JP4259538B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents
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Description
(1) 車線追従制御中に高応答での車線逸脱防止を達成するには、短時間で舵角変化を発生させる必要があるので、操舵アクチュエータとして、高能力の操舵アクチュエータを使う必要があり、運転者の操舵負担を増加させるし、また、装置の大型化やコスト増を来すという問題がある。
(2) スピードオーバーを原因とする車線逸脱というアンダーステア傾向の状況下にあっても、車速はそのままで操舵制御を行うため、逸脱防止制御を充分に奏し得ない場合がある。
(3) 車線逸脱判断時に急激に大きな操舵角による操舵制御がなされた場合、操舵輪の舵角変化がそのままハンドルに伝達され、特に運転者が逸脱に気付いていない場合にあっては、ハンドルを握っている運転者に違和感を与える場合がある。
これにより車線からの逸脱を、左右輪の制動力差により高応答で防止できるのは当然のことながら、制駆動力制御手段による逸脱防止制御では、減速度を伴うのでより車両を安定した方向に制御することができるというメリットがある。
つまり、自車両が走行車線から逸脱しようとしている場合は、運転者が逸脱しようとしている状況に気づいていないか、気づいてはいるが、まだ十分に回避行動に移っていない場合であるので、減速度を伴うことで運転者に安心感を与えることができる。
また、スピードオーバーを原因として旋回時に車線逸脱するような場合は、車速を減速させることで車線の逸脱をさらに効果的に防止する効果もある。
また、逸脱防止のために操舵アクチュエータを必要としないので、コスト的に非常に有利となるし、各輪の制動力を制御するアクチュエータとしては、車両挙動を制御するアクチュエータを流用できるなどによりコストを下げることも可能である。
さらに、操舵アクチュエータによる逸脱防止システムの場合、運転者にハンドルを介して直接操舵反力が伝達されるため、運転者の操舵方向と制御の操舵方向が異なる場合は干渉が問題になり、両操舵方向が同じ場合は、運転者に違和感を与える。
これに対し、制駆動力制御による逸脱防止制御においては、運転者の操舵動作を妨げるような操舵反力が発生せず、逸脱防止制御で左右輪に制動力差が与えられると、運転者が逸脱回避方向に操舵する場合は、通常より小さな力(サスペンション形式やステアリング形式などにより大きさは異なる)で操舵できるというように、運転者に回避のための操舵方向を認知させることができるというメリットも持ち合わせている。
加えて、制駆動力制御手段において、左右制駆動力差によりヨーモーメントを発生させている時には、駆動輪に作用する駆動力が抑制される。よって、車線逸脱防止装置と車両挙動制御装置とが制動アクチュエータを共有する場合、車両挙動制御を優先させながらも、駆動力の抑制により車両を減速方向にして、車線逸脱という状況下での走行安定性を確保することができる。
よって、高応答での車線逸脱防止を達成しながら、車線逸脱という状況下において、走行安定性を向上させることができると共に運転者への認知性も向上させることができ、かつ、駆動力の抑制により車両を減速方向にして、車線逸脱という状況下での走行安定性を確保することができる。
図1は実施例1の車線逸脱防止装置を示す全体システム図である。本実施例1では、後輪駆動車(自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルの装着車)であり、制動装置は前後輪とも左右の制動力(制動液圧)を独立に制御できる制動装置を想定している。
[制駆動力制御処理]
図2は、制駆動力制御コントローラ50により実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。この処理は図示せざるオペレーテイングシステムで一定の時間毎の定時割り込み遂行される。
V=(Vw1+Vw2)/2
また、ABS制御などが作動している場合は、ABS制御内で推定された推定車体速を用いるようにする。
Tout=(L/2−X)/dX …(1)
ただし、Tout≦Tmax(最大値リミット:0割対策)とする。
本実施例1では、横変位Xとその変化量dXから逸脱を判断しているが、自車両のヨー角Φや走行車線の曲率β、車両のヨーレイト、操舵角等より、前方の車線を逸脱する時間Toutを予測するものとしてもよい。
Tw=Ts−Tm …(2)
ここで、Tmは警報が作動してから逸脱防止制御が作動するまでの設定時間(定数)である。Tout<Twで警報が作動する。また、一旦作動した警報は、Tout≧Tw+Thとなるまで作動し続ける。ここでThは警報のハンチングを避けるためのヒステリシスである。
Ms=K1・X+K2・dX …(3)
ここで、K1,K2は車速Vに応じて変動するゲインである(図5参照)。また、自車両の走行車線に対するヨー角Φと横変位Xおよび前方走行車線曲率βより、次式に従って目標ヨーモーメントMsを算出してもよい。
Ms=Ka・Φ+Kb・X+Kc・β …(3)'
ここで、Ka,Kb,Kcは車速Vに応じて変動するゲインである(図5及び図6参照)。
Psfl=Psfr=Pm …(4)
Psrl=Psrr=Pmr …(5)
ここで、PmrはPmから算出される前後配分を考慮した後輪用マスターシリンダ液圧である。
1) Ms<Ms1(設定値)の場合
△Psf=0 …(6)
△Psr=2・Kbr・Ms/T …(7)
2) Ms≧Ms1(設定値)の場合
△Psf=2・Kbf・(Ms−Ms1)/T …(8)
△Psr=2・Kbr‐Ms1/T …(9)
ここで、Tはトレッドを示す。(簡単のため、前後のトレッドは同じとする。)また、Kbf、Kbrは、制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。前輪のみで制御することにして、
△Psf=2・Kbf・Ms/T …(10)
としてもよい。
1) 旋回内側に逸脱しようとしている場合(|φ|≧|φref|)
Psfl=Pm
Psfr=Pm+△Psf …(11)
Psrl=Pmr
Psrr=Pmr+△Psr
2) 急旋回(Yg<Yg1)でなく、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合(|φ|<|φref|)
Psfl=Pm+△Psf
Psfr=Pm …(12)
Psrl=Pmr+△Psr
Psrr=Pmr
3) 急旋回(Yg≧Yg1)であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合(|φ|<|φref|)
Psfl=Pm+△Pyaw+△Psf
Psfr=Pm+△Pyaw …(13)
Psrl=Pmr+△Psf
Psrr=Pmr
ここで、
△Pyaw=Ky・|φref−φ| …(14)
であり、車両のアンダーステアの量に応じて減速度を発生させる。ここでKyは制御ゲインであり、車速Vによらず一定である。
1) 急旋回(Yg≧Ygl)であり、かつ、旋回外側に逸脱しようとしている場合(|φ|<|φref|)
TVOS=0 …(15)
2) その他の場合
TVOS=Acc …(16)
続くステップS109では、上記目標制動液圧Psiおよび目標駆動トルクTesに応じて、圧力制御ユニット5および駆動トルク制御コントローラ60に駆動信号を出力する。
したがって、ステップS103の車線逸脱判断とステップS104の運転者が車線変更時ではないとの意図判断により、自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断し、逸脱の可能性を判断した場合には、ステップS106→ステップS107→ステップS108→ステップS109へと進み、逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生するように各輪の制駆動力が制御され、図7〜図9に示すように、直進走行時や旋回走行時に関わらず、自車両の走行車線からの逸脱を防止でき、かつ、急な旋回時であっても車両を減速させることで効率よく車線からの逸脱を防止できる。
Tout=(L/2−X)/dX …(2)
ただし、Tout≦Tmax(最大値リミット:0割対策)とする。ここで、Lは車線幅であり、カメラの画像を処理することで算出する。次に逸脱判断しきい値Ts1,Ts2とToutを比較し、逸脱可能性レベルFoutを、
Tout<Ts2となった場合…逸脱の可能性が高いと判断し、Fout=2
Ts2<Tout<Ts1となった場合…逸脱の可能性があると判断し、Fout=1
Tout≧Ts1の場合…逸脱の可能性がないと判断し、Fout=0
とする。ここで、Ts1,Ts2は一定値とする必要はなく、ステップS102で判断した旋回状態を判断に応じて、急旋回の場合には、早めに制御が作動するようにTs1,Ts2を小さく変更する等としてもよい。切り替えスイッチを設定し、数段階に切り替え可能にしており、運転者に選択させるようにしてもよい。また、同時に横変位Xより逸脱方向Doutも判断する(Dout=right or left)。また、Ts1はTs2より大きい値に設定する。本参考例2では、横変位Xとその変化量dXから逸脱を判断しているが、自車両のヨー角Φや走行車線の曲率β、車両のヨーレイト、操舵角等より、前方の車線を逸脱する時間Toutを予測するものとしてもよい。
Psfl=Psfr=Pm …(5)
Psrl=Psrr=Pmr …(6)
ここで、PmrはPmから算出される前後配分を考慮した後輪用マスターシリンダ液圧である。また、逸脱可能性レベルFout=1の場合は、(5),(6)で算出された各輪の目標制動液圧が、制動力が発生されない範囲での最大液圧P0より小さい値である場合に、P0に設定する。一方、逸脱可能性レベルFout=2の場合は、目標ヨーモーメントの大きさに応じて、目標ヨーモーメントが設定値より小さい場合は後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値より大きい場合は前後左右輪で制動力差を発生させるようにする(図2のステップS107と同様)。
Tout1=(L'/2−X)/dX …(18)
Tout2=(L/2−X)/dX …(19)
ただし、Toutl,Tout2≦Tmax(最大値リミット:0割対策)とする。
次に逸脱判断しきい値TsとTout1,Tout2を比較し、逸脱可能性レベルFoutを、
Tout2<Tsとなった場合 …Fout=2
Tout2≧Ts、Tout1<Tsとなった場合 …Fout=1
Tout1≧Tsの場合 …Fout=0
とする。ここで、Tsは一定値とする必要はなく、ステップS102で判断した旋回状態を判断に応じて、急旋回の場合には、早めに制御が作動するようにTsを小さく変更する等としてもよい。切り替えスイッチを設定し、数段階に切り替え可能にしており、運転者に選択させるようにしてもよい。また、同時に横変位Xより逸脱方向Doutも判断する(Dout=right or left)。
30、40 左右後輪
11、21、31、41 ブレーキディスク
12、22、32、42 ホイールシリンダ
13、23、33、43 車輪速センサ
1 ブレーキベダル
2 ブースタ
3 リザーバ
4 マスタシリンダ
5 圧力サーボユニット
53 前後/左右加速度センサ
56 アクセル開度センサ
50 コントローラ
6 エンジン
7 スロットル開度制御装置
8 変速機
60 駆動トルク制御コントローラ
55 マスタシリンダ液圧センサ
51 カメラ
70 カメラコントローラ
58 操舵アクチュエータ
54 ヨーレイトセンサ
52 舵角センサ
57 方向指示スイッチ
80 操舵コントローラ
Claims (4)
- 自車両が走行車線から逸脱しそうになったら逸脱を防止するためのヨーモーメントを自車両に付与する車線逸脱防止装置において、
自車両が走行車線から逸脱しそうになることを判断する逸脱判断手段と、
該逸脱判断手段により自車両が走行車線から逸脱しそうであることが判断された場合には、走行車線に対する車両ヨー角、横変位、前方走行車線曲率のうち1つ以上の検出値より、走行車線に対するヨー角が大きいほど、走行車線に対する横変位が大きいほど、横変位変化量が大きいほど、前方走行車線曲率が大きいほど大きな値であって、かつ、逸脱を回避する方向の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応じて左右輪の制動力差によりヨーモーメントを発生させるとともに、前記ヨーモーメントを発生させている時には、駆動輪に作用する駆動力を抑制する制駆動力制御手段と、
を備えていることを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 請求項1記載の車線逸脱防止装置において、
前記制駆動力制御手段は、自車両が急旋回である場合に前記駆動力を抑制することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 請求項1又は2記載の車線逸脱防止装置において、
前記制動力制御手段は、自車両の逸脱が旋回外側である場合に前記駆動力を抑制することを特徴とする車線逸脱防止装置。 - 請求項1ないし3いずれか1項に記載の車線逸脱防止装置において、
前記逸脱判断手段を、自車両の車速及び走行車線に対する車両ヨー角、横変位、前方走行車線曲率のうち1つ以上の検出値より、逸脱方向と逸脱するまでの時間を推定し、その時間が設定値以内になった場合に逸脱判断を行う手段としたことを特徴とする車線逸脱防止装置。
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