JP3654656B2 - 車両の予防安全装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両の予防安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種予防安全装置としては、例えば特開昭59−153627号公報に記載されたような居眠り運転警報装置がある。
これは、ステアリングの無操舵状態が所定の時間以上継続した後にある角度より大きな操舵が行われたとき、それに引き続く所定の居眠りパターンが検出されると、居眠り状態と判断して警報手段を作動させるようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の予防安全装置においては、誤検出による運転者への煩雑さを避けるため、明らかに不適正と見られる操作の発生、あるいは相当程度危険な状態にならないと、警告すべき状態が検出されないという点で未だ不十分であった。
したがってこの発明は、上記従来の問題点に鑑み、居眠り運転警報装置その他の安全対応制御手段において、運転者の状態の変化をつかみ、運転者の状態に応じてその制御レベルを変えてより早期のあるいはより高度の的確な安全対応措置がとれるようにした車両用の予防安全装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、図1に示すように、車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段1と、運転者の反応を検出する運転者反応検出手段2と、前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段3と、安全対応制御手段4とを有し、該安全対応制御手段4が前記運転者の状態判断手段3の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されているものとした。
【0005】
【作用】
運転者の状態判断手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断して、安全対応制御手段の制御の感度レベルを変え、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるようにしたから、通常は安全対応制御手段は誤検出などを招かない感度レベルで作動するとともに、運転者が異常状態にあるときは高い感度レベルで早期に警報その他の安全対応措置が行なわれる。
【0006】
【実施例】
図2は、本発明を居眠り警報に適用した第1の実施例を示す。車間距離・障害物センサ11からなる周囲環境測定装置10とこれにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部12が設けられている。また、アクセル操作検出センサ14とブレーキ作動センサ15からなる運転操作検出部13が設けられ、状態変化検出部12とアクセル操作検出センサ14およびブレーキ作動センサ15の出力が操作の対応度合判断部16に入力される。
【0007】
居眠り警報システム20においてはステアリングセンサ21からの信号が居眠り検出ロジック部22に入力され、操舵パターンが基準パターンと比較されて、居眠り状態と判断されるとき警報器23に駆動出力が出される。ここで、操作の対応度合判断部16では、車間距離、障害物との距離の変化に対応するアクセルあるいはブレーキ操作状況から運転者が正常か異常かを判断し、その判断結果を居眠り検出ロジック部22に出力する。居眠り検出ロジック部22は操作の対応度合判断部16からの正常か異常かの判断結果に応じてその検出ロジックである基準パターンを変更する。
【0008】
図3は、実施例のレイアウト概要を示し、状態変化検出部と操作の対応度合判断部はCPU30により構成されている。
図4は実施例における操作の対応度合判断の流れを示し、一部、居眠り検出ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ101において自車両と前方の車両との車間距離または、前方障害物との距離が車間距離・障害物センサからなる周囲環境測定装置10により測定される。そしてステップ102で、状態変化検出部12が上記測定距離における変化状況を検出する。
【0009】
ステップ102で変化が認められたときには、ステップ103に進んで、変化を始めたときの車間距離の値が車間距離初期値D0 としてセットされる。
次にステップ104で、操作の対応度合判断部16において、タイマカウンタがn=0にリセットされ、ステップ105においてn=n+1により計時が開始される。 そして、ステップ106で、D1 に現在の車間距離がセットされたうえ、ステップ107において車間距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
【0010】
変化量D0 −D1 が所定値より大きいときは、ステップ108に進んで、D0 がD1 の値に更新される。このあとステップ109において、アクセル操作検出センサ14およびブレーキ作動センサ15からの信号が読み込まれ、アクセルあるいはブレーキ操作が行なわれたかどうかがチェックされる。測定距離における変化状況に対応してアクセルあるいはブレーキが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作によってアクセル開度またはブレーキに変化があると、ステップ110に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
【0011】
ステップ111において、カウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両の周辺環境の変化に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ112で、居眠り検出ロジック部において、感度を上げた検出ロジックとされる。
これにより、操舵パターンが正常者の平均的なパターンからわずかにずれてきた時点で、居眠り警報システムにおいて速やかに警報が行なわれる。
【0012】
ステップ111においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態にあると判断され、意識的に操舵されているものとしてステップ113に進んで、居眠り検出ロジック部22における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
一方、ステップ107の比較において車間距離の変化量D0 −D1 が所定値以下のときには、ステップ114でタイマカウンタがクリアされ、ステップ101に戻る。
【0013】
この実施例によれば、環境の変化に対する運転者の操作対応が正常であるときは居眠り運転検出の感度が下げられ、これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止されるとともに、運転者が異常状態にあるときは感度が上げられ、早期に居眠り警報が行なわれる。
【0014】
上記実施例では、車両の環境状態の変化を検出するのに、車間距離・障害物センサ11からなる周囲環境測定装置10と、これにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部12とを用いたが、周囲環境測定装置10としては、このほか道路の白線検知センサ17、側方距離センサ17’、あるいは道路勾配センサ18、車速センサ19などを用いることができる。
【0015】
例えば道路勾配センサ18と車速センサ19を用いるときには、図5に示すフローチャートのように、ステップ121で車速および道路勾配が測定され、続いてステップ122において、その勾配変化と該勾配変化に伴う車速の変化がチェックされる。ここで、勾配変化に伴う車速変化が認められるとステップ123において、変化を始めたときの車速値が車速初期値V0 としてセットされる。
そしてステップ124で、タイマカウンタがリセットされ、カウントが開始される。ステップ129では、登坂路に入ったときさらにエンジン出力を上げるためにアクセル開度が増大したか、また下り坂では車速増大に対してブレーキが踏まれたかがチェックされる。その他のステップは図4に示されたものと同様である。
【0016】
また、周囲環境測定装置10として白線検知センサ17や側方距離センサ17’が用いられるときには、運転操作検出部13にステアリング操作検出センサ32を含めて、例えば車両が道路ガードレールに寄っているのにハンドル操作がなく修正が行なわれない場合やその修正操作が遅れる状態をも上記と同様にして検出対象とすることができる。
【0017】
なお、白線検知センサ17は、具体的には図6のように、車両前方を撮影するカメラ35と、その画像信号を処理して前方道路のセンターライン、路肩白線を検出し、車両とこれら白線との間隔を演算する画像処理装置36とから構成される。そして操作の対応度合判断の参照情報を得るためウインカスイッチ37の信号が用いられる。
【0018】
この場合の操作の対応度合判断の流れは図7に示される。
まず、ステップ141においてウインカスイッチ37の状態が読み込まれ、ステップ142で意識的な進路変更を示すウインカスイッチ信号が出力されているかどうかがチェックされる。
ステップ142でウインカスイッチ信号がないときはステップ143に進んで、白線と車両の間隔が変化してあらかじめ設定された所定値より小さくなったかがチェックされる。小さくなっているときは、ステップ144に進んで、変化を始めたときの白線との間隔の値が白線距離初期値L0 としてセットされる。
【0019】
次にステップ145で、操作の対応度合判断部16において、タイマカウンタがn=0にリセットされ、ステップ146においてn=n+1により計時が開始される。 そして、ステップ147で、L1 に現在の白線距離がセットされたうえ、ステップ148において白線距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
変化量L0 −L1 が所定値より大きいときは、ステップ149に進んで、L0 がL1 の値に更新される。
【0020】
このあとステップ150において、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、白線から離れる方向の修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。白線距離における変化状況に対応してステアリングが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作があるとステップ151に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
その他ステップ152〜155は図4におけるステップ111〜114と同じである。
なお、この場合には、居眠り警報システムにおけるステアリングセンサでステアリング操作検出センサを兼ねさせてもよい。
側方距離センサを用いる場合も流れは同様である。
【0021】
次に図8は、追突防止に適用した第2の実施例を示す。車両の環境状態の変化を検出するため、周囲環境測定装置10に加え、ステアリング逆入力センサ39からなる外乱検出部38が設けられている。
周囲環境測定装置10としては前実施例と同じく、車間距離・障害物センサ11や白線検知センサ17、側方距離センサ17’、道路勾配センサ18、車速センサ19などが用いられる。
また運転者の反応検出のため、アクセル操作検出センサ14、ブレーキ作動センサ15、ならびにステアリング操作検出センサ32、ステアリング操舵角センサ44からなる運転操作検出部43が設けられ、周囲環境測定装置10に接続された状態変化検出部12と外乱検出部38ならびに運転操作検出部43の出力が操作の対応度合判断部46に入力される。
【0022】
追突防止システム50においては車速センサ59と車間距離センサ51からの信号が追突防止ロジック部52に入力され、ロジックとしての車間距離と走行速度の関係を示す基準パターンと比較されて、接近の恐れありと判断されるとき警報器53に駆動出力が出され、あるいは緊急を要するとき自動ブレーキ駆動装置54が作動される。
【0023】
ここで、操作の対応度合判断部46では、前実施例と同様に、周囲環境測定装置10により検出された周囲環境の変化に対するアクセル操作、ブレーキ作動あるいはステアリング操作の対応度合によって運転者が正常か異常かが判断されるとともに、外乱であるステアリング逆入力に対するステアリングの修正操作状況によっても運転者が正常か異常かが判断され、その判断結果が追突防止ロジック部52に出力される。
追突防止ロジック部52は操作の対応度合判断部からの正常か異常かの判断結果に応じてその警報ロジックを変更する。
【0024】
図9、はとくにステアリング逆入力センサ39のレイアウト、およびその構成を示す。
ステアリングのコラム部61にステアリング操舵角センサ44が設けられ、パワステアリングユニット62の油路のコントロールバルブ63にスイッチA、スイッチBが設けられている。ステアリング操舵角センサ44およびスイッチA、Bの出力が外乱判別部64に入力され、ここで後述する条件の成立をチェックすることによりステアリング逆入力を検出し、外乱信号が出力される。
【0025】
次に、ステアリング逆入力の検出を、パワステアリングユニット62を示す図10〜図14および判別条件を示す図15に基づいて説明する。
パワステアリングユニットのコントロールバルブ63は、オイルポンプ65側に接続された入力ポート71と、オイルリザーバ66に接続されたドレンポート72、およびパワーシリンダ67の左右の室にそれぞれ接続された出力ポート73、74を備え、バルブスプール75の軸方向変位に応じて各ポート間の接続が切り替えられるようになっている。パワーシリンダ67内を摺動するピストンのロッド68はステアリングロッドに連結される。
【0026】
ピストンのロッド68はステアリングホイール60と連結されたステアリングシャフト76のピニオン77と噛み合うはす歯ラック69を有し、ステアリングシャフトの回転に伴なって左右変位する。
このときステアリングシャフト76はラック69とのはす歯による噛み合いの反力により、軸方向の力を受け、ステアリングシャフト76に結合されたバルブスプール75が軸方向に変位する。これにより、各ポートが切り替えられ、ステアリング操舵時パワーシリンダ67が作動して補助操舵力(アシスト力)が与えられる。
【0027】
コントロールバルブ63にはさらにバルブスプール75部にそって、スプリング78によって互いに離反方向に付勢された上下のリアクションプランジャ79、80が設けられている。リアクションプランジャ79、80は、バルブスプール75の両端に取り付けられたプレート81、82と協働して、操舵力が加わっていないときバルブスプール75を中立位置に保持する。操舵力が加わったときにはステアリングシャフト76とともに変位するバルブスプール75に当接して、スプリング付勢力に抗して変位する。前記のスイッチA、Bがリアクションプランジャ79または80の変位によってオン・オフするように設けられている。
【0028】
図10は、運転者がステアリング操作を行なっていない状態で、かつ、ステアリングホイール60への外乱もない場合を表している。このときオイルポンプ65からの油圧は、コントロールバルブ63を矢印方向に流れ、パワーシリンダ67の油圧は、図中左右方向で釣り合っている。
スイッチA、スイッチBはリアクションプランジャ79、80に押され、両スイッチは閉じている。
【0029】
図11は運転者がステアリングホイール60を右方向に操舵している場合を示す。 このときステアリングシャフト76の回転はピニオン77からラック69へ伝達され、このラック69の動きにより、車輪が転舵される。また同時にこのピニオン77とラック69の噛み合いにより図中上方へのスラスト力が発生し、リアクションプラジャ80の復元力に打ち勝ち、バルブスプール75を上方へ移動させる。
このバルブスプール75の変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ67からは図中右から左方向へのアシスト力(=右転舵方向)が作用する。このときのリアクションプランジャ80の変位により、スイッチBがオフとなる。
【0030】
図12は、運転者がステアリングホイール60を左方向に操舵している場合を示し、上記図11とは逆方向の作動によりスイッチAがオフとなる。
図13は、路面の凹凸等によりラック69を左から右方向へ押す外乱がステアリング系統に入った場合を示す。この外乱はステアリングホイール60を左方向に回転させる。
ラック69を図中左から右方向へ押す力は、ラックからピニオン77に伝達され、ステアリングシャフト76を左方向に回転させる。また同時にこのピニオン77とラック69の噛み合いにより、上方へのスラスト力が発生し、リアクションプランジャ80の復元力に打ちかち、バルブスプール75を上方へ変位させる。
このバルブスプールの変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ67には外乱によるラック69の動きを妨げようとする図中右から左への力が発生する。このときのリアクションプランジャ80の変位によりスイッチBがオフとなる。
【0031】
図14は外乱によりラック69が右から左へ押される場合、すなわちステアリングホイール60が右方向に回転される場合を示し、上記図13とは逆方向の作動によりスイッチAがオフとなる。
運転者による操舵のほか、外乱を受けたときのステアリングホイール60の回転方向はステアリング操舵角センサ44によって検出される。
【0032】
以上から、外乱の有無、ステアリングホイールの回転方向、並びに各スイッチの状態の関係などが、図15のように示される。
すなわち、ステアリングホイール60の回転方向が同じ右方向であっても、運転者による正入力によるときはスイッチAオン、スイッチBオフで、外乱による逆入力によるときは、スイッチAオフ、スイッチBオンとなり、スイッチA、Bの状態が逆となる。
したがって、外乱判別部64では、ステアリング60の回転方向とスイッチA、スイッチBの相互関係から、運転者による正入力か外乱による逆入力かが判別される。
【0033】
ラック&ピニオン式パワーステアリングについて説明したが、リサーキュレーティングボール式のパワーステアリングでも同様である。なお、ラック&ピニオン式パワーステアリングであれば、図15から明らかなように、スイッチA、Bとラックの移動方向の相互関係からも、正入力か外乱による逆入力かが判別できる。
また、上記のステアリング操舵角センサ44は、運転者の反応検出に用いられるステアリング操作検出センサ32と兼用することができる。
【0034】
図16は本実施例におけるとくに外乱に対する操作の対応度合判断の流れを示し、一部、追突防止ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ161において、外乱判別部64でステアリング回転方向およびスイッチA、Bの状態を読み込み監視し、ステップ162で車両への外乱入力があったかどうかがチェックされる。
ステップ162で外乱入力が認められたときには、ステップ163に進んで、操作の対応度合判断部46において、タイマカウンタが n=0 にリセットされ、ステップ164で n=n+1 により計時が開始される。
【0035】
そして、ステップ165で、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、ステアリングの修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。
修正操作が認められると、ステップ166に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
ステップ167においてカウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両への外乱に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ168で、追突防止ロジック部52において、感度を上げた検出ロジックとされる。これにより、車速センサ59と車間距離センサ51の信号から追突方向への動きが少し現われた時点で早期に警報が行なわれ、また自動ブレーキ駆動装置54の作動タイミングも早められる。
【0036】
ステップ167においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態で運転しているものとしてステップ169に進んで、追突防止ロジック部52における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
【0037】
この実施例では、外乱検出のためステアリング逆入力センサを用いたが、外乱検出にはこのほか、横Gセンサ83、ヨーレイトジャイロセンサ84、横風センサ85、あるいはロールセンサ86などが用いられる。それぞれの外乱に応じてステアリングやアクセル操作その他による修正操作が行なわれるのを上記のステップ145に準じてチェックすればよい。
【0038】
図17は、運転補助装置に適用した第3の実施例の全体構成を示す。この実施例では、走行車線からの逸脱のような車両の横方向の変化に対し警報を発するとともに、運転操作の状況から運転者の状態を判断し、必要時に自動走行モードとなる。
車両には、演算処理装置91、記憶装置92及びインタフェース回路93,94を備える制御コンピュータ90が搭載され、後述する各センサからの信号に基づいて所定の演算処理を実行し、その演算結果に応じて所定のアクチュエータを駆動制御する。
【0039】
制御コンピュータ90には、車両の走行速度を検出する車速センサ96,車両の向いている方向を検出する方位センサ97、車両前方の障害物を検出する障害物センサ98,アクセルセンサー99,ウインカースイッチ100,並びにステアリング操舵角センサ101が接続されていて、これら各センサからの信号がインタフェース回路93を介して制御コンピュータ90に読み込まれる。
また、制御コンピュータ90には、ステアリングアクチュエータ102のための駆動回路102a、スロットルアクチュエータ103用の駆動回路103a、ブレーキアクチュエータ104用の駆動回路104a、そしてLEDから構成された警報ランプ105がインターフェース回路94を介して接続されている。
【0040】
ステアリングアクチュエータ102は電動モータを備えて車両操舵系に接続され、操舵角を調整可能に構成されている。スロットルアクチュエータ103はエンジンスロットルバルブに連結されたステッピングモータなどを備え、エンジンへの燃料供給量を調整可能とされる。そしてブレーキアクチュエータ104はブレーキ系統のマスタシリンダの圧力を調整するピストンなどを備え、ブレーキ力を調整する。
制御コンピュータ90から駆動回路102aに指令信号が出力されることにより、車両の操舵角が制御され、駆動回路103aあるいは駆動回路104aに指令信号が出力されることにより、車速が制御される。
【0041】
車両にはさらに、車両前部に前方を撮影するテレビカメラ106が設置されている。 テレビカメラ106からの画像データは、画像処理装置107に入力され、撮影された画像の中から、路面に描かれている走行路案内線としての白線や黄線が抽出される。これらは以後白線で代表させる。画像処理装置107で処理抽出されたデータは、制御コンピュータ90からの指令信号に応じて作動する転送装置108を介して、制御コンピュータ90に転送される。
また、制御コンピュータ90の記憶装置92には、走行路の路線長、路線幅、車線数、交差点形状あるいは路線ネットワークなどの走行路情報と、車両の出発地点、目的地点および通過地点などからなる走行経路情報と、演算処理装置91で実行される処理のプログラムとが記憶され、さらに、演算処理の過程で求められる各種の数値が格納されている。
【0042】
図18および図19はそれぞれ画像処理装置107で処理された直線路および曲線路についての白線抽出画像(a)とその白線情報(b)を示す。白線情報は、位置情報(X,Y)と接線角情報θとして制御コンピュータ90に送られる。制御コンピュータ90では上記のXおよびθの値の変化に基づいて道路形状を判定する。曲線路では、基準点をより遠点P’に設定すると道路形状予測が容易となる。
この実施例においては、上記白線と車両との位置関係から把握される車線からの逸脱に対する運転者の反応によって運転者の状態が判断される。
【0043】
図20のフローチャートに車線逸脱検出の流れが示される。まずステップ171、172において、ステアリング操舵角センサ101からの信号が読み込まれ、ステアリング操舵角データが記憶装置92に記憶される。次いでステップ173、174でアクセルセンサ99からの信号が読み込まれ、アクセル操作量のデータが記憶装置92に記憶される。
【0044】
またステップ175、176においては、白線抽出画像において所定の基準点P位置における該基準点から白線までの距離Xが算出されて記憶される。なお、ここではXとして路肩の白線SL とセンターラインSR に対応してXL とXR が設定されている。
次にステップ177で、距離Xの前回サンプリングから今回サンプリングまでの間における変化分が算出されるとともに、ステップ178において、距離Xが所定時間単調に増加または減少しているかがチェックされる。
【0045】
単調変化しているときには、ステップ179に進み、先のステップ177で求められた変化分が所定値以上であるかどうかがチェックされる。この所定値M1は、図21に示されるように、車両の走行速度の関数として車速が大きいときには相対的に低い値とされて、早期に異常状態が抽出されるようになっている。
変化分が所定値M1以上のときは、ステップ180に進んでウインカスイッチ信号があるかチェックされる。
ウインカスイッチ信号がなく進路変更の意図が認められないときには、次のステップ181、182において、所定時間内のステアリング操舵とアクセル操作の量がチェックされ、それぞれ所定量M2、M3より小さいとき、ステップ183において要警報を示すフラグ1が立てられる。
【0046】
図22は、上の要警報フラグを基に行なわれる警報および自動走行のフローチャートを示す。
フラグ1が立つと、ステップ185〜187を経由して、ステップ188でカウンタがスタートする。そして、ステップ189で警報ランプ105が点滅されるとともに、ステップ193、194、195でブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作が行なわれたかが順次チェックされ、いずれの操作もない間、以上が繰り返される。
【0047】
そして、カウンタ値が所定値M4に達すると、ステップ187からステップ190に進み、カウンタがリセットされ、ステップ191でフラグ2が立てられるとともに、ステップ192で警報ランプ105が点滅から点灯状態となる。
このあと、前述と同様に順次ステップ193、194、195に進む。ここでブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、あるいはアクセル操作のいずれかが行なわれた場合には、ステップ196に進んで、警報ランプ105が消灯され、ステップ197において、フラグ1、フラグ2、およびカウンタがクリアされる。
【0048】
一方、警報ランプ105が点灯状態となった後もブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作のいずれもないときには、次のサイクルにおいて、すでにフラグ2が立っているからステップ186からステップ198に進み、自動走行モードに入る。
自動走行モードでは、走行車線からの逸脱に対して運転者が適切な対応をしていないから、制御コンピュータ90から制御指令が発せられ、必要な所定のアクチュエータが駆動制御される。
【0049】
自動走行モードに入った後も、ステップ193、194、195において、アクセルやブレーキの操作、ステアリング操舵がウォッチングされ、運転者のアクションがあれば、ステップ196、197を経て自動走行モードが解除されて、通常のマニュアル走行に戻される。
ステップ171〜183、185、186、187〜189、および192、198が、走行車線からの逸脱に対し警報を発するとともに自動走行モード可能の安全対応制御手段に当たる。このうちステップ175〜183は環境状態変化検出手段を兼ね、またステップ193〜195が運転者反応検出手段を構成し、そしてステップ187、190〜191が運転者の状態判断手段を構成している。
【0050】
これにより、従来のマニュアルスイッチによる切換え、あるいは単なる警報のみに終わって本来の役割が十分発揮されていなかった運転補助装置に対して、居眠りやわき見などで車線を逸脱しそうになるとき、車両の走行状況と運転者の状態に応じて、車両による自律的なコントロールへと切換わり、補助装置としてとくにその有効性が高められるという効果がある。また自動走行モードに移る前には所定期間警報ランプを点滅させ、その間に適切な修正操作があるときには運転者による走行が継続されるようになっているから、不意に自動走行に入って運転者に違和感を持たせることもないという利点を有する。
【0051】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、環境状態変化検出手段と運転者反応検出手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の状態を判断し、運転者の状態が異常であるときは安全対応制御手段の制御の感度レベルを変えるようにしたから、通常は安全対応制御手段における誤検出などを招かないため高い値に設定されたしきい値などにより検出されない運転者の異常状態を別途に検出して、これにより安全対応制御手段の感度レベルを変えて早期に警報が行なわれ、あるいは運転者の異常状態に応じて補助装置などによるさらに高度の安全対応措置が行なわれるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】発明の第1の実施例を示すブロック図である。
【図3】実施例のレイアウト図である。
【図4】実施例における操作の対応度合判断の流れを示すフローチャートである。
【図5】道路勾配センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図6】白線検知センサの構成を示す図である。
【図7】白線検知センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図8】第2の実施例を示すブロック図である。
【図9】ステアリング逆入力センサの構成を示す図である。
【図10】パワステアリングユニットを示す図である。
【図11】パワステアリングユニットを示す図である。
【図12】パワステアリングユニットを示す図である。
【図13】パワステアリングユニットを示す図である。
【図14】パワステアリングユニットを示す図である。
【図15】外乱の判別条件を示す図である。
【図16】第2の実施例における操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図17】第3の実施例を示すブロック図である。
【図18】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図19】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図20】車線逸脱検出の流れを示すフローチャートである。
【図21】車線逸脱検出に用いられる白線距離変化のしきい値例を示す図である。
【図22】警報および自動走行の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 環境状態変化検出手段
2 運転者反応検出手段
3 運転者の状態判断手段
4 安全対応制御手段
10 周囲環境測定装置
11 車間距離・障害物センサ
12 状態変化検出部
13 運転操作検出部
14 アクセル操作検出センサ
15 ブレーキ作動センサ
16 操作の対応度合判断部
17 白線検知センサ
17’ 側方距離センサ
18 道路勾配センサ
19 車速センサ
20 居眠り警報システム
21 ステアリングセンサ
22 居眠り検出ロジック部
23 警報器
30 CPU
32 ステアリング操作検出センサ
35 カメラ
36 画像処理装置
37 ウインカスイッチ
38 外乱検出部
39 ステアリング逆入力センサ
43 運転操作検出部
44 ステアリング操舵角センサ
46 操作の対応度合判断部
50 追突防止システム
51 車間距離センサ
52 追突防止ロジック部
53 警報器
54 自動ブレーキ駆動装置
59 車速センサ
60 ステアリングホイール
61 コラム部
62 パワステアリングユニット
63 コントロールバルブ
64 外乱判別部
65 オイルポンプ
66 オイルリザーバ
67 パワーシリンダ
68 ピストンのロッド
69 ラック
71 入力ポート
72 ドレンポート
73、74 出力ポート
75 バルブスプール
76 ステアリングシャフト
77 ピニオン
78 スプリング
79、80 リアクションプランジャ
81、82 プレート
83 横Gセンサ
84 ヨーレイトジャイロセンサ
85 横風センサ
86 ロールセンサ
90 制御コンピュータ
91 演算処理装置
92 記憶装置
93,94 インタフェース回路
96 車速センサ
97 方位センサ
98 障害物センサ
99 アクセルセンサ
100 ウインカースイッチ
101 ステアリング操舵角センサ
102 ステアリングアクチュエータ
102a 駆動回路
103 スロットルアクチュエータ
103a 駆動回路
104 ブレーキアクチュエータ
104a 駆動回路
105 警報ランプ
106 テレビカメラ
107 画像処理装置
108 転送装置
A、B スイッチ
【産業上の利用分野】
この発明は、車両の予防安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種予防安全装置としては、例えば特開昭59−153627号公報に記載されたような居眠り運転警報装置がある。
これは、ステアリングの無操舵状態が所定の時間以上継続した後にある角度より大きな操舵が行われたとき、それに引き続く所定の居眠りパターンが検出されると、居眠り状態と判断して警報手段を作動させるようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の予防安全装置においては、誤検出による運転者への煩雑さを避けるため、明らかに不適正と見られる操作の発生、あるいは相当程度危険な状態にならないと、警告すべき状態が検出されないという点で未だ不十分であった。
したがってこの発明は、上記従来の問題点に鑑み、居眠り運転警報装置その他の安全対応制御手段において、運転者の状態の変化をつかみ、運転者の状態に応じてその制御レベルを変えてより早期のあるいはより高度の的確な安全対応措置がとれるようにした車両用の予防安全装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、図1に示すように、車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段1と、運転者の反応を検出する運転者反応検出手段2と、前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段3と、安全対応制御手段4とを有し、該安全対応制御手段4が前記運転者の状態判断手段3の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されているものとした。
【0005】
【作用】
運転者の状態判断手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断して、安全対応制御手段の制御の感度レベルを変え、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるようにしたから、通常は安全対応制御手段は誤検出などを招かない感度レベルで作動するとともに、運転者が異常状態にあるときは高い感度レベルで早期に警報その他の安全対応措置が行なわれる。
【0006】
【実施例】
図2は、本発明を居眠り警報に適用した第1の実施例を示す。車間距離・障害物センサ11からなる周囲環境測定装置10とこれにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部12が設けられている。また、アクセル操作検出センサ14とブレーキ作動センサ15からなる運転操作検出部13が設けられ、状態変化検出部12とアクセル操作検出センサ14およびブレーキ作動センサ15の出力が操作の対応度合判断部16に入力される。
【0007】
居眠り警報システム20においてはステアリングセンサ21からの信号が居眠り検出ロジック部22に入力され、操舵パターンが基準パターンと比較されて、居眠り状態と判断されるとき警報器23に駆動出力が出される。ここで、操作の対応度合判断部16では、車間距離、障害物との距離の変化に対応するアクセルあるいはブレーキ操作状況から運転者が正常か異常かを判断し、その判断結果を居眠り検出ロジック部22に出力する。居眠り検出ロジック部22は操作の対応度合判断部16からの正常か異常かの判断結果に応じてその検出ロジックである基準パターンを変更する。
【0008】
図3は、実施例のレイアウト概要を示し、状態変化検出部と操作の対応度合判断部はCPU30により構成されている。
図4は実施例における操作の対応度合判断の流れを示し、一部、居眠り検出ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ101において自車両と前方の車両との車間距離または、前方障害物との距離が車間距離・障害物センサからなる周囲環境測定装置10により測定される。そしてステップ102で、状態変化検出部12が上記測定距離における変化状況を検出する。
【0009】
ステップ102で変化が認められたときには、ステップ103に進んで、変化を始めたときの車間距離の値が車間距離初期値D0 としてセットされる。
次にステップ104で、操作の対応度合判断部16において、タイマカウンタがn=0にリセットされ、ステップ105においてn=n+1により計時が開始される。 そして、ステップ106で、D1 に現在の車間距離がセットされたうえ、ステップ107において車間距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
【0010】
変化量D0 −D1 が所定値より大きいときは、ステップ108に進んで、D0 がD1 の値に更新される。このあとステップ109において、アクセル操作検出センサ14およびブレーキ作動センサ15からの信号が読み込まれ、アクセルあるいはブレーキ操作が行なわれたかどうかがチェックされる。測定距離における変化状況に対応してアクセルあるいはブレーキが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作によってアクセル開度またはブレーキに変化があると、ステップ110に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
【0011】
ステップ111において、カウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両の周辺環境の変化に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ112で、居眠り検出ロジック部において、感度を上げた検出ロジックとされる。
これにより、操舵パターンが正常者の平均的なパターンからわずかにずれてきた時点で、居眠り警報システムにおいて速やかに警報が行なわれる。
【0012】
ステップ111においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態にあると判断され、意識的に操舵されているものとしてステップ113に進んで、居眠り検出ロジック部22における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
一方、ステップ107の比較において車間距離の変化量D0 −D1 が所定値以下のときには、ステップ114でタイマカウンタがクリアされ、ステップ101に戻る。
【0013】
この実施例によれば、環境の変化に対する運転者の操作対応が正常であるときは居眠り運転検出の感度が下げられ、これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止されるとともに、運転者が異常状態にあるときは感度が上げられ、早期に居眠り警報が行なわれる。
【0014】
上記実施例では、車両の環境状態の変化を検出するのに、車間距離・障害物センサ11からなる周囲環境測定装置10と、これにより測定された前方車両あるいは障害物までの距離の変化を検出する状態変化検出部12とを用いたが、周囲環境測定装置10としては、このほか道路の白線検知センサ17、側方距離センサ17’、あるいは道路勾配センサ18、車速センサ19などを用いることができる。
【0015】
例えば道路勾配センサ18と車速センサ19を用いるときには、図5に示すフローチャートのように、ステップ121で車速および道路勾配が測定され、続いてステップ122において、その勾配変化と該勾配変化に伴う車速の変化がチェックされる。ここで、勾配変化に伴う車速変化が認められるとステップ123において、変化を始めたときの車速値が車速初期値V0 としてセットされる。
そしてステップ124で、タイマカウンタがリセットされ、カウントが開始される。ステップ129では、登坂路に入ったときさらにエンジン出力を上げるためにアクセル開度が増大したか、また下り坂では車速増大に対してブレーキが踏まれたかがチェックされる。その他のステップは図4に示されたものと同様である。
【0016】
また、周囲環境測定装置10として白線検知センサ17や側方距離センサ17’が用いられるときには、運転操作検出部13にステアリング操作検出センサ32を含めて、例えば車両が道路ガードレールに寄っているのにハンドル操作がなく修正が行なわれない場合やその修正操作が遅れる状態をも上記と同様にして検出対象とすることができる。
【0017】
なお、白線検知センサ17は、具体的には図6のように、車両前方を撮影するカメラ35と、その画像信号を処理して前方道路のセンターライン、路肩白線を検出し、車両とこれら白線との間隔を演算する画像処理装置36とから構成される。そして操作の対応度合判断の参照情報を得るためウインカスイッチ37の信号が用いられる。
【0018】
この場合の操作の対応度合判断の流れは図7に示される。
まず、ステップ141においてウインカスイッチ37の状態が読み込まれ、ステップ142で意識的な進路変更を示すウインカスイッチ信号が出力されているかどうかがチェックされる。
ステップ142でウインカスイッチ信号がないときはステップ143に進んで、白線と車両の間隔が変化してあらかじめ設定された所定値より小さくなったかがチェックされる。小さくなっているときは、ステップ144に進んで、変化を始めたときの白線との間隔の値が白線距離初期値L0 としてセットされる。
【0019】
次にステップ145で、操作の対応度合判断部16において、タイマカウンタがn=0にリセットされ、ステップ146においてn=n+1により計時が開始される。 そして、ステップ147で、L1 に現在の白線距離がセットされたうえ、ステップ148において白線距離の変化量が予め設定された所定値と比較される。
変化量L0 −L1 が所定値より大きいときは、ステップ149に進んで、L0 がL1 の値に更新される。
【0020】
このあとステップ150において、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、白線から離れる方向の修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。白線距離における変化状況に対応してステアリングが操作されるまではカウンタの計時が継続され、操作があるとステップ151に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
その他ステップ152〜155は図4におけるステップ111〜114と同じである。
なお、この場合には、居眠り警報システムにおけるステアリングセンサでステアリング操作検出センサを兼ねさせてもよい。
側方距離センサを用いる場合も流れは同様である。
【0021】
次に図8は、追突防止に適用した第2の実施例を示す。車両の環境状態の変化を検出するため、周囲環境測定装置10に加え、ステアリング逆入力センサ39からなる外乱検出部38が設けられている。
周囲環境測定装置10としては前実施例と同じく、車間距離・障害物センサ11や白線検知センサ17、側方距離センサ17’、道路勾配センサ18、車速センサ19などが用いられる。
また運転者の反応検出のため、アクセル操作検出センサ14、ブレーキ作動センサ15、ならびにステアリング操作検出センサ32、ステアリング操舵角センサ44からなる運転操作検出部43が設けられ、周囲環境測定装置10に接続された状態変化検出部12と外乱検出部38ならびに運転操作検出部43の出力が操作の対応度合判断部46に入力される。
【0022】
追突防止システム50においては車速センサ59と車間距離センサ51からの信号が追突防止ロジック部52に入力され、ロジックとしての車間距離と走行速度の関係を示す基準パターンと比較されて、接近の恐れありと判断されるとき警報器53に駆動出力が出され、あるいは緊急を要するとき自動ブレーキ駆動装置54が作動される。
【0023】
ここで、操作の対応度合判断部46では、前実施例と同様に、周囲環境測定装置10により検出された周囲環境の変化に対するアクセル操作、ブレーキ作動あるいはステアリング操作の対応度合によって運転者が正常か異常かが判断されるとともに、外乱であるステアリング逆入力に対するステアリングの修正操作状況によっても運転者が正常か異常かが判断され、その判断結果が追突防止ロジック部52に出力される。
追突防止ロジック部52は操作の対応度合判断部からの正常か異常かの判断結果に応じてその警報ロジックを変更する。
【0024】
図9、はとくにステアリング逆入力センサ39のレイアウト、およびその構成を示す。
ステアリングのコラム部61にステアリング操舵角センサ44が設けられ、パワステアリングユニット62の油路のコントロールバルブ63にスイッチA、スイッチBが設けられている。ステアリング操舵角センサ44およびスイッチA、Bの出力が外乱判別部64に入力され、ここで後述する条件の成立をチェックすることによりステアリング逆入力を検出し、外乱信号が出力される。
【0025】
次に、ステアリング逆入力の検出を、パワステアリングユニット62を示す図10〜図14および判別条件を示す図15に基づいて説明する。
パワステアリングユニットのコントロールバルブ63は、オイルポンプ65側に接続された入力ポート71と、オイルリザーバ66に接続されたドレンポート72、およびパワーシリンダ67の左右の室にそれぞれ接続された出力ポート73、74を備え、バルブスプール75の軸方向変位に応じて各ポート間の接続が切り替えられるようになっている。パワーシリンダ67内を摺動するピストンのロッド68はステアリングロッドに連結される。
【0026】
ピストンのロッド68はステアリングホイール60と連結されたステアリングシャフト76のピニオン77と噛み合うはす歯ラック69を有し、ステアリングシャフトの回転に伴なって左右変位する。
このときステアリングシャフト76はラック69とのはす歯による噛み合いの反力により、軸方向の力を受け、ステアリングシャフト76に結合されたバルブスプール75が軸方向に変位する。これにより、各ポートが切り替えられ、ステアリング操舵時パワーシリンダ67が作動して補助操舵力(アシスト力)が与えられる。
【0027】
コントロールバルブ63にはさらにバルブスプール75部にそって、スプリング78によって互いに離反方向に付勢された上下のリアクションプランジャ79、80が設けられている。リアクションプランジャ79、80は、バルブスプール75の両端に取り付けられたプレート81、82と協働して、操舵力が加わっていないときバルブスプール75を中立位置に保持する。操舵力が加わったときにはステアリングシャフト76とともに変位するバルブスプール75に当接して、スプリング付勢力に抗して変位する。前記のスイッチA、Bがリアクションプランジャ79または80の変位によってオン・オフするように設けられている。
【0028】
図10は、運転者がステアリング操作を行なっていない状態で、かつ、ステアリングホイール60への外乱もない場合を表している。このときオイルポンプ65からの油圧は、コントロールバルブ63を矢印方向に流れ、パワーシリンダ67の油圧は、図中左右方向で釣り合っている。
スイッチA、スイッチBはリアクションプランジャ79、80に押され、両スイッチは閉じている。
【0029】
図11は運転者がステアリングホイール60を右方向に操舵している場合を示す。 このときステアリングシャフト76の回転はピニオン77からラック69へ伝達され、このラック69の動きにより、車輪が転舵される。また同時にこのピニオン77とラック69の噛み合いにより図中上方へのスラスト力が発生し、リアクションプラジャ80の復元力に打ち勝ち、バルブスプール75を上方へ移動させる。
このバルブスプール75の変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ67からは図中右から左方向へのアシスト力(=右転舵方向)が作用する。このときのリアクションプランジャ80の変位により、スイッチBがオフとなる。
【0030】
図12は、運転者がステアリングホイール60を左方向に操舵している場合を示し、上記図11とは逆方向の作動によりスイッチAがオフとなる。
図13は、路面の凹凸等によりラック69を左から右方向へ押す外乱がステアリング系統に入った場合を示す。この外乱はステアリングホイール60を左方向に回転させる。
ラック69を図中左から右方向へ押す力は、ラックからピニオン77に伝達され、ステアリングシャフト76を左方向に回転させる。また同時にこのピニオン77とラック69の噛み合いにより、上方へのスラスト力が発生し、リアクションプランジャ80の復元力に打ちかち、バルブスプール75を上方へ変位させる。
このバルブスプールの変位により油路が切り換わり、パワーシリンダ67には外乱によるラック69の動きを妨げようとする図中右から左への力が発生する。このときのリアクションプランジャ80の変位によりスイッチBがオフとなる。
【0031】
図14は外乱によりラック69が右から左へ押される場合、すなわちステアリングホイール60が右方向に回転される場合を示し、上記図13とは逆方向の作動によりスイッチAがオフとなる。
運転者による操舵のほか、外乱を受けたときのステアリングホイール60の回転方向はステアリング操舵角センサ44によって検出される。
【0032】
以上から、外乱の有無、ステアリングホイールの回転方向、並びに各スイッチの状態の関係などが、図15のように示される。
すなわち、ステアリングホイール60の回転方向が同じ右方向であっても、運転者による正入力によるときはスイッチAオン、スイッチBオフで、外乱による逆入力によるときは、スイッチAオフ、スイッチBオンとなり、スイッチA、Bの状態が逆となる。
したがって、外乱判別部64では、ステアリング60の回転方向とスイッチA、スイッチBの相互関係から、運転者による正入力か外乱による逆入力かが判別される。
【0033】
ラック&ピニオン式パワーステアリングについて説明したが、リサーキュレーティングボール式のパワーステアリングでも同様である。なお、ラック&ピニオン式パワーステアリングであれば、図15から明らかなように、スイッチA、Bとラックの移動方向の相互関係からも、正入力か外乱による逆入力かが判別できる。
また、上記のステアリング操舵角センサ44は、運転者の反応検出に用いられるステアリング操作検出センサ32と兼用することができる。
【0034】
図16は本実施例におけるとくに外乱に対する操作の対応度合判断の流れを示し、一部、追突防止ロジック部におけるロジック変更を含む。
まず、ステップ161において、外乱判別部64でステアリング回転方向およびスイッチA、Bの状態を読み込み監視し、ステップ162で車両への外乱入力があったかどうかがチェックされる。
ステップ162で外乱入力が認められたときには、ステップ163に進んで、操作の対応度合判断部46において、タイマカウンタが n=0 にリセットされ、ステップ164で n=n+1 により計時が開始される。
【0035】
そして、ステップ165で、ステアリング操作検出センサからの信号が読み込まれ、ステアリングの修正操作が行なわれたかどうかがチェックされる。
修正操作が認められると、ステップ166に進み、タイマカウンタの計時がストップされる。
ステップ167においてカウンタ値が所定の設定値と比較され、カウンタ値が設定値より大きいときには、車両への外乱に対する対応が遅れており、運転者は異常状態にあると判断される。この場合には、ステップ168で、追突防止ロジック部52において、感度を上げた検出ロジックとされる。これにより、車速センサ59と車間距離センサ51の信号から追突方向への動きが少し現われた時点で早期に警報が行なわれ、また自動ブレーキ駆動装置54の作動タイミングも早められる。
【0036】
ステップ167においてカウンタ値が設定値以下のときには、運転者は正常状態で運転しているものとしてステップ169に進んで、追突防止ロジック部52における感度が下げられる。これにより、無用に誤警報が発せられるのが防止される。
【0037】
この実施例では、外乱検出のためステアリング逆入力センサを用いたが、外乱検出にはこのほか、横Gセンサ83、ヨーレイトジャイロセンサ84、横風センサ85、あるいはロールセンサ86などが用いられる。それぞれの外乱に応じてステアリングやアクセル操作その他による修正操作が行なわれるのを上記のステップ145に準じてチェックすればよい。
【0038】
図17は、運転補助装置に適用した第3の実施例の全体構成を示す。この実施例では、走行車線からの逸脱のような車両の横方向の変化に対し警報を発するとともに、運転操作の状況から運転者の状態を判断し、必要時に自動走行モードとなる。
車両には、演算処理装置91、記憶装置92及びインタフェース回路93,94を備える制御コンピュータ90が搭載され、後述する各センサからの信号に基づいて所定の演算処理を実行し、その演算結果に応じて所定のアクチュエータを駆動制御する。
【0039】
制御コンピュータ90には、車両の走行速度を検出する車速センサ96,車両の向いている方向を検出する方位センサ97、車両前方の障害物を検出する障害物センサ98,アクセルセンサー99,ウインカースイッチ100,並びにステアリング操舵角センサ101が接続されていて、これら各センサからの信号がインタフェース回路93を介して制御コンピュータ90に読み込まれる。
また、制御コンピュータ90には、ステアリングアクチュエータ102のための駆動回路102a、スロットルアクチュエータ103用の駆動回路103a、ブレーキアクチュエータ104用の駆動回路104a、そしてLEDから構成された警報ランプ105がインターフェース回路94を介して接続されている。
【0040】
ステアリングアクチュエータ102は電動モータを備えて車両操舵系に接続され、操舵角を調整可能に構成されている。スロットルアクチュエータ103はエンジンスロットルバルブに連結されたステッピングモータなどを備え、エンジンへの燃料供給量を調整可能とされる。そしてブレーキアクチュエータ104はブレーキ系統のマスタシリンダの圧力を調整するピストンなどを備え、ブレーキ力を調整する。
制御コンピュータ90から駆動回路102aに指令信号が出力されることにより、車両の操舵角が制御され、駆動回路103aあるいは駆動回路104aに指令信号が出力されることにより、車速が制御される。
【0041】
車両にはさらに、車両前部に前方を撮影するテレビカメラ106が設置されている。 テレビカメラ106からの画像データは、画像処理装置107に入力され、撮影された画像の中から、路面に描かれている走行路案内線としての白線や黄線が抽出される。これらは以後白線で代表させる。画像処理装置107で処理抽出されたデータは、制御コンピュータ90からの指令信号に応じて作動する転送装置108を介して、制御コンピュータ90に転送される。
また、制御コンピュータ90の記憶装置92には、走行路の路線長、路線幅、車線数、交差点形状あるいは路線ネットワークなどの走行路情報と、車両の出発地点、目的地点および通過地点などからなる走行経路情報と、演算処理装置91で実行される処理のプログラムとが記憶され、さらに、演算処理の過程で求められる各種の数値が格納されている。
【0042】
図18および図19はそれぞれ画像処理装置107で処理された直線路および曲線路についての白線抽出画像(a)とその白線情報(b)を示す。白線情報は、位置情報(X,Y)と接線角情報θとして制御コンピュータ90に送られる。制御コンピュータ90では上記のXおよびθの値の変化に基づいて道路形状を判定する。曲線路では、基準点をより遠点P’に設定すると道路形状予測が容易となる。
この実施例においては、上記白線と車両との位置関係から把握される車線からの逸脱に対する運転者の反応によって運転者の状態が判断される。
【0043】
図20のフローチャートに車線逸脱検出の流れが示される。まずステップ171、172において、ステアリング操舵角センサ101からの信号が読み込まれ、ステアリング操舵角データが記憶装置92に記憶される。次いでステップ173、174でアクセルセンサ99からの信号が読み込まれ、アクセル操作量のデータが記憶装置92に記憶される。
【0044】
またステップ175、176においては、白線抽出画像において所定の基準点P位置における該基準点から白線までの距離Xが算出されて記憶される。なお、ここではXとして路肩の白線SL とセンターラインSR に対応してXL とXR が設定されている。
次にステップ177で、距離Xの前回サンプリングから今回サンプリングまでの間における変化分が算出されるとともに、ステップ178において、距離Xが所定時間単調に増加または減少しているかがチェックされる。
【0045】
単調変化しているときには、ステップ179に進み、先のステップ177で求められた変化分が所定値以上であるかどうかがチェックされる。この所定値M1は、図21に示されるように、車両の走行速度の関数として車速が大きいときには相対的に低い値とされて、早期に異常状態が抽出されるようになっている。
変化分が所定値M1以上のときは、ステップ180に進んでウインカスイッチ信号があるかチェックされる。
ウインカスイッチ信号がなく進路変更の意図が認められないときには、次のステップ181、182において、所定時間内のステアリング操舵とアクセル操作の量がチェックされ、それぞれ所定量M2、M3より小さいとき、ステップ183において要警報を示すフラグ1が立てられる。
【0046】
図22は、上の要警報フラグを基に行なわれる警報および自動走行のフローチャートを示す。
フラグ1が立つと、ステップ185〜187を経由して、ステップ188でカウンタがスタートする。そして、ステップ189で警報ランプ105が点滅されるとともに、ステップ193、194、195でブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作が行なわれたかが順次チェックされ、いずれの操作もない間、以上が繰り返される。
【0047】
そして、カウンタ値が所定値M4に達すると、ステップ187からステップ190に進み、カウンタがリセットされ、ステップ191でフラグ2が立てられるとともに、ステップ192で警報ランプ105が点滅から点灯状態となる。
このあと、前述と同様に順次ステップ193、194、195に進む。ここでブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、あるいはアクセル操作のいずれかが行なわれた場合には、ステップ196に進んで、警報ランプ105が消灯され、ステップ197において、フラグ1、フラグ2、およびカウンタがクリアされる。
【0048】
一方、警報ランプ105が点灯状態となった後もブレーキ操作、所定量を超すステアリング操舵、およびアクセル操作のいずれもないときには、次のサイクルにおいて、すでにフラグ2が立っているからステップ186からステップ198に進み、自動走行モードに入る。
自動走行モードでは、走行車線からの逸脱に対して運転者が適切な対応をしていないから、制御コンピュータ90から制御指令が発せられ、必要な所定のアクチュエータが駆動制御される。
【0049】
自動走行モードに入った後も、ステップ193、194、195において、アクセルやブレーキの操作、ステアリング操舵がウォッチングされ、運転者のアクションがあれば、ステップ196、197を経て自動走行モードが解除されて、通常のマニュアル走行に戻される。
ステップ171〜183、185、186、187〜189、および192、198が、走行車線からの逸脱に対し警報を発するとともに自動走行モード可能の安全対応制御手段に当たる。このうちステップ175〜183は環境状態変化検出手段を兼ね、またステップ193〜195が運転者反応検出手段を構成し、そしてステップ187、190〜191が運転者の状態判断手段を構成している。
【0050】
これにより、従来のマニュアルスイッチによる切換え、あるいは単なる警報のみに終わって本来の役割が十分発揮されていなかった運転補助装置に対して、居眠りやわき見などで車線を逸脱しそうになるとき、車両の走行状況と運転者の状態に応じて、車両による自律的なコントロールへと切換わり、補助装置としてとくにその有効性が高められるという効果がある。また自動走行モードに移る前には所定期間警報ランプを点滅させ、その間に適切な修正操作があるときには運転者による走行が継続されるようになっているから、不意に自動走行に入って運転者に違和感を持たせることもないという利点を有する。
【0051】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、環境状態変化検出手段と運転者反応検出手段を設け、環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の状態を判断し、運転者の状態が異常であるときは安全対応制御手段の制御の感度レベルを変えるようにしたから、通常は安全対応制御手段における誤検出などを招かないため高い値に設定されたしきい値などにより検出されない運転者の異常状態を別途に検出して、これにより安全対応制御手段の感度レベルを変えて早期に警報が行なわれ、あるいは運転者の異常状態に応じて補助装置などによるさらに高度の安全対応措置が行なわれるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】発明の第1の実施例を示すブロック図である。
【図3】実施例のレイアウト図である。
【図4】実施例における操作の対応度合判断の流れを示すフローチャートである。
【図5】道路勾配センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図6】白線検知センサの構成を示す図である。
【図7】白線検知センサを用いたときの操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図8】第2の実施例を示すブロック図である。
【図9】ステアリング逆入力センサの構成を示す図である。
【図10】パワステアリングユニットを示す図である。
【図11】パワステアリングユニットを示す図である。
【図12】パワステアリングユニットを示す図である。
【図13】パワステアリングユニットを示す図である。
【図14】パワステアリングユニットを示す図である。
【図15】外乱の判別条件を示す図である。
【図16】第2の実施例における操作の対応度合判断のフローチャートである。
【図17】第3の実施例を示すブロック図である。
【図18】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図19】画像処理装置による白線抽出画像とその白線情報を示す図である。
【図20】車線逸脱検出の流れを示すフローチャートである。
【図21】車線逸脱検出に用いられる白線距離変化のしきい値例を示す図である。
【図22】警報および自動走行の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 環境状態変化検出手段
2 運転者反応検出手段
3 運転者の状態判断手段
4 安全対応制御手段
10 周囲環境測定装置
11 車間距離・障害物センサ
12 状態変化検出部
13 運転操作検出部
14 アクセル操作検出センサ
15 ブレーキ作動センサ
16 操作の対応度合判断部
17 白線検知センサ
17’ 側方距離センサ
18 道路勾配センサ
19 車速センサ
20 居眠り警報システム
21 ステアリングセンサ
22 居眠り検出ロジック部
23 警報器
30 CPU
32 ステアリング操作検出センサ
35 カメラ
36 画像処理装置
37 ウインカスイッチ
38 外乱検出部
39 ステアリング逆入力センサ
43 運転操作検出部
44 ステアリング操舵角センサ
46 操作の対応度合判断部
50 追突防止システム
51 車間距離センサ
52 追突防止ロジック部
53 警報器
54 自動ブレーキ駆動装置
59 車速センサ
60 ステアリングホイール
61 コラム部
62 パワステアリングユニット
63 コントロールバルブ
64 外乱判別部
65 オイルポンプ
66 オイルリザーバ
67 パワーシリンダ
68 ピストンのロッド
69 ラック
71 入力ポート
72 ドレンポート
73、74 出力ポート
75 バルブスプール
76 ステアリングシャフト
77 ピニオン
78 スプリング
79、80 リアクションプランジャ
81、82 プレート
83 横Gセンサ
84 ヨーレイトジャイロセンサ
85 横風センサ
86 ロールセンサ
90 制御コンピュータ
91 演算処理装置
92 記憶装置
93,94 インタフェース回路
96 車速センサ
97 方位センサ
98 障害物センサ
99 アクセルセンサ
100 ウインカースイッチ
101 ステアリング操舵角センサ
102 ステアリングアクチュエータ
102a 駆動回路
103 スロットルアクチュエータ
103a 駆動回路
104 ブレーキアクチュエータ
104a 駆動回路
105 警報ランプ
106 テレビカメラ
107 画像処理装置
108 転送装置
A、B スイッチ
Claims (9)
- 車両の走行環境状態の変化を検出する環境状態変化検出手段と、
運転者の反応を検出する運転者反応検出手段と、
前記両手段からの信号を得て環境状態の変化に対する運転者の反応度合から運転者の異常状態を判断する運転者の状態判断手段と、
安全対応制御手段とを有し、
該安全対応制御手段が前記運転者の状態判断手段の出力に基づき、その制御の感度レベルを可変とし、運転者が異常であると判断したときは正常であると判断したときより感度を上げるよう構成されていることを特徴とする車両の予防安全装置。 - 前記安全対応制御手段が警報手段を含み、前記制御レベルが警報レベルであることを特徴とする請求項1記載の車両の予防安全装置。
- 前記安全対応制御手段が運転操作の補助手段を含み、前記制御レベルが前記補助手段の駆動の有無であることを特徴とする請求項1記載の車両の予防安全装置。
- 前記環境状態変化検出手段が車両の周囲環境状態の変化を検出するものであることを特徴とする請求項1、2または3のいずれか1に記載の車両の予防安全装置。
- 前記車両の周囲環境状態が車間距離、道路白線と車両との間隔、または道路勾配であることを特徴とする請求項4記載の車両の予防安全装置。
- 前記環境状態変化検出手段が車両に対する外乱を検出するものであることを特徴とする請求項1、2または3のいずれか1に記載の車両の予防安全装置。
- 前記外乱がステアリング逆入力であることを特徴とする請求項6記載の車両の予防安全装置。
- 前記運転者反応検出手段が、ステアリング操作検出センサ、アクセル操作検出センサ、またはブレーキ作動センサを含むことを特徴とする請求項1、2、3、4または5のいずれか1に記載の車両の予防安全装置。
- 前記運転者反応検出手段が、ステアリング操舵角センサを含むことを特徴とする請求項6または7記載の車両の予防安全装置。
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