JP3631825B2 - 車両及びその走行レーン逸脱防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときに作動するアクチュエータとを備えた車両及びその走行レーン逸脱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤカメラ等の撮像手段により捕らえた画像から自車の走行レーンを認識し、自車が前記走行レーンを逸脱しそうになったときにドライバーに警報を発して逸脱回避操作を促したり、パワーステアリング装置のアシスト量を変えたりして逸脱回避を支援する車両の走行レーン逸脱防止装置は従来より知られている。
【０００３】
かかる車両の走行レーン逸脱防止装置においては、車両が走行レーンを逸脱しそうになったときに、ウインカー操作の有無に基づいてドライバーが自発的に走行レーンの変更を行うのか否かを判定し、ウインカー操作が有る場合には走行レーン逸脱防止制御を中止してスムーズな走行レーンの変更を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両が走行レーンを逸脱する原因がドライバーの居眠りや注意散漫にある場合は寧ろ少なく、
1) ドライバーが自己の意思に基いて走行レーンの変更や追い越しをする場合、
2) 車両の運動性能の限界においてドライバーの意思に反して車両のコントロールができなくなる場合、
が大部分である。
【０００５】
上記 1) の場合には、ドライバーがウインカー操作を忘れることも十分に考えられ、また、衝突回避等の緊急時にはウインカー操作を行う余裕がないのが普通である。さらに上記 2) の場合には、当然ウインカー操作は行われない。従って、上記 1) 、2)の場合に不必要な走行レーン逸脱防止制御が行われてしまい、それがドライバーの運転操作と干渉する可能性がある。特に上記 2) の場合には、走行レーンの逸脱を防止することよりも、車両のコントロールが困難な運動性能の限界領域からコントロールが可能な通常領域に復帰させることが優先される。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、走行レーン逸脱防止制御がドライバーの意思に基づく運転操作や車両の旋回レベルを低減する制御と干渉するのを防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項３に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とし、また請求項４に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
尚、本発明における「逸脱回避のために作動するアクチュエータ」には、以下の発明の実施の形態に例示した「走行レーン逸脱を回避する方向に操舵トルクを与えてドライバーの逸脱回避ステアリング操作をアシストするステアリングアクチュエータ７」や、「警報器１０を作動させてドライバーに警報を発することで逸脱回避操作を促すようにした警報 器アクチュエータ１１」が含まれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１は走行レーン逸脱防止装置を備えた車両の全体構成図、図２は制御系のブロック図、図３は作用を説明するフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、車体前部にエンジンＥ、トランスミッションＴ及びディファレンシャルＤを一体化したパワーユニットＰを搭載した車両は、このパワーユニットＰに接続された駆動輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRと、従動輪である左右の後輪ＷRL，ＷRRとを備える。左右の前輪ＷFL，ＷFRにはそれぞれブレーキキャリパＢFL，ＢFRが設けられ、左右の後輪ＷRL，ＷRRにはそれぞれブレーキキャリパＢRL，ＢRRが設けられる。ブレーキペダル１に接続された負圧ブースタ２によって作動するマスタシリンダ３が、油圧制御手段４を介して前記各ブレーキキャリパＢFL，ＢRR，ＢFR，ＢRLに接続される。負圧ブースタ２はブレーキペダル１の踏力により作動するだけでなく、後述する電子制御ユニットＵからの指令により作動してマスタシリンダ３にブレーキ油圧を発生させる。負圧ブースタ２及び油圧制御手段４はブレーキアクチュエータを構成する。
【００１３】
ステアリングホイール５には操舵角θA を検出する操舵角センサＳ1 と、操舵トルクθT を検出する操舵トルクセンサＳ2 とが設けられる。また車体の適所にはヨーレートｄψ／ｄｔを検出するヨーレートセンサＳ3 と、横加速度Ｇを検出する横加速度センサＳ4 とが設けられる。更に従動輪である左右の後輪ＷRL，ＷRRには従動輪速度Ｖｖを検出する従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 が設けられるとともに、駆動輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRには駆動輪速度Ｖｗを検出する駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 が設けられる。更にまた、ウインカースイッチ６にはその操作を検出するウインカー操作検出センサＳ7 が設けられるとともに、車体前部にはＣＣＤカメラよりなる撮像センサＳ8 が設けられる。
【００１４】
ドライバーによるステアリング操作はステアリングアクチュエータ７によりアシストされ、またエンジンＥのスロットルバルブ８はドライバーによるアクセルペダルの操作に加えてスロットルアクチュエータ９より制御される。車両が走行レーンを逸脱しそうになったとき、ドライバーに警報を発すべくブザーやチャイム等の警報器１０と、その警報器１０を作動させる警報器アクチュエータ１１とが設けられる。
【００１５】
電子制御ユニットＵは前記各センサＳ1 〜Ｓ8 から入力される信号を所定のプログラムに基づいて演算処理し、車両の走行レーン逸脱を防止すべく前記ステアリングアクチュエータ７及び警報器アクチュエータ１１を作動させるとともに、車両の旋回レベルが増加してコントロールが困難な運動性能の限界領域に入ったときに、前記ブレーキアクチュエータ（負圧ブースタ２及び油圧制御手段４）及びスロットルアクチュエータ９を制御して車両の旋回レベルを低減し、コントロールが可能な通常領域に復帰させる。
【００１６】
図２に示すように、電子制御ユニットＵは、走行レーン認識手段Ｍ１、走行レーン判定手段Ｍ２、走行軌跡推定手段Ｍ３、走行レーン逸脱検出手段Ｍ４、操舵速度検出手段Ｍ５、旋回レベル検出手段Ｍ６、走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７、制御選択手段Ｍ８、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９、旋回レベル低減手段Ｍ１０及び操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１を備える。
【００１７】
走行レーン認識手段Ｍ１は、撮像センサＳ8 の信号から得られる自車前方の映像から道路の白線を読み取り、走行レーン判定手段Ｍ２は、前記読み取った白線のデータから自車が現在走行している走行レーンを判定する。走行軌跡推定手段Ｍ３は、従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 により検出した従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 により検出した駆動輪速度Ｖｗ、ヨーレートセンサＳ3 により検出したヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度センサＳ4 により検出した横加速度Ｇ及び操舵角センサＳ1 により検出した操舵角θA に基づいて、近い将来の自車の走行軌跡を推定する。そして走行レーン逸脱検出手段Ｍ４は、前記走行レーン判定手段Ｍ２で判定した自車の走行レーンと、前記走行軌跡推定手段Ｍ３で推定した自車の走行軌跡とを重ね合わせることにより、自車が現在の走行レーンを逸脱する可能性の有無を判定する。
【００１８】
操舵速度検出手段Ｍ５は、操舵角センサＳ1 により検出した操舵角θA の時間微分値として操舵速度θV を検出する。操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１は、操舵トルクセンサＳ2 により検出した操舵トルクθT の時間微分値として操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔを検出する。旋回レベル検出手段Ｍ６は、前記従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度Ｖｗ、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ及び操舵角θA と、前記操舵速度検出手段Ｍ５で検出した操舵速度θV とに基づいて車両の旋回レベルを検出する。旋回レベルは、車両がタイヤのグリップ力を限界近くまで使用して旋回しているとき、例えば高速で急旋回を行うときに大きな値をとり、タイヤのグリップ力に余裕を残して旋回しているとき、例えば低速で緩旋回を行うときに小さな値をとるものであり、車両がスピンや横滑りを起こす可能性を判定する指標となる。
【００１９】
走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７は、操舵速度検出手段Ｍ５により検出した操舵速度θV 、操舵トルクセンサＳ2 により検出した操舵トルクθT 、操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１により検出した操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔ及びウインカー操作検出センサＳ7 で検出したウインカースイッチ６の操作に基づいて、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があるか否かを判定する。即ち、ウインカースイッチ６の操作が検出された場合には無条件でドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定する。また障害物回避等の目的でドライバーがステアリングホイール５を急操作し、操舵速度θV が敷居値θV0以上になり、或いは操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値［ｄθT ／ｄｔ］0 以上になった場合にも、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定する。
【００２０】
前記走行レーン逸脱検出手段Ｍ４、旋回レベル検出手段Ｍ６及び走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７からの信号が入力される制御選択手段Ｍ８は、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９と旋回レベル低減手段Ｍ１０とを含んでいる。走行レーン逸脱検出手段Ｍ４が走行レーンを逸脱する可能性があることを検出すると、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９がステアリングアクチュエータ７を作動させ、走行レーン逸脱を回避する方向に操舵トルクを与えてドライバーの逸脱回避ステアリング操作をアシストするとともに、警報器アクチュエータ１１が警報器１０を作動させてドライバーに警報を発する。
【００２１】
走行レーン逸脱防止手段Ｍ９は、走行レーン逸脱検出手段Ｍ４が走行レーンを逸脱する可能性がなくなったことを検出したときに前記逸脱回避のための制御を終了するのは勿論であるが、走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７がドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定した場合にも、前記逸脱回避のための制御を終了する。これにより、ドライバーの自発的な運転操作が逸脱回避のための制御と干渉するのが防止され、ドライバーの運転操作を支障なく行わせることができる。
【００２２】
また旋回レベル検出手段Ｍ６が敷居値以上の旋回レベルを検出した場合にも前記逸脱回避のための制御を終了し、それに代わって旋回レベル低減手段Ｍ１０が作動する。旋回レベル低減手段Ｍ１０は、スロットルアクチュエータ９を介してエンジンＥの出力を低下させるとともに、負圧ブースタ２及び油圧制御手段４を介して各車輪ＷFL，ＷRR，ＷFR，ＷRLの制動力を制御する。具体的には、各車輪ＷFL，ＷRR，ＷFR，ＷRLのブレーキキャリパＢFL，ＢRR，ＢFR，ＢRLに制動力を発生させて車速を低下させ、或いは左車輪ＷFL，ＷRLのブレーキキャリパＢFL，ＢRL及び右車輪ＷFR，ＷRRのブレーキキャリパＢFR，ＢRRに異なる制動力を発生させて車両の旋回を抑制するヨーモーメントを発生させる。
【００２３】
而して、車両がコントロールが困難な運動性能の限界領域に入ったとき、走行レーン逸脱を回避するための制御を終了し、コントロールが可能な通常領域に復帰させるための制御を優先して行うことにより、前記走行レーン逸脱回避制御によって車両の旋回レベルが更に増加することを防止し、車両の安定性を確保することができる。
【００２４】
次に、前述の作用を図３のフローチャートを参照しながら更に説明する。
【００２５】
先ず、ステップＳ１において、操舵角センサＳ1 で検出した操舵角θA 、操舵速度検出手段Ｍ５で検出した操舵速度θV 、操舵トルクセンサＳ2 で検出した操舵トルクθT 、操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１で検出した操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔ、ヨーレートセンサＳ3 で検出したヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度センサＳ4 で検出した横加速度Ｇ、従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 で検出した従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 で検出した駆動輪速度Ｖｗ、ウインカー操作検出センサＳ7 で検出したウインカースイッチ６の操作及び画像センサＳ8 で検出した道路の白線データを読み込む。
【００２６】
次にステップＳ２で前記白線データから自車が走行している走行レーンを認識し、更にステップＳ３で操舵角θA 、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ、従動輪速度Ｖｖ及び駆動輪速度Ｖｗに基づいて現在から将来への自車の走行軌跡を推定する。続くステップＳ４で自車の走行レーンと自車の走行軌跡とを重ね合わせて走行レーンの逸脱可能性を判定し、逸脱可能性が無い場合にはステアリングアクチュエータ７、警報器アクチュエータ１１、スロットルアクチュエータ９及びブレーキアクチュエータ２，４の作動は行わない。
【００２７】
ステップＳ４で走行レーンの逸脱可能性が有る場合には、ステップＳ５に移行してウインカースイッチ６の操作が行われたか否かを判断し、ウインカースイッチ６の操作が行われた場合には、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定して前記各アクチュエータ２，４，７，９，１１の作動は行わない。ステップＳ５でウインカースイッチ６の操作が行われない場合には、ステップＳ６で操舵速度θV 及び操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔをそれぞれ敷居値θV0 ，［ｄθT ／ｄｔ］0 と比較する。
【００２８】
ステップＳ６で操舵速度θV 又は操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値θV0 ，［ｄθT ／ｄｔ］0 以上であれば、ドライバーが障害物回避等の目的でステアリングホイール５を急操作したと判定し、前記各アクチュエータ２，４，７，９，１１の作動は行わない。一方、操舵速度θV 及び操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが共に敷居値θV0，θT0，［ｄθT ／ｄｔ］0 未満であれば、ドライバーが障害物回避等の目的でステアリングホイール５を急操作したのではないと判定し、ステップＳ７に移行する。
【００２９】
ステップＳ７で操舵角θA 、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ、従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度Ｖｗ及び操舵速度θV に基づいて車両の旋回レベルを検出し、旋回レベルが小さくて車両の運動状態が限界付近に達していない場合には、ステップＳ８でステアリングアクチュエータ７を作動させてドライバーの走行レーン逸脱回避操作をアシストし、同時に警報器アクチュエータ１１により警報器１０を作動させてドライバーに警報を発する。一方ステップＳ７で旋回レベルが大きくて車両の運動状態が限界付近に達している場合には、ステップＳ９でスロットルアクチュエータ９及びブレーキアクチュエータ２，４を作動させ、車速を低下させるとともに車両の旋回を抑制するヨーモーメントを発生させることにより、車両の運動性能を限界領域から通常領域に復帰させる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことができる。
【００３１】
例えば、実施例では操舵速度θV が敷居値θV0以上、操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値［ｄθT ／ｄｔ］0 以上の何れかの条件が成立した場合にドライバーが走行レーンを逸脱する意思がある判定しているが、前記条件の何れもが成立した場合に前記判定を行っても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、自車が走行レーンから逸脱したときにその逸脱を回避するために作動するアクチュエータの作動を、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに規制するので、前記アクチュエータの作動がドライバーの運転操作と干渉することが防止される。
【００３３】
また請求項２に記載された発明によれば、自車が走行レーンから逸脱したときにその逸脱を回避するために作動するアクチュエータの作動を、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに規制するので、前記アクチュエータの作動により車両の旋回レベルが増加することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行レーン逸脱防止装置を備えた車両の全体構成図
【図２】制御系のブロック図
【図３】作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
θ V 操舵速度
θV0 敷居値
ｄθT ／ｄｔ 操舵トルク変化量
［ｄθT ／ｄｔ］0 敷居値
Ｍ５ 操舵速度検出手段
Ｍ６ 旋回レベル検出手段
Ｍ８ 制御選択手段（アクチュエータ作動規制手段）
Ｍ１１ 操舵トルク変化量検出手段
Ｓ2 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
７ ステアリングアクチュエータ（アクチュエータ）
１１ 警報器アクチュエータ（アクチュエータ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときに作動するアクチュエータとを備えた車両及びその走行レーン逸脱防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤカメラ等の撮像手段により捕らえた画像から自車の走行レーンを認識し、自車が前記走行レーンを逸脱しそうになったときにドライバーに警報を発して逸脱回避操作を促したり、パワーステアリング装置のアシスト量を変えたりして逸脱回避を支援する車両の走行レーン逸脱防止装置は従来より知られている。
【０００３】
かかる車両の走行レーン逸脱防止装置においては、車両が走行レーンを逸脱しそうになったときに、ウインカー操作の有無に基づいてドライバーが自発的に走行レーンの変更を行うのか否かを判定し、ウインカー操作が有る場合には走行レーン逸脱防止制御を中止してスムーズな走行レーンの変更を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両が走行レーンを逸脱する原因がドライバーの居眠りや注意散漫にある場合は寧ろ少なく、
1) ドライバーが自己の意思に基いて走行レーンの変更や追い越しをする場合、
2) 車両の運動性能の限界においてドライバーの意思に反して車両のコントロールができなくなる場合、
が大部分である。
【０００５】
上記 1) の場合には、ドライバーがウインカー操作を忘れることも十分に考えられ、また、衝突回避等の緊急時にはウインカー操作を行う余裕がないのが普通である。さらに上記 2) の場合には、当然ウインカー操作は行われない。従って、上記 1) 、2)の場合に不必要な走行レーン逸脱防止制御が行われてしまい、それがドライバーの運転操作と干渉する可能性がある。特に上記 2) の場合には、走行レーンの逸脱を防止することよりも、車両のコントロールが困難な運動性能の限界領域からコントロールが可能な通常領域に復帰させることが優先される。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、走行レーン逸脱防止制御がドライバーの意思に基づく運転操作や車両の旋回レベルを低減する制御と干渉するのを防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項３に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とし、また請求項４に記載された発明は、車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
尚、本発明における「逸脱回避のために作動するアクチュエータ」には、以下の発明の実施の形態に例示した「走行レーン逸脱を回避する方向に操舵トルクを与えてドライバーの逸脱回避ステアリング操作をアシストするステアリングアクチュエータ７」や、「警報器１０を作動させてドライバーに警報を発することで逸脱回避操作を促すようにした警報 器アクチュエータ１１」が含まれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１は走行レーン逸脱防止装置を備えた車両の全体構成図、図２は制御系のブロック図、図３は作用を説明するフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、車体前部にエンジンＥ、トランスミッションＴ及びディファレンシャルＤを一体化したパワーユニットＰを搭載した車両は、このパワーユニットＰに接続された駆動輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRと、従動輪である左右の後輪ＷRL，ＷRRとを備える。左右の前輪ＷFL，ＷFRにはそれぞれブレーキキャリパＢFL，ＢFRが設けられ、左右の後輪ＷRL，ＷRRにはそれぞれブレーキキャリパＢRL，ＢRRが設けられる。ブレーキペダル１に接続された負圧ブースタ２によって作動するマスタシリンダ３が、油圧制御手段４を介して前記各ブレーキキャリパＢFL，ＢRR，ＢFR，ＢRLに接続される。負圧ブースタ２はブレーキペダル１の踏力により作動するだけでなく、後述する電子制御ユニットＵからの指令により作動してマスタシリンダ３にブレーキ油圧を発生させる。負圧ブースタ２及び油圧制御手段４はブレーキアクチュエータを構成する。
【００１３】
ステアリングホイール５には操舵角θA を検出する操舵角センサＳ1 と、操舵トルクθT を検出する操舵トルクセンサＳ2 とが設けられる。また車体の適所にはヨーレートｄψ／ｄｔを検出するヨーレートセンサＳ3 と、横加速度Ｇを検出する横加速度センサＳ4 とが設けられる。更に従動輪である左右の後輪ＷRL，ＷRRには従動輪速度Ｖｖを検出する従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 が設けられるとともに、駆動輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRには駆動輪速度Ｖｗを検出する駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 が設けられる。更にまた、ウインカースイッチ６にはその操作を検出するウインカー操作検出センサＳ7 が設けられるとともに、車体前部にはＣＣＤカメラよりなる撮像センサＳ8 が設けられる。
【００１４】
ドライバーによるステアリング操作はステアリングアクチュエータ７によりアシストされ、またエンジンＥのスロットルバルブ８はドライバーによるアクセルペダルの操作に加えてスロットルアクチュエータ９より制御される。車両が走行レーンを逸脱しそうになったとき、ドライバーに警報を発すべくブザーやチャイム等の警報器１０と、その警報器１０を作動させる警報器アクチュエータ１１とが設けられる。
【００１５】
電子制御ユニットＵは前記各センサＳ1 〜Ｓ8 から入力される信号を所定のプログラムに基づいて演算処理し、車両の走行レーン逸脱を防止すべく前記ステアリングアクチュエータ７及び警報器アクチュエータ１１を作動させるとともに、車両の旋回レベルが増加してコントロールが困難な運動性能の限界領域に入ったときに、前記ブレーキアクチュエータ（負圧ブースタ２及び油圧制御手段４）及びスロットルアクチュエータ９を制御して車両の旋回レベルを低減し、コントロールが可能な通常領域に復帰させる。
【００１６】
図２に示すように、電子制御ユニットＵは、走行レーン認識手段Ｍ１、走行レーン判定手段Ｍ２、走行軌跡推定手段Ｍ３、走行レーン逸脱検出手段Ｍ４、操舵速度検出手段Ｍ５、旋回レベル検出手段Ｍ６、走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７、制御選択手段Ｍ８、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９、旋回レベル低減手段Ｍ１０及び操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１を備える。
【００１７】
走行レーン認識手段Ｍ１は、撮像センサＳ8 の信号から得られる自車前方の映像から道路の白線を読み取り、走行レーン判定手段Ｍ２は、前記読み取った白線のデータから自車が現在走行している走行レーンを判定する。走行軌跡推定手段Ｍ３は、従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 により検出した従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 により検出した駆動輪速度Ｖｗ、ヨーレートセンサＳ3 により検出したヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度センサＳ4 により検出した横加速度Ｇ及び操舵角センサＳ1 により検出した操舵角θA に基づいて、近い将来の自車の走行軌跡を推定する。そして走行レーン逸脱検出手段Ｍ４は、前記走行レーン判定手段Ｍ２で判定した自車の走行レーンと、前記走行軌跡推定手段Ｍ３で推定した自車の走行軌跡とを重ね合わせることにより、自車が現在の走行レーンを逸脱する可能性の有無を判定する。
【００１８】
操舵速度検出手段Ｍ５は、操舵角センサＳ1 により検出した操舵角θA の時間微分値として操舵速度θV を検出する。操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１は、操舵トルクセンサＳ2 により検出した操舵トルクθT の時間微分値として操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔを検出する。旋回レベル検出手段Ｍ６は、前記従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度Ｖｗ、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ及び操舵角θA と、前記操舵速度検出手段Ｍ５で検出した操舵速度θV とに基づいて車両の旋回レベルを検出する。旋回レベルは、車両がタイヤのグリップ力を限界近くまで使用して旋回しているとき、例えば高速で急旋回を行うときに大きな値をとり、タイヤのグリップ力に余裕を残して旋回しているとき、例えば低速で緩旋回を行うときに小さな値をとるものであり、車両がスピンや横滑りを起こす可能性を判定する指標となる。
【００１９】
走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７は、操舵速度検出手段Ｍ５により検出した操舵速度θV 、操舵トルクセンサＳ2 により検出した操舵トルクθT 、操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１により検出した操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔ及びウインカー操作検出センサＳ7 で検出したウインカースイッチ６の操作に基づいて、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があるか否かを判定する。即ち、ウインカースイッチ６の操作が検出された場合には無条件でドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定する。また障害物回避等の目的でドライバーがステアリングホイール５を急操作し、操舵速度θV が敷居値θV0以上になり、或いは操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値［ｄθT ／ｄｔ］0 以上になった場合にも、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定する。
【００２０】
前記走行レーン逸脱検出手段Ｍ４、旋回レベル検出手段Ｍ６及び走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７からの信号が入力される制御選択手段Ｍ８は、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９と旋回レベル低減手段Ｍ１０とを含んでいる。走行レーン逸脱検出手段Ｍ４が走行レーンを逸脱する可能性があることを検出すると、走行レーン逸脱防止手段Ｍ９がステアリングアクチュエータ７を作動させ、走行レーン逸脱を回避する方向に操舵トルクを与えてドライバーの逸脱回避ステアリング操作をアシストするとともに、警報器アクチュエータ１１が警報器１０を作動させてドライバーに警報を発する。
【００２１】
走行レーン逸脱防止手段Ｍ９は、走行レーン逸脱検出手段Ｍ４が走行レーンを逸脱する可能性がなくなったことを検出したときに前記逸脱回避のための制御を終了するのは勿論であるが、走行レーン逸脱意思判定手段Ｍ７がドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定した場合にも、前記逸脱回避のための制御を終了する。これにより、ドライバーの自発的な運転操作が逸脱回避のための制御と干渉するのが防止され、ドライバーの運転操作を支障なく行わせることができる。
【００２２】
また旋回レベル検出手段Ｍ６が敷居値以上の旋回レベルを検出した場合にも前記逸脱回避のための制御を終了し、それに代わって旋回レベル低減手段Ｍ１０が作動する。旋回レベル低減手段Ｍ１０は、スロットルアクチュエータ９を介してエンジンＥの出力を低下させるとともに、負圧ブースタ２及び油圧制御手段４を介して各車輪ＷFL，ＷRR，ＷFR，ＷRLの制動力を制御する。具体的には、各車輪ＷFL，ＷRR，ＷFR，ＷRLのブレーキキャリパＢFL，ＢRR，ＢFR，ＢRLに制動力を発生させて車速を低下させ、或いは左車輪ＷFL，ＷRLのブレーキキャリパＢFL，ＢRL及び右車輪ＷFR，ＷRRのブレーキキャリパＢFR，ＢRRに異なる制動力を発生させて車両の旋回を抑制するヨーモーメントを発生させる。
【００２３】
而して、車両がコントロールが困難な運動性能の限界領域に入ったとき、走行レーン逸脱を回避するための制御を終了し、コントロールが可能な通常領域に復帰させるための制御を優先して行うことにより、前記走行レーン逸脱回避制御によって車両の旋回レベルが更に増加することを防止し、車両の安定性を確保することができる。
【００２４】
次に、前述の作用を図３のフローチャートを参照しながら更に説明する。
【００２５】
先ず、ステップＳ１において、操舵角センサＳ1 で検出した操舵角θA 、操舵速度検出手段Ｍ５で検出した操舵速度θV 、操舵トルクセンサＳ2 で検出した操舵トルクθT 、操舵トルク変化量検出手段Ｍ１１で検出した操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔ、ヨーレートセンサＳ3 で検出したヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度センサＳ4 で検出した横加速度Ｇ、従動輪速度センサＳ5 ，Ｓ5 で検出した従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度センサＳ6 ，Ｓ6 で検出した駆動輪速度Ｖｗ、ウインカー操作検出センサＳ7 で検出したウインカースイッチ６の操作及び画像センサＳ8 で検出した道路の白線データを読み込む。
【００２６】
次にステップＳ２で前記白線データから自車が走行している走行レーンを認識し、更にステップＳ３で操舵角θA 、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ、従動輪速度Ｖｖ及び駆動輪速度Ｖｗに基づいて現在から将来への自車の走行軌跡を推定する。続くステップＳ４で自車の走行レーンと自車の走行軌跡とを重ね合わせて走行レーンの逸脱可能性を判定し、逸脱可能性が無い場合にはステアリングアクチュエータ７、警報器アクチュエータ１１、スロットルアクチュエータ９及びブレーキアクチュエータ２，４の作動は行わない。
【００２７】
ステップＳ４で走行レーンの逸脱可能性が有る場合には、ステップＳ５に移行してウインカースイッチ６の操作が行われたか否かを判断し、ウインカースイッチ６の操作が行われた場合には、ドライバーが自発的に走行レーンを逸脱する意思があると判定して前記各アクチュエータ２，４，７，９，１１の作動は行わない。ステップＳ５でウインカースイッチ６の操作が行われない場合には、ステップＳ６で操舵速度θV 及び操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔをそれぞれ敷居値θV0 ，［ｄθT ／ｄｔ］0 と比較する。
【００２８】
ステップＳ６で操舵速度θV 又は操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値θV0 ，［ｄθT ／ｄｔ］0 以上であれば、ドライバーが障害物回避等の目的でステアリングホイール５を急操作したと判定し、前記各アクチュエータ２，４，７，９，１１の作動は行わない。一方、操舵速度θV 及び操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが共に敷居値θV0，θT0，［ｄθT ／ｄｔ］0 未満であれば、ドライバーが障害物回避等の目的でステアリングホイール５を急操作したのではないと判定し、ステップＳ７に移行する。
【００２９】
ステップＳ７で操舵角θA 、ヨーレートｄψ／ｄｔ、横加速度Ｇ、従動輪速度Ｖｖ、駆動輪速度Ｖｗ及び操舵速度θV に基づいて車両の旋回レベルを検出し、旋回レベルが小さくて車両の運動状態が限界付近に達していない場合には、ステップＳ８でステアリングアクチュエータ７を作動させてドライバーの走行レーン逸脱回避操作をアシストし、同時に警報器アクチュエータ１１により警報器１０を作動させてドライバーに警報を発する。一方ステップＳ７で旋回レベルが大きくて車両の運動状態が限界付近に達している場合には、ステップＳ９でスロットルアクチュエータ９及びブレーキアクチュエータ２，４を作動させ、車速を低下させるとともに車両の旋回を抑制するヨーモーメントを発生させることにより、車両の運動性能を限界領域から通常領域に復帰させる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことができる。
【００３１】
例えば、実施例では操舵速度θV が敷居値θV0以上、操舵トルク変化量ｄθT ／ｄｔが敷居値［ｄθT ／ｄｔ］0 以上の何れかの条件が成立した場合にドライバーが走行レーンを逸脱する意思がある判定しているが、前記条件の何れもが成立した場合に前記判定を行っても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、自車が走行レーンから逸脱したときにその逸脱を回避するために作動するアクチュエータの作動を、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに規制するので、前記アクチュエータの作動がドライバーの運転操作と干渉することが防止される。
【００３３】
また請求項２に記載された発明によれば、自車が走行レーンから逸脱したときにその逸脱を回避するために作動するアクチュエータの作動を、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに規制するので、前記アクチュエータの作動により車両の旋回レベルが増加することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行レーン逸脱防止装置を備えた車両の全体構成図
【図２】制御系のブロック図
【図３】作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
θ V 操舵速度
θV0 敷居値
ｄθT ／ｄｔ 操舵トルク変化量
［ｄθT ／ｄｔ］0 敷居値
Ｍ５ 操舵速度検出手段
Ｍ６ 旋回レベル検出手段
Ｍ８ 制御選択手段（アクチュエータ作動規制手段）
Ｍ１１ 操舵トルク変化量検出手段
Ｓ2 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
７ ステアリングアクチュエータ（アクチュエータ）
１１ 警報器アクチュエータ（アクチュエータ）
Claims (4)
- 車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする、車両の走行レーン逸脱防止装置。 - 車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両の走行レーン逸脱防止装置において、
車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする、車両の走行レーン逸脱防止装置。 - 車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、
操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、操舵トルク変化量を検出する操舵トルク変化量検出手段と、敷居値以上の操舵速度及び／又は敷居値以上の操舵トルク変化量が検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする、車両。 - 車両の走行レーンからの逸脱を検出する走行レーン逸脱検出手段と、前記逸脱が検出されたときにその逸脱回避のために作動するアクチュエータとを備えた車両において、
車両の旋回レベルを検出する旋回レベル検出手段と、車両の限界旋回レベルに応じて設定された敷居値以上の旋回レベルが検出されたときに前記アクチュエータの作動を規制するアクチュエータ作動規制手段とを設けたことを特徴とする、車両。
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