JP3760827B2

JP3760827B2 - 車線逸脱防止装置

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Publication number: JP3760827B2
Application number: JP2001304139A
Authority: JP
Inventors: 真次松本; 原平内藤; 智田家; 弘之吉沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: EP1298021A1; JP2003104091A; EP1298021B1; US6708098B2; DE60207800D1; DE60207800T2; US20030062769A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１１−９６４９７号公報に記載されるものがある。この車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、このように各車輪の制駆動力を制御して車線逸脱防止装置を構成しようとしたとき、この制駆動力制御によるヨーモーメントと実際の操舵によるヨーモーメントとが同一方向に作用すると、違和感がある。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、制駆動力を制御して車線逸脱を防止するにあたり、操舵によるヨーモーメントが制駆動力制御によるヨーモーメントと同一方向に作用しても違和感のない車線逸脱防止装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に係る車線逸脱防止装置は、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、前記逸脱判断手段で自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に応じて、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、前記制駆動力制御量算出手段で算出された制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、操舵の状態量を検出する操舵状態量検出手段とを備え、前記制駆動力制御量算出手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量に基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正する制駆動力制御量補正手段とを備え、前記操舵状態量検出手段は、前記操舵状態量として操舵速度を検出し、前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量が自車両の走行車線からの逸脱を抑制する方向であるとき、前記各車輪の制駆動力制御量によって発生するヨーモーメントと前記操舵状態量によって発生するヨーモーメントとの作用によって適正な車線逸脱防止制御が行われるように、操舵速度が大きいほど前記走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項１の発明において、前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量が、自車両の走行車線からの逸脱を抑制するものであって、前記操舵速度が所定値より大きいとき、当該操舵速度が大きいほど前記走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項３に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントに応じて前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項４に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記制駆動力制御量算出手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差から目標ヨーモーメントを算出し、この目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項５に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項４の発明において、前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントを前記制駆動力制御量算出手段で算出された目標ヨーモーメントから減じて目標ヨーモーメントを補正し、この補正された目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項６に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項１乃至５の何れかの発明において、前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項７に係る車線逸脱防止装置は、前記請求項１乃至６の何れかの発明において、前記逸脱判断手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が横変位限界値以上となったときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判断することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車線逸脱防止装置によれば、車線逸脱傾向が検出されると、検出された走行状態に応じて、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出し、その算出された制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御すると共に、検出された操舵状態量に基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正する構成としたため、操舵によるヨーモーメントと制駆動力制御によるヨーモーメントとが同一方向に作用するときには制駆動力制御によるヨーモーメントを小さくするように補正することにより、違和感のない車線逸脱防止制御が可能となる。
【００１２】
また、検出された操舵状態量が、自車両の走行車線からの逸脱を抑制する方向であるとき、前記各車輪の制駆動力制御量によって発生するヨーモーメントと前記操舵状態量によって発生するヨーモーメントとの作用によって適正な車線逸脱防止制御が行われるように、操舵速度が大きいほど走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように各車輪の制駆動力制御量を補正する構成としたため、操舵によるヨーモーメントと制駆動力制御によるヨーモーメントとが同一方向に作用するときにも違和感のない車線逸脱防止制御を行うことができる。
また、本発明のうち請求項２に係る車線逸脱防止装置によれば、検出された操舵状態量が、自車両の走行車線からの逸脱を抑制するものであって、操舵速度が所定値より大きいとき、操舵速度が大きいほど走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように各車輪の制駆動力制御量を補正する構成としたため、運転者が車線逸脱を抑制すべく操舵している場合により違和感のない車線逸脱防止制御を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項３に係る車線逸脱防止装置によれば、検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントに応じて各車輪の制駆動力制御量を補正する構成としたため、操舵によるヨーモーメントを制駆動力制御による車線逸脱防止制御に反映させ、より確実に違和感のない車線逸脱防止制御を行うことができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項４に係る車線逸脱防止装置によれば、検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差から目標ヨーモーメントを算出し、この目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出する構成としたため、将来の自車両の車線逸脱傾向の大きさに応じて目標ヨーモーメントを算出し、これに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することにより、車線逸脱傾向を適切に回避することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項５に係る車線逸脱防止装置によれば、検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントを算出された目標ヨーモーメントから減じて目標ヨーモーメントを補正し、この補正された目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正する構成としたため、操舵によるヨーモーメントを制駆動力制御による車線逸脱防止制御により的確に反映させ、より一層確実に違和感のない車線逸脱防止制御を行うことができる。
【００１６】
また、本発明のうち請求項６に係る車線逸脱防止装置によれば、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できるようにしたため、左右輪の制動力を個別に制御して車両に発生するヨーモーメントを、車線逸脱回避方向への目標ヨーモーメントに一致させて車線逸脱傾向を回避することができる。
また、本発明のうち請求項７に係る車線逸脱防止装置によれば、検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が横変位限界値以上となったときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判断する構成としたため、将来の自車両の車線逸脱傾向を的確に判断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【００１８】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００１９】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００２０】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００２１】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。
【００２２】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ' を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐ_mを検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖｗ_i（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴｗも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ' や横加速度Ｙｇ、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値となる。
【００２３】
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００２４】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記各センサやコントローラ、コントロールユニットからの各種データを読込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、ヨーレートφ' 、各車輪速度Ｖｗ_i、アクセル開度Ａｃｃ、マスタシリンダ圧Ｐ_m、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴｗ、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを読込む。
【００２５】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ各車輪速度Ｖｗ_iのうち、非駆動輪である前左右輪速度Ｖｗ_FL、Ｖｗ_FRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記１式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００２６】
ＸＳ＝Ｔｔ×Ｖ×（φ＋Ｔｔ×Ｖ×β）＋Ｘ ……… (1)
ここで、Ｔｔは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔｔに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔｔ後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００２７】
次にステップＳ４に移行して、旋回状態の判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだ横加速度Ｘｇの絶対値が正値の所定値Ｘｇ₀以上であるときに急旋回状態であると判断し、車両不安定フラグＦ_CSをセットする。また、急旋回状態でないときには車両不安定フラグＦ_CSはリセットする。なお、これに付加して、前記ステップＳ１で読込んだヨーレートφ' と、自車両の走行速度Ｖ及び操舵角δから求まる目標ヨーレートとを比較して、自車両のステア状態、所謂オーバステアかアンダステアかの判定を行い、それらの判定結果を考慮して車両不安定フラグＦ_CSを設定するようにしてもよい。
【００２８】
次にステップＳ５に移行して、車線変更をしているか否かという運転者の意図判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだ操舵角δ及び方向指示スイッチの少なくとも何れか一方から判定される自車両の進行方向（左右方向）と、前記ステップＳ３で算出された推定横変位ＸＳの符号（左方向が正）から判定される自車両の進行方向とが一致するときには、意図的な車線変更であると判断して車線変更判断フラグＦ_LCをセットする。また、両者が一致しないときには車線変更判断フラグＦ_LCはリセット状態とする。
【００２９】
次にステップＳ６に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記ステップＳ１で読込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ₀の半分値を減じた横変位限界値Ｘ_C以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとする。なお、前記推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜と横変位限界値Ｘ_Cとの間には若干の余裕値を持たせてもよい。また、警報のハンチングを防止するために閾値にヒステリシスを設けてもよい。
【００３０】
次にステップＳ７に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ６と同様に、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値Ｘ_C以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦ_LDをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦ_LDをリセット状態とする。但し、前記ステップＳ４で設定した車両不安定フラグＦ_C _Sがセット状態にあるとき、或いは前記ステップＳ５で設定した車線変更判断フラグＦ_LCがセット状態にあるときには、車線逸脱防止制御を行わないので、これらの場合には、前記将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が横変位限界値Ｘ_C以上であっても逸脱判断フラグＦ_LDをリセット状態とする。
【００３１】
次にステップＳ８に移行して、目標ヨーモーメント基準値を算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦ_LDがセットされているときにだけ目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0を設定するので、当該逸脱判断フラグＦ_LDがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ₁と、図３に示す車両走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ₂と、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと、前記横変位限界値Ｘ_Cとを用いて、下記２式に従って目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0を算出する。
【００３２】
Ｍ_S0＝−Ｋ₁×Ｋ₂×（ＸＳ−Ｘ_C） ……… (2)
なお、前記逸脱判断フラグＦ_LDがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0は“０”とする。
次にステップＳ１０に移行して、目標ヨーモーメントの補正を行う。具体的には、図４の制御マップに従って、前記ステップＳ１で読込んだ操舵角δの微分値、即ち操舵速度ｄδに応じた補正係数Ｋｄｄを算出設定し、その補正係数Ｋｄｄを前記ステップＳ８で算出した目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0に乗じて目標ヨーモーメントＭ_Sを算出する。ここで、前記補正係数Ｋｄｄを算出設定するための制御マップは、自車両が左方向に逸脱しようとしている（図４ａ）か、右方向に逸脱しようとしている（図４ｂ）かに応じて変わる。即ち、左方向に逸脱しようとしているときには、図４ａに示すように、操舵速度ｄδが比較的絶対値の小さい負の第２の所定値（−ｄδ₂）以上の領域、つまり現状維持或いは現状から更に左操舵しているときには補正係数Ｋｄｄは“１”一定であり、操舵速度ｄδが比較的絶対値の大きい負の第１の所定値（−ｄδ₁）以下の領域、つまり現状から速やかに右操舵しているときには補正係数Ｋｄｄは“０”一定であり、前記負の第２の所定値（−ｄδ₂）から負の第１の所定値（−ｄδ₁）までの領域では、操舵速度ｄδの減少と共に補正係数Ｋｄｄがリニアに小さくなるように設定されている。一方、右方向に逸脱しようとしているときには、図４ｂに示すように、操舵速度ｄδが比較的絶対値の小さい正の第２の所定値ｄδ₂以上の領域、つまり現状維持或いは現状から更に右操舵しているときには補正係数Ｋｄｄは“１”一定であり、操舵速度ｄδが比較的絶対値の大きい正の第１の所定値ｄδ₁以下の領域、つまり現状から速やかに左操舵しているときには補正係数Ｋｄｄは“０”一定であり、前記第２の所定値ｄδ₂から第１の所定値ｄδ₁までの領域では、操舵速度ｄδの増加と共に補正係数Ｋｄｄがリニアに小さくなるように設定されている。つまり、運転者が車線逸脱を抑制すべく操舵しているときには補正係数Ｋｄｄが小さくなるので、目標ヨーモーメントＭ_Sも小さくなる。これは、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0によって発生するヨーモーメントと操舵入力によるヨーモーメントとが同一方向に作用しようとしているときであるから、そのようなときには制駆動力制御によるヨーモーメントを操舵入力分だけ小さくすることにより車線逸脱防止効果を適正なものとする。一方、運転者が車線逸脱を抑制すべき操舵をしていないときには補正係数Ｋｄｄを“１”とし、当初の目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0と同等の目標ヨーモーメントＭ_Sを維持して、車線逸脱防止を確実なものとしている。
【００３３】
次にステップＳ１１に移行して、各車輪への目標制動流体圧Ｐ_Siを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読込んだマスタシリンダ圧Ｐ_mに対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰ_mRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦ_LDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧Ｐ_SFL、Ｐ_SFRは共にマスタシリンダ圧Ｐ_mとなり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐ_SRL、Ｐ_SRRは共に後輪用マスタシリンダ圧Ｐ_mRとなる。
【００３４】
一方、前記逸脱判断フラグＦ_LDがセットされているときでも、前記ステップＳ１０で算出された目標ヨーモーメントＭ_Sの大きさに応じて場合分けを行う。即ち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍ_S｜が所定値Ｍ_S0未満であるときには後左右輪の制動力にだけ差を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍ_S｜が所定値Ｍ_S0以上であるときには前後左右輪の制動力に差を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍ_S｜が所定値Ｍ_S0未満であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰ_SFは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰ_SRは下記３式で与えられる。同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍ_S｜が所定値Ｍ_S0以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰ_SFは下記４式で、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰ_SRは下記５式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）、Ｋ_bF、Ｋ_bRは、夫々、制動力を制動流体圧に換算するための換算係数であり、ブレーキ諸元によって決まる。
【００３５】
ΔＰ_SR＝２×Ｋ_bR×｜Ｍ_S｜／Ｔ ……… (3)
ΔＰ_SF＝２×Ｋ_bF×（｜Ｍ_S｜ーＭ_S0）／Ｔ ……… (4)
ΔＰ_SR＝２×Ｋ_bR×｜Ｍ_S0｜／Ｔ ……… (5)
従って、前記目標ヨーモーメントＭ_Sが負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐ_Siは下記６式で与えられる。
【００３６】
Ｐ_SFL＝Ｐ_m
Ｐ_SFR＝Ｐ_m＋ΔＰ_SF
Ｐ_SRL＝Ｐ_m
Ｐ_SRR＝Ｐ_m＋ΔＰ_SR ……… (6)
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭ_Sが正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐ_Siは下記７式で与えられる。
【００３７】
Ｐ_SFL＝Ｐ_m＋ΔＰ_SF
Ｐ_SFR＝Ｐ_m
Ｐ_SRL＝Ｐ_m＋ΔＰ_SR
Ｐ_SRR＝Ｐ_m ……… (7)
次にステップＳ１２に移行して、駆動輪の目標駆動力を算出する。本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦ_LDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦ_LDがセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑ_DSは、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差ΔＰ_SF、ΔＰ_SRの和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａｃｃに応じた値とは、当該アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差ΔＰ_SF、ΔＰ_SRの和に応じた値とは、目標制動流体圧差ΔＰ_SF、ΔＰ_SRの和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦ_LDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰ_SF、ΔＰ_SRの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦ_LDがリセットされているときの目標駆動トルクＴｒｑ_DSは、前記アクセル開度Ａｃｃに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００３８】
次にステップＳ１３に移行して、前記ステップＳ１１で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１２で算出された駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘ_C以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦ_LDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘ_Cとの差に基づいて目標ヨーモーメントＭ_S（目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0）を算出し、その目標ヨーモーメントＭ_Sが達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、より安全に車線の逸脱を防止することが可能となる。また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が行われている間は、エンジンの出力トルクが低減されて自車両の走行速度が減速されるため、更に安全に車線に逸脱を防止することが可能となる。
【００３９】
また、この実施形態では、前述のように車線逸脱を抑制する方向への操舵入力があると、即ち制駆動力制御によるヨーモーメントと操舵入力によるヨーモーメントとが同一方向に作用するような場合には、前記自車両の将来の横変位と横変位限界値とに基づく目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0に対して、車線逸脱を抑制する方向への操舵速度ｄδが大きいほど補正係数Ｋｄｄを小さく設定し、この補正係数Ｋｄｄを前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0に乗じて目標ヨーモーメントＭ_Sを算出する構成としたため、図５ａに示すような、違和感のない、自然な車線逸脱防止制御が可能となる。ちなみに、図５ｂは、操舵入力によるヨーモーメントと制駆動力制御によるヨーモーメントとが同一方向に作用しているにもかかわらず、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0、即ち自車両の将来の横変位と横変位限界値とに基づくヨーモーメント制御を補正しない場合であり、この場合には、運転者が意図している以上に自車両が移動してしまうため、違和感がある。
【００４０】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ７が逸脱判断手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１１及びステップＳ１２が制駆動力制御量算出手段を構成し、図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成し、図２の演算処理のステップＳ１０が制駆動力制御量補正手段を構成している。
【００４１】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成は、前記図１に示す第１実施形態のものと同様である。この実施形態では、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから、図６のものに変更されている。
この図６の演算処理は、前記第１実施形態の図２の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図６の演算処理では、前記図２の演算処理のステップＳ８とステップＳ１０との間にステップＳ９’が挿入され、ステップＳ１０がステップＳ１０’に変更されている。
【００４２】
このうち、ステップＳ９’では、操舵によるヨーモーメントを推定する。具体的には、例えば前々回の演算処理で検出された操舵角δ_(n-2)と前記ステップＳ１で読込まれた今回の操舵角δ_(n)との差から操舵角変化量Δδを算出し、これに、車両諸元から決まる比例定数Ｋ_S1を乗じて操舵によるヨーモーメントＭ_STRを算出する。この操舵によるヨーモーメントＭ_STRは、車両モデルを用いて、タイヤ発生力の非線形域を含むヨーモーメントから求めてもよい。
【００４３】
そして、前記ステップＳ１０’では、以下のようにして目標ヨーモーメントＭ_Sを補正する。具体的には、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと前記ステップＳ９’で算出された操舵角変化量Δδとの符号が逆方向である場合、即ち車線逸脱を抑制する操舵入力があるときにあって、前記ステップＳ８で算出された目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0及び前記ステップＳ９’で算出された操舵によるヨーモーメントＭ_STRが共に負値である場合、即ち前記推定横変位ＸＳは正値、前記操舵角変化量Δδは負値であるときには、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0から操舵によるヨーモーメントＭ_STRを減じた値と“０”とのうち何れか小さい方の値を目標ヨーモーメントＭ_Sとする。逆に、前記将来の推定横変位ＸＳと操舵角変化量Δδとの符号が逆方向である場合、即ち車線逸脱を抑制する操舵入力があるときにあって、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0及びヨーモーメントＭ_STRが共に正値である場合、即ち前記推定横変位ＸＳは負値、前記操舵角変化量Δδは正値であるときには、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0から操舵によるヨーモーメントＭ_STRを減じた値と“０”とのうち何れか大きい方の値を目標ヨーモーメントＭ_Sとする。これに対し、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと前記ステップＳ９’で算出された操舵角変化量Δδとの符号が同方向である場合、即ち車線逸脱を抑制する操舵入力ではないときには、前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0をそのまま目標ヨーモーメントＭ_Sに設定する。従って、運転者によって車線逸脱を抑制する操舵入力があるときには、操舵によるヨーモーメントＭ_STR分だけ目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0の大きさを小さくして（絶対値を小さくして）車線逸脱防止効果を適正なものとする。一方、運転者が車線逸脱を抑制すべき操舵をしていないときには、当初の目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0と同等の目標ヨーモーメントＭ_Sを維持して、車線逸脱防止を確実なものとしている。
【００４４】
この演算処理によれば、前記第１実施形態と同様に、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘ_C以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦ_LDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘ_Cとの差に基づいて目標ヨーモーメントＭ_Sを算出し、その目標ヨーモーメントＭ_Sが達成されるように各車輪の制動力が制御される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、より安全に車線の逸脱を防止することが可能となる。また、この実施形態では、車線逸脱防止制御が行われている間は、エンジンの出力トルクが低減されて自車両の走行速度が減速されるため、更に安全に車線に逸脱を防止することが可能となる。
【００４５】
また、この実施形態では、前述のように車線逸脱を抑制する方向への操舵入力があると、即ち制駆動力制御によるヨーモーメントと操舵入力によるヨーモーメントとが同一方向に作用するような場合には、前記自車両の将来の横変位と横変位限界値とに基づく目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0に対して、操舵角変化量Δδに応じた操舵によるヨーモーメントＭ_STRを算出し、この操舵によるヨーモーメントＭ_STR分だけ前記目標ヨーモーメント基準値Ｍ_S0の大きさを小さくして目標ヨーモーメントＭ_Sを算出する構成としたため、前記第１実施形態と同様に、違和感のない、自然な車線逸脱防止制御が可能となる。
【００４６】
以上より、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図６の演算処理のステップＳ１が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図６の演算処理のステップＳ７が逸脱判断手段を構成し、図６の演算処理のステップＳ１１及びステップＳ１２が制駆動力制御量算出手段を構成し、図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成し、図６の演算処理のステップＳ９’、ステップＳ１０’が制駆動力制御量補正手段を構成している。
【００４７】
なお、前記実施形態では、車線逸脱判断の閾値となる横変位限界値Ｘ_Cを車幅と走行車線幅とから算出したが、例えば日本国内の高速道路の走行車線幅は３．３５ｍと決まっていることから、例えばこれを０．８ｍと固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図５】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図６】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ

Claims

自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段で検出された走行状態から自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出する逸脱判断手段と、前記逸脱判断手段で自車両が走行車線から逸脱傾向にあることが検出されたときに、前記走行状態検出手段で検出された走行状態に応じて、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、前記制駆動力制御量算出手段で算出された制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、操舵の状態量を検出する操舵状態量検出手段とを備え、前記制駆動力制御量算出手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量に基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正する制駆動力制御量補正手段とを備え、前記操舵状態量検出手段は、前記操舵状態量として操舵速度を検出し、前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量が自車両の走行車線からの逸脱を抑制する方向であるとき、前記各車輪の制駆動力制御量によって発生するヨーモーメントと前記操舵状態量によって発生するヨーモーメントとの作用によって適正な車線逸脱防止制御が行われるように、操舵速度が大きいほど前記走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量が、自車両の走行車線からの逸脱を抑制するものであって、前記操舵速度が所定値より大きいとき、当該操舵速度が大きいほど前記走行車線逸脱回避方向へのヨーモーメントが減少するように前記各車輪の制駆動力制御量を補正す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。
前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントに応じて前記各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量算出手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差から目標ヨーモーメントを算出し、この目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量補正手段は、前記操舵状態量検出手段で検出された操舵状態量から操舵によるヨーモーメントを推定し、その操舵によるヨーモーメントを前記制駆動力制御量算出手段で算出された目標ヨーモーメントから減じて目標ヨーモーメントを補正し、この補正された目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を補正することを特徴とする請求項４に記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車線逸脱防止装置。
前記逸脱判断手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が横変位限界値以上となったときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判断することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車線逸脱防止装置。