく、状況に応じた的確な車線逸脱防止の案内を行なう
ことができるのである。

【００８７】また、ローパスフィルタ２５により、操舵
用制御トルクＴｃが平滑化処理されて出力されるので、
操舵アクチュエータ２１で発生する操舵用制御トルクが
急変することなく滑らかに連続するようになり、車線逸
脱防止の制御を安定させることができる利点もある。な
お、運転状況検出手段は、上述の手段、即ち、レーザレ
ーダ（障害物検出手段）２９，覚醒度検出手段２６，操
舵トルクセンサ２７，操舵角センサ２８，ウインカ３０
の全てをそなえたものでなくてもよく、必要に応じて一
部の手段のみをそなえたものであってもよい。また、予
め全ての手段をそなえておき、必要のないときは制御ゲ
イン設定手段５Ｃにおいて制御ゲインＫａ，Ｋｂ，Ｋｃ
１，Ｋｃ２，Ｋｄの該当するものを強制的に１．０に設
定するようにしてもよい。

【００８８】また、障害物検出手段は、レーザレーダ２
９に限定されるものではなく、例えば画像情報から障害
物を認識することができれば、カメラ２及び画像情報処
理手段３等を障害物検出手段とすることも考えられる。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の車線逸脱防止装置によれば、自車両が走行車線か
ら逸脱しそうになるとこれを防止する方向にドライバの
操舵力とは別に操舵用制御トルクが操舵アクチュエータ
により付与され、しかも、操舵用制御トルクは車両の横
ずれ量に応じた大きさに設定されるので、車両が逸脱し
ようとしている度合いに応じて適切な大きさの操舵用制
御トルクを付与することができるとともに、さらに、車
両が前方障害物に達するまでの余裕時間，ドライバの意
識レベル，ドライバがハンドルを操舵する操舵トルクと
操舵角速度といった車両の運転状況に応じて操舵用制御
トルクの制御ゲインを設定することができるので、ドラ
イバの意思による操舵操作を妨げたり、違和感を与えた
りすることなく、状況に応じた的確な車線逸脱防止の案
内を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
の構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識の
ための画像処理を説明する図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を
（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。

【図４】走行レーン認識を説明する模式的な平面図であ
る。

【図５】走行レーンの曲率の算出について説明するため
の説明図である。

【図６】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる横ずれ防止トルクの設定マップの一例を示す図
である。

【図７】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる横ずれ防止トルクの設定マップの他の例を示す
図である。

【図８】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる保舵補助トルクの設定マップの一例を示す図で
ある。

【図９】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装置
にかかる保舵補助トルクの設定マップの他の例を示す図
である。

【図１０】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置にかかる制御ゲインの設定マップの一例を示す図であ
り、（ａ）はゲインＫａの設定マップを示す図、（ｂ）
はゲインＫｂの設定マップを示す図、（ｃ）はゲインＫ
ｃ１の設定マップを示す図、（ｄ）はゲインＫｃ２の設
定マップを示す図である。

【図１１】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置の動作を説明するフローチャートである。

【図１２】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置の作用を説明するブロック図である。

【図１３】本発明の一実施形態としての車線逸脱防止装
置にそなえられる操舵アクチュエータの構成の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１車両２カメラ３画像情報処理手段４走行レーン推定手段４Ａ横ずれ量算出手段４Ｂ道路曲率算出手段５制御トルク算出手段５Ａ横ずれ対応操舵用制御トルク算出手段５Ｂ制御トルク補正手段５Ｃ制御ゲイン設定手段６制御手段（コントローラ）７横加速度算出手段２１操舵アクチュエータ２６覚醒度検出手段（運転状況検出手段）２７操舵角センサ（運転状況検出手段）２８操舵トルクセンサ（運転状況検出手段）２９レーザレーダ（運転状況検出手段）３０ウインカ３１横加速度センサ３２車速センサＬＣ道路中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田貴志東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平７−81602（ＪＰ，Ａ) 特開平７−47969（ＪＰ，Ａ) 特開平７−104850（ＪＰ，Ａ) 特開平６−255514（ＪＰ，Ａ) 特開平10−194151（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両が走行車線から逸脱しそうになる
とこれを防止する方向にドライバの加える操舵トルクと
は別にドライバが容易に打ち勝てる程度の操舵用制御ト
ルクを該車両の操舵アクチュエータにより付与させて該
車両の車線逸脱の防止を案内する車線逸脱防止装置であ
って、該走行車線の基準位置からの該車両の走行位置の横ずれ
量を算出する横ずれ量算出手段と、該横ずれ量算出手段で算出された該横ずれ量に基づいて
制御トルクを算出する制御トルク算出手段と、該制御トルク算出手段で算出された該制御トルクが該横
ずれ量を減らす方向に発生するように該操舵アクチュエ
ータを制御する制御手段と、該車両の運転状況を検出する運転状況検出手段とをそな
え、該制御トルク算出手段に、該運転状況検出手段で検出さ
れた該運転状況に応じて該横ずれ量に基づいた該制御ト
ルクの制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段が設け
られていることを特徴とする、車線逸脱防止装置。
【請求項２】該運転状況検出手段として該車両の前方
障害物を検出する前方障害物検出手段をそなえ、該制御ゲイン設定手段は、該車両が該前方障害物検出手
段により検出された該前方障害物に達するまでの余裕時
間に応じて該制御ゲインを設定するように構成されてい
ることを特徴とする、請求項１記載の車線逸脱防止装
置。
【請求項３】該運転状況検出手段としてドライバの覚
醒度を検出する覚醒度検出手段をそなえ、該制御ゲイン設定手段は、該覚醒度検出手段により検出
された覚醒度に応じて該制御ゲインを設定するように構
成されていることを特徴とする、請求項１記載の車線逸
脱防止装置。
【請求項４】該運転状況検出手段としてドライバの加
える操舵トルクを検出する操舵トルクセンサをそなえ、該制御ゲイン設定手段は、該操舵トルクセンサにより検
出された操舵トルクに応じて該制御ゲインを設定するよ
うに構成されていることを特徴とする、請求項１記載の
車線逸脱防止装置。
【請求項５】該運転状況検出手段として操舵角を検出
する操舵角センサをそなえ、該制御ゲイン設定手段は、該操舵角センサにより検出さ
れた操舵角に応じて該制御ゲインを設定するように構成
されていることを特徴とする、請求項１記載の車線逸脱
防止装置。
【請求項６】該運転状況検出手段としてウインカの指
示方向を検出する手段をそなえ、該制御ゲイン設定手段は、該ウインカの指示方向に応じ
て該制御ゲインを設定するように構成されていることを
特徴とする、請求項１記載の車線逸脱防止装置。