JP4492321B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Description

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ようにした車線逸脱防止装置に関するものである。

従来、この種の技術としては、例えば、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるときに、走行車線の基準位置から自車両の走行位置までの距離である横ずれ量に応じて、制動力アクチュエータを制御し、左右輪のうち逸脱方向とは反対側の車輪に制動力を付加することで自車両の走行車線からの逸脱を防止するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、このように、左右の車輪に制動力差を与えることにより、車線逸脱を防止するようにしたものにおいては、ドライバの操作によって駆動力が印加されている場合には、駆動力と制動力との間で干渉が生じてしまうことから、例えば、ドライバがアクセルペダル操作を行っている状態では、駆動力及び逸脱回避のための制御の何れか一方を優先して行うようにしたもの等も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−３３８６０号公報 特開２００３−３０６１３５号公報

上述のように、ドライバによってアクセルペダル操作が行われ駆動力が発生されている場合には、車線逸脱防止のための制動力制御或いは駆動力の発生を行わないようにすることによって、駆動力と制動力との干渉を回避することができる。しかしながら、車線逸脱傾向にある状態でアクセルペダル操作が行われている場合に車線逸脱防止の制御を抑制するということは、すなわちアクセルペダル操作が行われている状態での、車線逸脱防止の制御による逸脱回避効果も低減されることになる。逆に駆動力の発生を抑制するようにした場合は、例えば、車線変更時等意図的に車線逸脱傾向となったときには、アクセルペダルの操作が行われているにも関わらず十分な駆動力が発生せず逆にヨーモーメントが発生することになって、ドライバに違和感を与える場合がある。

これを回避するため、例えば、車線逸脱防止の制御量を抑制すると、ドライバに与える減速感は抑制することができる。しかしながら上述のように、車線逸脱防止の制御量を抑制するということはすなわち、車線逸脱防止の制御効果を十分得ることができないということになる。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、駆動力の発生と共に、車線逸脱防止制御による制動力の発生を行う場合であっても、車線逸脱防止のための制御を的確に行うことの可能な車線逸脱防止装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車線逸脱防止装置は、逸脱検出手段によって自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかが検出され、車線逸脱傾向にあることが検出されたときには、逸脱回避制御手段によって自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両の車両挙動が制御される。このとき、自車両が車線逸脱傾向にあるときには、ドライバの操作により要求される制駆動力要求量に応じた制駆動力を発生する制駆動力発生手段で発生される制駆動力は制駆動力抑制手段によって抑制され、すなわち、逸脱回避制御手段での逸脱回避制御に伴い発生される制駆動力とドライバの操作により要求される制駆動力要求量に応じた制駆動力との間で互いに他方を阻害する方向に作用する制駆動力分が反発力として検出され、この反発力相当だけ、制駆動力発生手段で発生される制駆動力が抑制される。

本発明に係る車線逸脱防止装置によれば、逸脱回避制御に伴い発生される制駆動力と駆動力要求量に応じた制駆動力との間で互いに阻害する方向に作用する制駆動力分を反発力として検出し、車線逸脱傾向にあるときには、制駆動力発生手段で発生される制駆動力を、反発力相当だけ抑制するようにしたから、制駆動力発生手段で発生される制駆動力と、逸脱回避制御手段での逸脱回避制御に伴い発生される制駆動力とが干渉することを回避することができると共に、逸脱回避制御による制御効果を確保しつつ、制駆動力要求量に応じた制駆動力を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の参考実施形態における車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。
なお、この車両は、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。

図１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、ドライバによるブレーキペダル１の踏込み量に応じて、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が介挿されており、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。

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、後述する車両状態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。

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、前述した車両状態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。

また、この車両には、自車両の走行車線からの逸脱判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための前方外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ等で構成される単眼カメラ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、単眼カメラ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θ、すなわち走行車線に対する自車両の向き、走行車線中央からの自車両の横変位Ｘ、走行車線の曲率β等を算出することができるように構成されている。

なお、このカメラコントローラ１４は、レーンマーカ等を検出するための走行車線検出エリアを用いて走行車線検出を行い、その検出された走行車線に対して前記各データを算出する。走行車線の検出には、例えば特開平１１−２９６６６０号公報に記載される手法を用いることができる。
具体的には、自車両が走行している走行車線の両側の白線等のレーンマーカを検出し、そのレーンマーカを用いて自車両が走行している走行車線を検出する。ここで、撮像された画像全域で白線等のレーンマーカを検出する（走査する）と、演算負荷も大きいし、時間もかかる。そこで、レーンマーカが存在しそうな領域に、更に小さな検出領域（いわゆるウィンドウ）を設定し、その検出領域内でレーンマーカを検出する。一般に、車線に対する自車両の向きが変わると、画像内に映し出されるレーンマーカの位置も変わるので、例えば前記特開平１１−２９６６６０号公報では、操舵角δから車線に対する自車両の向きを推定し、画像内のレーンマーカが映し出されているであろう領域に検出領域を設定する。

そして、例えばレーンマーカと路面との境界を際立たせるフィルタ処理などを施し、各レーンマーカ検出領域内において、最もレーンマーカと路面との境界らしい直線を検出し、その直線上の一点（レーンマーカ候補点）をレーンマーカの代表的な部位として検出する。このようにして得られた各ウインドウのレーンマーカ候補点を連続すると、自車両前方に展開している走行車線を検出することができる。

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、いわゆるマスタシリンダ圧Ｐｍ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、いわゆる車輪速度Ｖｗi（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車両状態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θ、走行車線中央からの自車両の横変位Ｘ、走行車線の曲率β、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された車輪軸上での駆動トルクＴｗも合わせて車両状態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θ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。

また、運転席近傍には、前記車両状態コントロールユニット８によって車線逸脱が検知された場合にこれをドライバに警告するための、警告用のモニタ２３が設けられている。このモニタ２３には、音声やブザー音を発生するためのスピーカが内蔵され、表示情報及び音声情報によってドライバに警告を発するようになっている。

次に、前記車両状態コントロールユニット８で行われる演算処理の処理手順を図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、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。

この演算処理では、まずステップＳ１で、前記各センサや各コントローラ、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Ｖｗi、アクセル開度Ａｃｃ、マスタシリンダ圧Ｐｍ、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、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θ、走行車線中央からの自車両の横変位Ｘ、走行車線の曲率β、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を読込む。

次に、ステップＳ２に移行し、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θ、走行車線中央からの自車両の横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び自車両の走行速度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。
Ｘｓ＝Ｔｔ×Ｖ×（θ＋Ｔｔ×Ｖ×β）＋Ｘ ……（１）

なお、式（１）において、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。

また、前記自車両の走行速度Ｖは、前記ステップＳ１で読み込まれた各車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）のうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRの平均値から算出する。
なお、ここでは、前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRに基づいて走行速度Ｖを算出するようにした場合について説明したが、例えば、車両に公知のアンチスキッド制御を行うＡＢＳ制御手段が搭載されており、このＡＢＳ制御手段によりアンチスキッド制御が行われている場合には、このアンチスキッド制御での処理過程で推定される推定車体速を用いるようにすればよい。

次にステップＳ３に移行し、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。この判断は、前記ステップＳ２で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位Ｘｓと逸脱判断しきい値Ｘｃとの比較結果に応じて行う。
具体的には、推定横変位Ｘｓと逸脱判断しきい値ＸｃとがＸｓ≧Ｘｃである場合には左に逸脱すると判断し、逸脱判断フラグＦLDを“ＯＮ”に設定する。また、Ｘｓ≦−Ｘｃである場合には右に逸脱すると判断し、逸脱判断フラグＦLDを“ＯＮ”に設定する。また、Ｘｓ≧Ｘｃ及びＸｓ≦−Ｘｃのいずれも満足しない場合には、逸脱していないと判断し逸脱判断フラグＦLDを“ＯＦＦ”に設定する。

ここで、前記逸脱判断しきい値Ｘｃは定数であって、例えば、走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ0の半分値を減じた値と、例えば、０．８〔ｍ〕とのうちの何れか小さい方を用いることができる。前記走行車線幅Ｌは固定値（例えば高速道の車線幅３．３５〔ｍ〕）としてもよいし、ナビゲーション情報等により自車両の位置を地図データから車線幅の情報として取り込むことで、走行している道路に応じて変更するようにしてもよい。また、インフラシステムにより、道路に埋め込まれたマーカ等に基づいて検出した、自車両の逸脱方向の車線区分線までの距離“Ｌ／２−Ｘｓ”を、路車間通信等により得ることができる場合には、この情報を用いるようにしてもよい。

また、ここでは、逸脱判断しきい値Ｘｃに基づいて車線逸脱判断を行うようにしているが、例えば、ドライバが車線を変更しているか否かを判断するようにし、さらに車線変更状況をも考慮して車線逸脱判断を行うようにしてもよい。具体的には、前記方向指示スイッチ２０からの方向指示スイッチ信号に基づいて方向指示スイッチ２０が操作されていると判断され、且つその信号により示される方向が推定横変位Ｘｓの符号から特定される逸脱方向と一致する場合には、ドライバの意図的な車線変更であると判断し逸脱判断フラグＦLDを“ＯＦＦ”に変更する。逆に、方向指示スイッチ信号により特定される方向が推定横変位Ｘｓから特定される逸脱方向と一致しない場合には、車線逸脱である可能性があるので逸脱判断フラグＦLDは変更しない。また、方向指示スイッチ２０が操作されていない場合であっても、操舵角センサ１９からの操舵角δに基づき、ドライバが逸脱方向に操舵していると判定され、且つ操舵角δが予め設定したしきい値以上である場合には、ドライバに車線変更を行う意思があると判断し、逸脱判断フラグＦLDを“ＯＦＦ”に変更する。

次いで、ステップＳ４に移行し目標駆動力を算出する。なお、ここでは、最終的な目標駆動力に相当するアクセル開度である、擬似アクセル開度Ａｓを算出する。この擬似アクセル開度ＡｓはステップＳ３で設定した逸脱判断フラグＦLDに応じて、ステップＳ１で読み込んだアクセル開度センサ１８からのアクセル開度Ａｃｃに基づいて算出する。

つまり、図３に示すように、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”である場合には、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”となった時点におけるアクセル開度“Ａｃｃ”を初期値Ａ₀とし、このアクセル開度の初期値Ａ₀から徐々に零まで減少する値を擬似アクセル開度Ａｓとして設定する。また、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”である場合には、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”となった時点における擬似アクセル開度Ａｓから逐次読み込まれるアクセル開度Ａｃｃに一致するまで徐々に増加する値を擬似アクセル開度Ａｓとして設定し、擬似アクセル開度Ａｓがアクセル開度Ａｃｃと一致したならば、これ以後、逐次読み込まれるアクセル開度Ａｃｃを擬似アクセル開度Ａｓとして設定する。つまり、車線逸脱と判断されないときには、目標駆動力としてアクセル開度Ａｃｃに応じた駆動力が設定され、車線逸脱と判断されたときには目標駆動力が徐々に減少しやがて零となるように擬似アクセル開度Ａｓが設定されるようになっている。

このようにして、擬似アクセル開度Ａｓを算出し目標駆動力を特定したならばステップＳ５に移行し、車線逸脱を抑制するために車両に発生させる目標ヨーモーメントＭｓを算出する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”である場合には目標ヨーモーメントはＭｓ＝０とし、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”であるときにのみ、ステップＳ２で算出した推定横変位Ｘｓと逸脱判断しきい値Ｘｃとの偏差（つまり逸脱量）に基づき目標ヨーモーメントＭｓを算出し、Ｘｓ≧Ｘｃの場合には次式（２）を参照し、Ｘｓ≦−Ｘｃの場合には次式（３）を参照して目標ヨーモーメントＭｓを算出する。なお、ここでは、反時計周り方向のヨーモーメントを正とする。
Ｍｓ＝−Ｋ１×Ｋ２×Ｋas×（Ｘｓ−Ｘｃ） ……（２）
Ｍｓ＝−Ｋ１×Ｋ２×Ｋas×（Ｘｓ＋Ｘｃ） ……（３）

なお、式中のＫ１は車両諸元から決まる比例係数、Ｋ２は自車両の走行速度Ｖに応じて設定される比例係数、ＫasはステップＳ４で算出された擬似アクセル開度Ａｓに応じて設定される補正ゲインであって、例えば、図４に示すように設定される。
なお、図４において、横軸はステップＳ４で算出された目標駆動力に相当する擬似アクセル開度Ａｓ、縦軸は補正ゲインＫasであって、アクセルペダル操作による駆動力と車線逸脱を回避するための制動力との干渉を回避するように設定される。

すなわち、例えば図４に示すように、補正ゲインＫasは、擬似アクセル開度Ａｓが第１のしきい値Ａｓ１以下である領域では１００〔％〕に設定され、擬似アクセル開度Ａｓが増加するにつれてこれに反比例して補正ゲインＫasは減少し、擬似アクセル開度Ａｓが第１のしきい値Ａｓ１よりも大きい第２のしきい値Ａｓ２以上の領域では補正ゲインＫasは０〔％〕に設定される。つまり、補正ゲインＫasは、擬似アクセル開度Ａｓが小さいとき、すなわち車線逸脱傾向にあると判断されているとき又はドライバのアクセルペダル操作量が小さいときには、目標ヨーモーメントＭｓとして車線逸脱量に応じたヨーモーメントが算出されるように設定され、車線逸脱を確実に回避するためのヨーモーメントが発生されるように設定される。逆に擬似アクセル開度Ａｓが大きく、つまり車線逸脱傾向にないと判断されているときには、ヨーモーメントを発生させる必要がないから目標ヨーモーメントＭｓを低減するようにしている。そして、第１のしきい値Ａｓ１及びＡｓ２間では擬似アクセル開度Ａｓの増加に比例して補正ゲインＫasを減少させ、目標ヨーモーメントＭｓを徐々に変化させることにより、車両に付与されるヨーモーメントの変動量を制限し、車両挙動の急な変動を抑制するようにしている。

このようにして、目標ヨーモーメントＭｓを算出したならばステップＳ６に移行し、目標制動力を算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐｍ及び、前記ステップＳ５で算出した目標ヨーモーメントＭｓに基づいて、各車輪への目標制動流体圧Ｐｓｉを算出する。
まず、前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐｍ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ＰｍRとしたとき、前記逸脱判断フラグがＦLD“ＯＦＦ”である場合には、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ＰｓFL、ＰｓFRは共に、マスタシリンダ圧Ｐｍ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ＰｓRL、ＰｓRRは共に後輪用マスタシリンダ圧ＰｍRとなる。

一方、前記逸脱判断フラグLDが“ＯＮ”である場合には、前記目標ヨーモーメントＭｓの大きさに応じて場合分けを行う。すなわち、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍｓ｜が所定値Ｍｓ０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、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍｓ｜が所定値Ｍｓ０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。したがって、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍｓ｜が所定値Ｍｓ０未満であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰｓFは“０”であり、後左右輪目標制動流体圧差ΔＰｓRは次式（４）で設定される。なお、式（４）中のＴは、トレッド（前後輪で同じとする）、ＫｂF、ＫｂRはそれぞれ、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。
ΔＰｓR＝２×ＫｂR×｜Ｍｓ｜／Ｔ ……（４）

同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍｓ｜が所定値Ｍｓ０以上であるときの前左右輪目標制動流体圧差ΔＰｓFは次式（５）で、また後左右輪目標制動流体圧差ΔＰｓRは次式（６）で与えられる。
ΔＰｓF＝２×ＫｂF×（｜Ｍｓ｜−Ｍｓ０）／Ｔ ……（５）
ΔＰｓR＝２×ＫｂR×Ｍｓ０／Ｔ ……（６）
なお、ここでは、前後輪をそれぞれ制御するようにした場合について説明したが、例えば前輪のみで制御するようにしてもよく、この場合には、例えば、ΔＰｓF＝２×ＫｂF×｜Ｍｓ｜／Ｔとすればよい。

したがって、前記目標ヨーモーメントＭｓが負値であるとき、すなわち、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Ｐｓｉは次式（７）で与えられる。
ＰｓFL＝Ｐｍ
ＰｓFR＝Ｐｍ＋ΔＰｓF
ＰｓRL＝ＰｍR
ＰｓRR＝ＰｍR＋ΔＰｓR ……（７）

これに対し、前記目標ヨーモーメントＭｓが正値であるとき、すなわ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Ｐｓｉは下記（８）式で与えられる。
ＰｓFL＝Ｐｍ＋ΔＰｓF
ＰｓFR＝Ｐｍ
ＰｓRL＝ＰｍR＋ΔＰｓR
ＰｓRR＝ＰｍR ……（８）

このようにして目標制動力を算出したならばステップＳ７に移行し、前記ステップＳ４で算出した擬似アクセル開度Ａｓに応じた目標駆動力を発生するよう駆動トルクコントロールユニット１２に制御信号を出力し、擬似アクセル開度Ａｓに応じた駆動力を発生させる。つまり、図３に示すように、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”であって車線逸脱傾向にない場合にはアクセル開度Ａｃｃに応じた駆動力が発生されるが、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”であって車線逸脱傾向にある場合にはアクセル開度Ａｃｃに応じた駆動力よりも小さな駆動力が発生されることになる。

次いで、ステップＳ８に移行して、前記ステップＳ６で算出し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。また、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”である場合には、警告用のモニタ２３を作動させ車線逸脱傾向にあることを通報する等の処理を行う。そして、メインプログラムに復帰する。

次に、上記第１の参考実施形態の動作を説明する。
今、自車両が走行車線中央を走行している場合には、前記ステップＳ２で算出される推定横変位Ｘｓが、Ｘｓ≧Ｘｃ及びＸｓ≦−Ｘｃのいずれも満足しないから、逸脱判断フラグＦLDは“ＯＦＦ”に設定される（ステップＳ３）。したがって、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”であるから目標ヨーモーメントはＭｓ＝０に設定され、逸脱回避用のヨーモーメントは発生されない。また、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”の場合には擬似アクセル開度Ａｓとして、アクセルペダルの踏込み量に応じたアクセル開度Ａｃｃが設定されることから、ドライバのアクセルペダルの操作量に応じた目標駆動力が発生されることになり、このとき、前述のようにヨーモーメントは発生されないから、ドライバの運転操作に即した車両挙動となる。

この状態から、自車両が左に逸脱する傾向となり推定横変位Ｘｓが増加し、Ｘｓ≧Ｘｃとなると逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”に設定される（ステップＳ３）。このため、図３に示すように、この時点におけるアクセル開度Ａｃｃを初期値Ａ₀として、この初期値Ａ₀から徐々に減少する値が擬似アクセル開度Ａｓとして設定され、やがて擬似アクセル開度はＡｓ＝０となる。この擬似アクセル開度Ａｓの減少に伴って、図４に示すように、補正ゲインＫasは０〔％〕から徐々に増加しやがて１００〔％〕となる。

このように擬似アクセル開度Ａｓに応じた駆動力が発生され、また、補正ゲインＫasに応じて目標ヨーモーメントＭｓが算出されることから、車線逸脱と判断されると、アクセルペダルの操作量に対して、発生される駆動力は徐々に減少しやがて零となって駆動力が低減される。一方、目標ヨーモーメントＭｓは駆動力の低下に伴って徐々に大きくなってやがて車線逸脱量に応じた目標ヨーモーメントＭｓを発生するよう制動力制御が行われることになる。

つまり、車線逸脱と判断され、これを回避するための目標ヨーモーメントＭｓを発生させるために制動力が発生されている状態では、アクセルペダルの操作が行われている状態であっても駆動力を低減するようにしているから、アクセルペダルの操作に伴う駆動力と逸脱回避のための制動力とが干渉することはなく、車線逸脱に必要とする十分なヨーモーメントを発生させることができ、逸脱回避のための制御による制御効果を十分得ることができる。

また、このとき、駆動力を徐々に低減させ且つ徐々にヨーモーメントを発生させるようにしているから車線逸脱を回避しつつ、駆動力を確保することができる。
そして、目標ヨーモーメントＭｓを発生させること、或いはドライバが操舵操作を行う等によって逸脱傾向から回復し、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”となると、擬似アクセル開度Ａｓは、逐次読み込まれるアクセル開度Ａｃｃと一致するように徐々に増加する。このため、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”となると、これに伴って目標ヨーモーメントＭｓが徐々に減少してやがて零となり、逆に、目標アクセルペダルの操作量に対して実際に発生する駆動力が徐々に回復しやがてアクセルペダルの操作量に応じた駆動力が発生される。

このように、車線逸脱傾向にあってヨーモーメントを発生させる場合には、アクセルペダルの操作量に応じた駆動力を発生させるのではなく、駆動力を低減し逆に目標ヨーモーメントＭｓを確保するようにしているから、目標ヨーモーメントＭｓを発生させるための制動力と駆動力とが干渉することを回避し、且つ、逸脱回避のための制御による制御効果を十分得ることができる。

また、このとき、車線逸脱傾向にあると判断されたときには、アクセルペダルの操作量に応じた駆動力を徐々に減少させ、且つ、目標ヨーモーメントＭｓを徐々に増加させ、また、車線逸脱傾向から回復したときには駆動力を徐々に増加させ、且つ目標ヨーモーメントＭｓを徐々に減少させるようにしている。したがって、駆動力や制動力が大きく変化することによってドライバに違和感を与えることを回避することができる。さらに、ヨーモーメント発生開始時には、駆動力を確保しつつヨーモーメントを発生させ、また、ヨーモーメント発生終了時には、ヨーモーメントを確保しつつ駆動力を回復させることができると共に、駆動力及び制動力との干渉を回避することができる。

また、このとき図３に示すように、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”となって擬似アクセル開度Ａｓをアクセル開度Ａｃｃまで増加させる際に、擬似アクセル開度Ａｓを速やかに変化させることによって、例えば、車線逸脱から回復したときには速やかに駆動力を回復させ、逆にヨーモーメントの発生を抑制することで、車線逸脱から回復したにも関わらずヨーモーメントが作用することを回避することができる。また、車線逸脱初期時には緩やかに擬似アクセル開度Ａｓを低減させることによって、例えば意図して一時的に車線逸脱傾向となった場合等に、駆動力が必要以上に低減されることを回避し、その後、車線逸脱傾向から回復したときには、駆動力を速やかに回復させることができる。

なお、上記第１の参考実施形態においては、図３に示すように、車線逸脱傾向にあると判断されたときには擬似アクセル開度Ａｓを零まで低減するようにした場合について説明したが、必ずしも零まで低減する必要はなく、逸脱回避のためのヨーモーメントを発生させるための制動力と駆動力とが干渉しない程度の目標駆動力に相当するアクセル開度まで低減するようにすればよい。

次に、本発明の実施形態を説明する。
この本発明の実施形態は、上記第１の参考実施形態において、車両状態コントロールユニット８で実行される演算処理の処理手順が異なること以外は同様であるので同一部の詳細な説明は省略する。
この本発明の実施形態では、図５のフローチャートに示す手順で演算処理を行う。
まず、ステップＳ１１で、上述の図２のステップＳ１の処理と同様にして各種データを読み込むと共に、アクセル開度Ａｃｃに応じたドライバ要求駆動力（以後、要求駆動力ともいう。）τｍを算出する。

次いで、ステップＳ１２に移行し、上記第１の参考実施形態と同様にして推定横変位Ｘｓを算出し、次いで車線逸脱判断を行う（ステップＳ１３）。
そして、ステップＳ１４に移行し、車線逸脱を回避するために必要な減速量を得るための制動力を作用させた場合に、要求駆動力τｍに応じて発生される駆動力と互いに反発すると予測される反発力に相当する制駆動力反発力τｃを算出する。具体的には、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”である場合には、制駆動力反発力τｃ＝０とする。また逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”である場合には、推定横変位Ｘｓと逸脱判断しきい値Ｘｃとの偏差に応じて設定し、Ｘｓ≧Ｘｃである場合には次式（９）に基づいて算出し、Ｘｓ≦−Ｘｃである場合には次式（１０）に基づいて算出する。
τｃ＝Ｋ１１×Ｋ１２×｜Ｘｓ−Ｘｃ｜ ……（９）
τｃ＝Ｋ１１×Ｋ１２×｜Ｘｓ＋Ｘｃ｜ ……（１０）
なお、式中のＫ１１は、車両諸元によって定まる比例係数である。また、Ｋ１２は車速に応じて変動する比例係数であって、例えば、車速が高くなるにしたがって小さくなるように設定される。

次いで、ステップＳ１５に移行し、目標駆動力τｓを算出する。この目標駆動力τｓは、前記ステップＳ１１で算出した要求駆動力τｍ、ステップＳ１４で算出した制駆動力反発力τｃに基づいて算出する。具体的には、制駆動力反発力τｃが、ドライバの要求駆動力τｍを零以上の範囲で制限すること及びエンジンブレーキ力を発生させることで達成可能な範囲である場合には、ドライバの要求駆動力τｍから制駆動力反発力τｃを差し引いて算出し、達成可能な範囲以上である場合には目標駆動力τsとしてエンジンブレーキ力相当でリミットをかけ、不足分については、制動力を制御することによって達成する。

つまり、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”のときには、駆動力を制限する必要はないから目標駆動力τｓとしてアクセル開度Ａｃｃに応じた要求駆動力τｍを設定する。一方、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”の場合には、場合分けを行い、制駆動力反発力がτｃ≦τｍ＋τｅを満足する場合には、目標駆動力τｓを次式（１１）により算出し、τｃ＞τｍ＋τｅを満足する場合には、次式（１２）により算出する。
なお、τｅは、この時点で期待することの可能なエンジンブレーキ力の絶対値であって、この時点におけるエンジンの運転状態、自動変速機、スロットル開度等に基づいて算出する。
τｓ＝τｍ−τｃ ……（１１）
τｓ＝−τｅ ……（１２）

次いで、ステップＳ１６に移行し、目標制動力τｂを算出する。具体的には、前記ステップＳ１４で算出した制駆動力反発力τｃのうち、ステップＳ１６における駆動力制限を行ったとしても不足する制駆動力反発力相当分を、目標制動力τｂとする。つまり、逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”の場合、制駆動力反発力τｃが、τｃ≦τｍ＋τｅの場合には、目標制動力はτｂ＝０とする。逆に、τｃ＞τｍ＋τｅの場合には、目標制動力τｂは、次式（１３）から算出する。
τｂ＝τｃ−（τｍ＋τｅ） ……（１３）

そして、このようにして算出した目標制動力τｂ、前記ステップＳ１１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐｍに基づいて、各車輪への目標制動流体圧Ｐｓｉを算出する。
この場合も、上記第１の参考実施形態と同様に、前記ステップＳ１１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐｍ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ＰｍR としたとき、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＦＦ”である場合には、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ＰｓFL、ＰｓFRは共に、マスタシリンダ圧Ｐｍ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ＰｓRL、ＰｓRRは共に後輪用マスタシリンダ圧ＰｍR となる。

一方、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”である場合には、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐｓｉは次式（１４）で与えられる。
ＰｓFL＝Ｐｍ＋ＫｂF×τｂ
ＰｓFR＝Ｐｍ＋ＫｂF×τｂ
ＰｓRL＝ＰｍR＋ＫｂR×τｂ
ＰｓRR＝ＰｍR＋ＫｂR×τｂ ……（１４）
なお、ここでは、各車輪の目標制動流体圧Ｐｓとして目標制動力τｂから換算される制動流体圧とマスタシリンダ圧Ｐｍとの和とした場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、目標制動流体圧Ｐｓとマスタシリンダ圧Ｐｍとのうちの何れか大きい方を選択するようにしてもよい。

このようにして目標制動力を算出したならば、ステップＳ１７に移行し、前記ステップＳ１５で算出した目標駆動力τｓを発生するよう駆動力制御信号を前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力する。
次いで、ステップＳ１８に移行して、前記ステップＳ１６で算出し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。また、前記逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”である場合には、警告用のモニタ２３を作動させる等の処理を行う。そして、メインプログラムに復帰する。

次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
この本発明の実施形態においては、車線逸脱傾向にない場合には、逸脱判断フラグFLD が“ＯＦＦ”となるから、制駆動力反発力τｃは零（ステップＳ１４）、目標駆動力はτｓ＝τｍ（ステップＳ１５）、目標制動力はτｂ＝０（ステップＳ１６）に設定される。したがって、車線逸脱回避のための減速は行われず、また、アクセルペダルの操作量に応じた要求駆動力τｍが発生されることになって、ドライバの操作に即した走行状態となる。

この状態から、車線逸脱傾向となり逸脱判断フラグＦLDが“ＯＮ”となると、このときの車線逸脱量（Ｘｓ−Ｘｃ）に基づいて、制駆動力反発力τｃが算出される。そして、この制駆動力反発力τｃが、ドライバの要求駆動力τｍとエンジンブレーキ力τｅとの和以下である場合には、目標制動力τｓとしてτｓ＝τｍ−τｃとして設定され、また、目標制動力τｂは零として設定され、これに応じて制動力及び駆動力が発生されることになる。

したがって、アクセルペダルが操作されており、本来ならば、要求駆動力τｍが発生されるはずであるが、このときの自車両の車線逸脱量を抑制するために必要な減速量に相当する制駆動力反発力τｃ分を、要求駆動力τｍから差し引いた値を目標駆動力τｓとしているから、結果的に、車線逸脱回避に必要な減速量が車両に作用することになり、また、要求駆動力τｍのうち、逸脱回避用減速量相当分を差し引いた駆動力は発生されることになるから、車線逸脱回避のための制動力とドライバ要求による駆動力とが干渉することはなく、車線逸脱回避用の減速量を確保しつつ、ドライバ要求による駆動力の発生をも行うことができる。

このとき、自車両の車線逸脱量が大きく、且つドライバのアクセルペダルの操作量が少ない場合等、制駆動力反発力τｃが、要求駆動力τｍとエンジンブレーキ力τｅとの和よりも大きい場合には、目標駆動力τｓとしてエンジンブレーキ力τｅが設定され、また、要求駆動力τｍとエンジンブレーキ力τｅとの和を、制駆動力反発力τｃから差し引いた値が目標制動力τｂとして設定される。

つまり、要求駆動力τｍを制限し且つエンジンブレーキ力τｅを発生させるようにしたとしても制駆動力反発力τｃに相当する制動力を発生させることができない場合には、駆動力をエンジンブレーキτｅ相当の駆動力まで低減し、駆動力を発生させつつ不足分を制動力により補うようにしたから、結果的に、制駆動力反発力τｃに相当する減速量を車両に作用させることができる。そして、この場合も、要求駆動力τｍを低減しつつ不足分を制動力を発生することで補うようにしているから、駆動力と制動力とが干渉することを回避し、車線逸脱回避のための制動力を確実に確保しつつ、可能な範囲で駆動力を発生させることができる。

また、この本発明の実施形態においては、自車両の車線逸脱量に応じた制駆動力反発力τｃ相当分に応じて駆動力低減を行い、また必要に応じて制動力を発生させるようにしているから、車線逸脱量の変化に即して滑らかに駆動力或いは制動力を変化させることができ、また、車線逸脱量の回復時にはこれに伴って駆動力を速やかに回復することができる。

なお、上記本発明の実施形態においては、制駆動力反発力τｃを算出し、要求駆動力τｍを調整し、さらに不足分を制動力で補うことにより制駆動力反発力τｃに相当する減速量を確保するようにした場合について説明したが、前記要求駆動力τｍのみを低減するようにすることも可能である。この場合、制駆動力反発力τｃに比較して要求駆動力τｍが小さい場合には制駆動力反発力τｃに相当する減速量を確保することはできないが、要求駆動力τｍと、車線逸脱回避に必要な減速量とが干渉することを回避することができ、十分ではない場合もあるものの、車線逸脱回避のための制御による制御効果を得ることができる。

ここで、上記本発明の実施形態において、図５のステップＳ１３の処理が逸脱検出手段に対応し、図５のステップＳ１４からステップＳ１８の処理が逸脱回避制御手段に対応し、駆動トルクコントロールユニット１２及びエンジン９が制駆動力発生手段に対応し、アクセル開度センサ１８からのアクセル開度Ａｃｃに応じた要求駆動力τｍを算出する処理が制駆動力要求量検出手段に対応し、図５のステップＳ１４の処理が反発力検出手段に対応し、ステップＳ１５の処理が制駆動力抑制手段に対応し、ステップＳ１６の処理が減速制御量算出手段に対応し、ステップＳ１８の処理が減速制御手段に対応し、ステップＳ１７及びＳ１８の処理が制駆動力制御手段に対応している。

また、上記各実施の形態においては、左側に車線逸脱をする場合について説明したが、右側に車線逸脱する場合も同様である。
また、上記各実施の形態においては、アクセルペダルの踏込みに応じた駆動力を発生させる場合に適用し、駆動力要求量検出手段としてアクセル開度センサ１８を適用し、アクセル開度Ａｃｃに応じた駆動力を抑制するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、先行車両との間の車間距離を一定に保って走行したり、或いは定速走行するよう車速制御を行う公知の追従走行制御装置からの駆動トルク指令値に応じた駆動力を発生させる場合等であっても適用することができ、この場合には、駆動力要求量検出手段により駆動トルク指令値を検出し、これに応じた駆動力を抑制するようにすればよい。

本発明における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１の車両状態コントロールユニット内で実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２の演算処理で用いられる制御マップである。 図２の演算処理で用いられる制御マップである。 本発明の実施形態で実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

５ＦＬ〜５ＲＲ 車輪
６ＦＬ〜６ＲＲ ホイールシリンダ
７ 制動流体圧制御回路
８ 車両状態コントロールユニット
９ エンジン
１２ 駆動トルクコントロールユニット
１３ 単眼カメラ
１４ カメラコントローラ
１５ 加速度センサ
１６ ヨーレートセンサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ アクセル開度センサ
１９ 操舵角センサ
２０ 方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲ 車輪速度センサ
２３ モニタ

Claims (6)

1. 自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかを検出する逸脱検出手段と、
   当該逸脱検出手段で車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向に自車両の車両挙動を制御する逸脱回避制御手段と、
   ドライバの操作により要求される制駆動力要求量を検出する制駆動力要求量検出手段と、
   前記制駆動力要求量に応じた制駆動力を発生する制駆動力発生手段と、
   前記逸脱回避制御手段における逸脱回避制御に伴い発生される制駆動力と前記制駆動力要求量に応じた制駆動力との間で互いに他方を阻害する方向に作用する制駆動力分を反発力として検出する反発力検出手段と、
   前記車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、前記制駆動力発生手段で発生する制駆動力を、前記反発力検出手段で検出される反発力相当だけ抑制する制駆動力抑制手段と、を備え、
   前記逸脱回避制御手段での逸脱回避制御に伴い発生される制駆動力と前記制駆動力発生手段で発生される制駆動力との間の干渉を防止することを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 前記逸脱回避制御手段は、逸脱を回避するための減速制御量を算出する減速制御量算出手段と、
   当該減速制御量算出手段で算出した減速制御量相当の減速度を発生させるよう制駆動力制御を行う減速制御手段と、を備え、
   前記減速制御量算出手段は、前記制駆動力要求量に応じた制駆動力と前記反発力との偏差に基づいて前記減速制御量を算出することを特徴とする請求項１記載の車線逸脱防止装置。
3. エンジンブレーキ力を検出するエンジンブレーキ力検出手段を備え、
   前記減速制御量算出手段は、前記反発力が、前記制駆動力要求量に応じた制駆動力よりも大きいとき、前記制駆動力要求量相当の制駆動力と前記エンジンブレーキ力検出手段で検出したエンジンブレーキ力との和を、前記反発力から減算した値を、前記減速制御量として算出することを特徴とする請求項２記載の車線逸脱防止装置。
4. 自車両が車線逸脱傾向にあるかどうかを検出する逸脱検出手段と、
   ドライバの操作により要求される制駆動力要求量を検出する制駆動力要求量検出手段と、
   前記制駆動力要求量に応じた制駆動力を発生する制駆動力発生手段と、
   前記逸脱検出手段で車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、前記制駆動力要求量に応じた制駆動力と前記車線逸脱傾向を回避するための減速度を発生させるために必要な制駆動力との間で互いに他方を阻害する方向に作用する制駆動力分を反発力として検出する反発力検出手段と、
   前記車線逸脱傾向にあることが検出されたとき、前記制駆動力発生手段で発生される制駆動力から前記反発力を差し引いて前記反発力相当の減速度を発生させるための制駆動力を算出する制駆動力算出手段と、
   当該制駆動力算出手段で算出した制駆動力を発生するよう制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置。
5. 前記制駆動力抑制手段は、前記逸脱検出手段での検出結果に基づき逸脱傾向から回復したと予測されるときには、前記制駆動力の抑制を解除することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車線逸脱防止装置。
6. 前記制駆動力抑制手段は、前記制駆動力の抑制又は解除に伴い、前記制駆動力発生手段により発生される制駆動力の変動量を制限することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車線逸脱防止装置。

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