JP4322791B2 - 車両の走行安全装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行安全装置に関するものである。

従来、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像装置により車両の進行方向前方の走行路を撮像し、この撮像により得られる画像データから車線区分線を認識し、車両が車線逸脱するか否かを判定すると共に、この判定結果において車両が車線逸脱すると判定された場合には、運転者の身体に振動を発生させる触覚的警報を出力する車線逸脱警報装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３４１５９９号公報

ところで、上記従来技術に係る車線逸脱警報装置においては、運転者の身体に振動を発生させる触覚的警報を出力したとしても、車両の走行時に発生する路面振動が増大した状態では、運転者が警報の出力を的確に認識することができない虞がある。このため、車線逸脱の程度に応じて振動のレベルが変更されるだけでは、危険度の程度を認識することが困難であるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の車線逸脱に係る警報を運転者に適切に認識させることが可能な車両の走行安全装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両の走行安全装置は、自車両の進行方向の走行路を撮影する撮影手段（例えば、実施の形態での撮影装置１１）と、該撮影手段が撮影した画像から走行区分線を認識する走行区分線認識手段（例えば、実施の形態での道路形状認識部５２）と、前記走行区分線認識手段により認識された走行区分線に基づき、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があるか否かを判定する逸脱判定手段（例えば、実施の形態での逸脱判定部５４）と、自車両の運動状態を検出する運動状態検出手段（例えば、実施の形態でのジャイロセンサ３２、車速センサ３３、車両状態量センサ３４）と、前記運動状態検出手段により検出された運動状態に基づき、前記走行車線が直線路あるいは直線路以外であるかを判定する走行路判定手段（例えば、実施の形態での道路形状認識部５２が兼ねる）と、電動モータによりシートベルトの巻き取り動作を実行するシートベルト巻取手段（例えば、実施の形態でのリトラクタ６２）と、前記逸脱判定手段および前記走行路判定手段の判定結果に応じて、前記走行車線が直線路以外であると判定された場合に前記シートベルト巻取手段の動作を前記電動モータの正転と静止とを繰り返すことにより締め付け方向へ段階的な張力を発生させるよう制御するシートベルト巻取制御手段（例えば、実施の形態でのシートベルト制御部４２）とを備えることを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があるか否かの判定結果と、走行車線が直線路あるいは直線路以外であるかの判定結果とに応じて、シートベルトの巻き取り動作を制御することにより、自車両の車線逸脱に係る警報を運転者に適切に認識させることができる。
走行車線が直線路以外であると判定された場合に電動モータの正転と静止とを繰り返すことにより締め付け方向へ段階的な張力を発生させることにより、シートベルトの挙動によって、カーブでの車線逸脱に対する警報が乗員に報知される。

さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置では、前記シートベルト巻取制御手段は、前記走行路判定手段により前記走行車線が直線路であると判定された場合と、前記走行車線が直線路以外であると判定された場合とに対して、前記シートベルト巻取手段の作動内容を変更することを特徴としている。

上記の車両の走行安全装置によれば、走行車線が直線路であると判定された場合と、直線路以外であると判定された場合とに対して、シートベルトの巻き取り動作の内容を変更することにより、自車両の車線逸脱の危険度を運転者に適切に認識させることができると共に、この危険度に応じて乗員の保護動作を適切に実行することができる。

以上説明したように、本発明の車両の走行安全装置によれば、自車両の車線逸脱に係る警報を運転者に適切に認識させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両の走行安全装置によれば、自車両の車線逸脱の危険度を運転者に適切に認識させることができると共に、この危険度に応じて乗員の保護動作を適切に実行することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置について添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０は、例えば、外界センサを構成する撮影装置１１およびレーダ装置１２と、ナビゲーション装置１３と、制御装置１４と、安全装置を構成するシートベルト装置１５および警報装置１６および電動パワーステアリング（ＥＰＳ）アクチュエータ１７およびブレーキアクチュエータ１８とを備えて構成されている。

撮影装置１１は、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等からなるカメラ１１ａおよび画像処理部１１ｂを備えて構成され、カメラ１１ａは、例えば図２に示すように、フロントウィンドウの車室内側でルームミラー近傍の位置に配置され、フロントウィンドウ越しに自車両の進行方向前方の所定検知範囲の外界を撮影する。画像処理部１１ｂは、カメラ１１ａにより撮影して得た画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、画像データを生成して制御装置１４へ出力する。
また、レーダ装置１２は、例えばレーザ光やミリ波等のレーダ１２ａおよびレーダ制御部１２ｂとを備えて構成され、レーダ１２ａは、例えば図２に示すように、自車両のボディのノーズ部や車室内のフロントウィンドウ近傍等に配置され、制御装置１４からレーダ制御部１２ｂへ入力される制御指令に応じて、レーザ光やミリ波等の発信信号を適宜の検知方向（例えば、自車両の進行方向前方等）に向けて発信すると共に、この発信信号が自車両の外部の物体（検知対象物）によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を生成して制御装置１４へ出力する。

ナビゲーション装置１３は、例えば現在位置検出部２１と、地図データ記憶部２２と、ナビゲーション処理部２３と、入力部２４と、表示部２５とを備えて構成されている。
さらに、現在位置検出部２１は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号や、例えば適宜の基地局を利用してＧＰＳ信号の誤差を補正して測位精度を向上させるためのＤ（Differential）ＧＰＳ信号等の測位信号を受信する測位信号受信部３１と、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度（例えば、車両の前後方向軸の鉛直方向に対する傾斜角度や車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角等）および傾斜角度の変化量（例えば、ヨーレート等）を検出するジャイロセンサ３２と、車両の速度（車速）を検出する車速センサ３３とを備えて構成され、受信した測位信号によって、あるいは、車速やヨーレート等の検出信号に基づく自律航法の算出処理によって、車両の現在位置を算出する。

地図データ記憶部２２は、例えばハードディスク装置等の磁気ディスク装置や、例えばＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲやＭＯやＤＶＤ等の光ディスク装置等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からなる。そして、地図データ記憶部２２は、例えば表示部２５において地図を表示するための地図データとして、例えば道路の幅員データや複数の道路の交差角度や交差点の形状や位置等の道路データを格納している。

ナビゲーション処理部２３は、例えば、地図データ記憶部２２から取得される道路データに対して、現在位置検出部２１における測位信号および自律航法の算出処理のそれぞれ、又は、何れかから得られる車両の現在位置の情報に基づいてマップマッチングを行い、位置検出の結果を補正すると共に、検出された車両の現在位置、あるいは、各種スイッチやキーボード等からなる入力部２４を介して操作者により入力された適宜の車両の位置に対して、表示部２５での地図表示を制御する。
また、ナビゲーション処理部２３は、例えば車両の経路探索や経路誘導等の処理を実行し、地図データ記憶部２２から取得される道路データと共に、例えば目的地までの経路情報や各種の付加情報を表示部２５へ出力する。

制御装置１４は、判定処理部４１と、シートベルト制御部４２と、警報制御部４３と、操向制御部４４と、ブレーキ制御部４５とを備えて構成され、この制御装置１４には、例えば操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や操舵トルクを検出するセンサや、方向指示器やブレーキのオン／オフ状態を示す信号を出力するターンシグナルＳＷおよびブレーキＳＷ等を備える車両状態量センサ３４から出力される各信号が入力されている。
さらに、判定処理部４１は、物体検知部５１と、道路形状認識部５２と、移動軌跡算出部５３と、逸脱判定５４とを備えて構成されている。

物体検知部５１は、撮影装置１１から入力される画像データまたはレーダ装置１２から出力されるビート信号に基づき、自車両の進行方向におけるカメラ１１ａまたはレーダ１２ａの各検知エリア内に存在する静止物および移動体からなる物体を検知し、検知した物体と自車両との相対位置および相対距離および相対速度を検出する。
道路形状認識部５２は、地図データ記憶部２２に記憶された道路データを取得し、この道路データに基づいて自車両の走行路や進行方向の道路形状（例えば、カーブ等）を検出する。

また、道路形状認識部５２は、例えば撮影装置１１から入力される画像データ、あるいは、物体検知部５１による検知結果に基づき、自車両の走行路や進行方向の道路形状を認識する。
例えば、道路形状認識部５２は、撮影装置１１から入力される画像データ上において自車両の走行車線に対する走行区分線を検知することで道路形状を認識する。
また、例えば、道路形状認識部５２は、物体検知部５１により検知された複数の静止物、例えばガードレールやリフレクタ等の道路路側構造物の配置状態や、単一の移動体（例えば、先行車両や対向車両等）の位置の時間変化（つまり移動軌跡）や、複数の移動体の位置状態等に基づき、自車両の走行路や進行方向の道路形状を認識する。

移動軌跡算出部５３は、例えば現在位置検出部２１にて検出された自車両の現在位置の時間変化や、自車両の走行状態、例えば車速センサ３３にて検知された自車両の速度と、ジャイロセンサ３２にて検出された自車両のヨーレートとに基づいて、自車両の移動軌跡を算出する。

逸脱判定部５４は、移動軌跡算出部５３にて算出された自車両Ｐの移動軌跡ＰＲと、道路形状認識部５２にて認識された道路形状と、車両状態量センサ３４から出力される各信号（例えば、操舵角や操舵トルクの検出信号や、方向指示器のオン／オフ状態の信号等）とに基づき、例えば図３に示すように直線路ＳＲにおいて自車両Ｐが対向車線側に逸脱する場合と、例えば図４に示すようにカーブＣＲにおいて自車両Ｐが対向車線側に逸脱する場合とを想定して、自車両が自車両の走行車線を逸脱したか否か、あるいは、自車両が自車両の走行車線を逸脱する可能性があるか否かを、運転者の運転意志と共に判定する。

シートベルト制御部４２は、逸脱判定部５４による判定結果において、運転者の運転意志に反して、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合に、シートベルト装置１５の巻き取り動作を実行する。
シートベルト装置１５は、乗員をシートＳに拘束可能にするシートベルト６１と、このシートベルト６１を巻き取るリトラクタ（巻き取り装置）６２とを備えている。
シートベルト６１の一端は、シートＳに対して車室外側に配置されたロアアンカー７１を介して車体フロアに固定されており、シートベルト６１の他端は、シートバック７２の上部近傍であってセンターピラー７３に設置されたショルダーアンカー７４を通ってリトラクタ６２に接続されている。

また、ロアアンカー７１とショルダーアンカー７４の間においてシートベルト６１はタングプレート７５に挿通されていて、このタングプレート７５は、シートＳに対して車室内側の車体フロアに取り付けられたバックル７６に着脱可能にされている。
シートベルト装置１５はバックルスイッチ７７を備えており、このバックルスイッチ７７は、タングプレート７５がバックル７６に係合されたとき（すなわち、シートベルト装着状態のとき）にＯＮ信号をシートベルト制御部４２に出力し、タングプレート７５がバックル７６から解放されたとき（すなわち、シートベルト非装着状態のとき）にＯＦＦ信号をシートベルト制御部４２に出力する。

リトラクタ６２はセンターピラー７３の内部に設置され、例えば衝突発生時等において火薬を用いた爆発的な力でシートベルト６１を瞬時に引き込んで締め付ける火薬式の不可逆的な第１締付装置（図示略）と、電動モータ６２ａの駆動力でシートベルト６１を引き込んで締め付ける可逆的な第２締付装置とを備えて構成されている。つまり、第２締付装置は、リトラクタ６２内でシートベルト６１を巻き取るリール（図示略）を電動モータ６２ａの正転で強制的に正転させることでシートベルト６１を巻き取って締め付け方向に引き込む一方、リールを電動モータ６２ａの逆転で強制的に逆転させることでシートベルト６１を締め付け解除方向に繰り出すようになっている。

例えばシートベルト非装着状態においてリトラクタ６２からシートベルト６１が引き出されるときには、シートベルト制御部４２は、電動モータ６２ａの正転トルクの大きさを相対的に小さな値に設定する。これにより、乗員がシートベルト６１の装着時にシートベルト６１をリトラクタ６２から軽く引き出すことができるように設定する。
そして、バックル７６にタングプレート７５が係合されたときには、シートベルト制御部４２は、電動モータ６２ａの正転トルクの大きさを相対的に中程度の値に設定する。これにより、乗員が圧迫感を受けない程度のシートベルト６１の張力で乗員が拘束されるように設定する。
次に、バックル７６からタングプレート７５が開放されたときには、シートベルト制御部４２は、電動モータ６２ａの正転トルクの大きさを相対的に大きな値に設定する。これにより、シートベルト６１が迅速にリトラクタ６２に巻き込まれるように設定する。

さらに、シートベルト装着状態において、逸脱判定部５４による判定結果として、図３に示すように直線路ＳＲで自車両Ｐが対向車線側に逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合には、シートベルト制御部４２は、シートベルト６１の締め付け力を増大させる電動モータ６２ａの正転と、シートベルト６１の締め付けを解除する電動モータ６２ａの逆転とを、所定の時間内において交互に所定の複数回に亘って繰り返すようにして電動モータ２９ａを駆動する。これにより、シートベルト６１の巻き取りつまり締め付け方向への駆動による張力の発生と、シートベルト６１の繰り出しつまり締め付け解除方向への駆動による張力の発生解除とが、所定時間内に交互に複数回繰り返されることになり、このシートベルト６１の挙動によって、直線路での車線逸脱に対する警報が乗員に報知される。

また、シートベルト装着状態において、逸脱判定部５４による判定結果として、図４３に示すようにカーブＣＲで自車両Ｐが対向車線側に逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合には、シートベルト制御部４２は、シートベルト６１の締め付け力を増大させる電動モータ６２ａの正転と、シートベルト６１の締め付け力を維持する電動モータ６２ａの静止とを、所定の時間内において交互に所定の複数回に亘って繰り返すようにして電動モータ２９ａを駆動する。これにより、シートベルト６１の段階的な巻き取りつまり締め付け方向への段階的な駆動により段階的な張力が発生することになり、このシートベルト６１の挙動によって、カーブでの車線逸脱に対する警報が乗員に報知される。

警報制御部４３は、逸脱判定部５４による判定結果に応じて、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合に、音声等の聴覚的警報や表示等の視覚的警報やステアリング振動等の触覚的警報を警報装置１６から出力させる。

操向制御部４４は、逸脱判定部５４による判定結果に応じて、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合に、自車両の進行方向の道路上の走行区分線に沿って自車両を走行させるために必要とされるトルクのアシスト量を算出する。そして、所定の条件下において、このアシスト量をＥＰＳアクチュエータ１７から出力させるためのトルク指令を出力する。例えば、操向制御部４４は、道路形状認識部５２により認識された走行車線のレーン中心から自車両が幅方向に離間することに伴い、レーン中心に沿って自車両を走行させるためにＥＰＳアクチュエータ１７から出力させるアシストトルクが増大傾向に変化するように設定する。
また、操向制御部４４は、例えば車両状態量センサ３４により検出された運転者から入力される操舵トルクに応じて、この操舵トルクを補助するパワーステアリング用のアシスト量を算出し、このアシスト量をＥＰＳアクチュエータ１７に出力させるためのトルク指令としてアシストトルクを算出し、ＥＰＳアクチュエータ１７を駆動する。

ブレーキ制御部４５は、逸脱判定部５４による判定結果に応じて、自車両が、自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された場合に、所定の条件下においてブレーキアクチュエータ１５を作動させて自動的に車両を減速させる。

本実施の形態による車両の走行安全装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の走行安全装置１０の動作、特に、逸脱判定部５４での判定結果に応じたシートベルト制御部４２の動作について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図６に示すステップＳ０１においては、地図データ記憶部２２から取得した道路データ、あるいは、撮影装置１１の撮影により得られる画像データ上での自車両の走行車線の認識結果、あるいは、外界センサの検知エリア内で検知した物体の移動軌跡や複数の物体の位置の情報等に基づき、自車両の走行路の道路形状を認識する。
次に、ステップＳ０２においては、現在位置検出部２１にて検出された自車両の現在位置の時間変化や、自車両の走行状態（例えば、自車両の速度とヨーレート）に基づいて、自車両の移動軌跡を算出すると共に、ナビゲーション処理部２３でのマップマッチングや撮影装置１１の撮影により得られる画像データ上での自車両の走行車線の認識結果に基づき、自車両の走行車線を認識する。

次に、ステップＳ０３においては、自車両が自車両の走行車線から逸脱したか、あるいは、逸脱する可能性があるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
そして、ステップＳ０４においては、運転者による車線変更操作（例えば、方向指示器のオン操作等）が実行されていないか否かを判定する。
ステップＳ０５の判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
ステップＳ０５の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。

そして、ステップＳ０５においては、自車両が逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があると判定された走行路が、直線路であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進み、このステップＳ０６においては、通常警報として、シートベルト６１の締め付けと、締め付け解除とを交互に繰り返し、直線路での車線逸脱に対する警報を乗員に報知して、一連の処理を終了する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進み、このステップＳ０７においては、特殊警報として、シートベルト６１の締め付け力を増大させる処理と、締め付け力を維持する処理とを交互に繰り返し、カーブでの車線逸脱に対する警報を乗員に報知すると共に、乗員に対する拘束力を段階的に増大させて、一連の処理を終了する。

上述したように、本実施の形態による車両の走行安全装置１０によれば、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があるか否かの判定結果と、走行車線が直線路あるいは直線路以外であるかの判定結果とに応じて、シートベルト６１の巻き取り動作を制御することにより、自車両の車線逸脱に係る警報を運転者に適切に認識させることができる。
しかも、走行車線が直線路であると判定された場合と、直線路以外であると判定された場合とに対して、シートベルト６１の巻き取り動作の内容を変更することにより、自車両の車線逸脱の危険度を運転者に適切に認識させることができると共に、この危険度に応じて乗員の保護動作を適切に実行することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の走行安全装置の構成を示す機能ブロック図である。 外界センサを構成する撮影装置およびレーダ装置と、シートベルト装置とを模式的に示す車両の平面図である。 直線路ＳＲを走行中の自車両Ｐが走行車線を逸脱する状態の一例を示す図である。 カーブＣＲを走行中の自車両Ｐが走行車線を逸脱する状態の一例を示す図である。 図１に示すシートベルト装置の構成図である。 図１に示す車両の走行安全装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両の走行安全装置
１１ 撮影装置（撮影手段）
４２ シートベルト制御部（シートベルト巻取制御手段）
５２ 道路形状認識部（走行区分線認識手段、走行路判定手段）
６２ リトラクタ（シートベルト巻取手段）
３２ ジャイロセンサ（運動状態検出手段）
３３ 車速センサ（運動状態検出手段）
３４ 車両状態量センサ（運動状態検出手段）

Claims (2)

1. 自車両の進行方向の走行路を撮影する撮影手段と、
   該撮影手段が撮影した画像から走行区分線を認識する走行区分線認識手段と、
   前記走行区分線認識手段により認識された走行区分線に基づき、自車両が自車両の走行車線を逸脱した、あるいは、逸脱する可能性があるか否かを判定する逸脱判定手段と、
   自車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
   前記運動状態検出手段により検出された運動状態に基づき、前記走行車線が直線路あるいは直線路以外であるかを判定する走行路判定手段と、
   電動モータによりシートベルトの巻き取り動作を実行するシートベルト巻取手段と、
   前記逸脱判定手段および前記走行路判定手段の判定結果に応じて、前記走行車線が直線路以外であると判定された場合に前記シートベルト巻取手段の動作を前記電動モータの正転と静止とを繰り返すことにより締め付け方向へ段階的な張力を発生させるよう制御するシートベルト巻取制御手段と
   を備えることを特徴とする車両の走行安全装置。
2. 前記シートベルト巻取制御手段は、前記走行路判定手段により前記走行車線が直線路であると判定された場合と、前記走行車線が直線路以外であると判定された場合とに対して、前記シートベルト巻取手段の作動内容を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行安全装置。

Images