JP4765212B2 - 自動操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような自動操舵装置には、自車が走行する車線を検出する車線検出部が設けられている。この車線検出部としては、▲１▼区分車線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲２▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
【０００３】
このような自動操舵装置による制御を図1を用いて説明すると、通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲１▼の場合には検出した左側区分車線LL及び右側区分車線RLから求まる車線幅中央位置CLを自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲２▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列が車線幅中央位置CLに敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【０００４】
従って、自動操舵制御が行われている車両20は、自車左右方向の中心となる車両中心線CCが車線内中央位置CLに一致した状態（状態A）になるように制御される。すなわち、状態Bのように車両中心線CCが左側区分車線LL側に寄っている場合は右方向への転舵が自動的に行われる。逆に、状態Cのように車両中心線CCが右側区分車線RL側に寄っている場合は左方向への転舵が自動的に行われる。
【０００５】
このように、上記の車線検出部▲１▼及び▲２▼の何れの場合でも、車線幅の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行っている。
一方、運転者が希望する一定の車速で走行するように自動で車速を制御する定速走行制御装置や、さらに前方車両との車間距離をレーダ等で計測して所定の車間距離を維持する制御機能を備えた車間距離制御機能付定速走行制御装置（以下、車間距離制御機能付のものも、定速走行制御装置と称する。）が、既に一般的に車両に搭載されつつある。
【０００６】
このような、定速走行制御装置では、主スイッチをONにした後、制御開始を運転者が指示するためのセットスイッチを設けている。セットスイッチは、定速走行制御を行うための車速や車間距離制御を行うための車間距離をセットするためのモーメンタリ型（オートリターン型）のスイッチで、運転者により操作された時点から制御を開始するように構成されるのが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、常に車線内の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行うと、以下のような問題が生ずる。
(1)自車線に隣接した路肩が狭い区間や、隣接車線が工事中等の区間では、運転者の心理として、路肩や隣接車線側に余裕がないと不安感を抱く。
【０００８】
(2)隣接車線の交通流の速度と自車の走行速度との差が或る程度以上あると、上記(1)同様に、運転者が不安感を抱く。
(3)道路維持作業車両の場合、自動操舵制御で車線端を走行することができない。
【０００９】
上記(1)〜(3)の問題は、特に車線幅に対して余裕の少ない大型車両では深刻な問題となる。
このような問題を解決するためには、自動操舵制御の開始時に運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることが望ましい。そこで、自動操舵装置においても、自動操舵制御を開始するための開始スイッチを運転者が操作した時点の車線内における自車両の位置を目標車線内位置として制御できるようにすることが考えられる。
【００１０】
この場合、自動操舵制御の開始時において、同図に示した状態Bのように車両20が左側区分車線LL寄りであれば、車線幅中央位置CLではなく、状態Bにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定し、状態Cのように車両20が右側区分車線RL寄りであれば、状態Cにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定すればよい。
【００１１】
ここで、自動操舵装置と定速走行制御装置の双方を車載する場合を想定する。この場合、自動操舵装置についても、上記の定速走行制御装置の場合と同様に、自動操舵制御用主スイッチをONにした後、開始スイッチの操作によって自動操舵を開始するように構成すると以下の4つのスイッチが必要となる。
【００１２】
(1)定速走行主スイッチ
(2)セットスイッチ（定速走行用）
(3)自動操舵主スイッチ
(4)開始スイッチ（自動操舵用）
この内、定速走行主スイッチ(1)及び自動操舵主スイッチ(3)は、予め操作しておき、車両周囲や走行路の状況を見て定速走行制御を開始する場合はセットスイッチ(2)を操作し、自動操舵制御を開始する場合は開始スイッチ(4)を操作することになる。従って、定速走行主スイッチ(1)及び自動操舵主スイッチ(3)に比べて、セットスイッチ(2)及び開始スイッチ(4)は操作性が良好である必要がある。
【００１３】
定速走行制御装置は既に一般に車載されているので、特にセットスイッチ(2)は、非常に操作を行いやすいステアリングホイール周辺に設置されていることが多い。
現在の車両の運転席回りのスイッチ類の設置状況を鑑みると、開始スイッチ(4)を操作性の優れた場所に他スイッチと併設するにはコスト的な問題がある。しかしながら、開始スイッチ(4)を操作性の悪い場所に設置すると、運転者による操作時に車両がふらついてしまったり、前方不注意になったりする危険性がある。
【００１４】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、自動操舵制御の開始スイッチを操作性の良い場所に設置すると共に、自動操舵制御の開始時に運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、車線検出部と、該車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置を求めると共に該相対位置を元に該車両を車線内に走行させるための目標車線内位置を求める演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、該演算部に定速走行制御の実施可否を設定する定速走行制御主スイッチと、該演算部に自動操舵制御の実施可否を設定する自動操舵主スイッチと、該両主スイッチにて実施可に設定された制御のみを開始指示するための単一の開始スイッチとを備え、該演算部は、該開始スイッチによる制御開始指示がなされた時、該定速走行制御と該自動操舵制御の内、開始指示がされている制御を開始するとともにブレーキ操作が検出された時に該開始スイッチにより実施されている制御を解除することを特徴としている。
【００１６】
すなわち本発明においては、運転者が定速走行制御装置による定速走行制御の実施可否を設定するためのスイッチと、自動操舵制御の実施可否を設定するためのスイッチと、該主スイッチにて実施可に設定された制御を開始指示するための単一の開始スイッチとを用いている。
また、演算部が、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置（例えば、車線幅中央位置又は区分車線位置と車両基準位置との相対位置）を求め、この相対位に基づいて該車両の目標車線内位置を求める。
【００１７】
アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
この場合、演算部は、開始スイッチによる制御開始指示がなされた時、定速走行制御と自動操舵制御の内、開始指示がされている制御を開始する。また、演算部は、ブレーキ操作が検出された時に該開始スイッチにより実施されている制御を解除する。
このようにして、本発明では、定速走行制御の実施可を指示するためのスイッチと自動操舵制御の実施可を指示するためのスイッチを兼用した単一の開始スイッチを従来の定速走行制御用のセットスイッチと同様にステアリングホイール周辺の操作性の良い場所に設置することが可能となる。
【００１８】
また、運転者が開始スイッチを操作した時点において、図1の車両20が状態Bであれば、目標車線内位置が左側区分車線LL寄り設定され、状態Cであれば目標車線内位置が右側区分車線RL寄り設定されることになり、運転者は、自動操舵制御の開始時に目標車線内位置を任意に設定することができる。
【００１９】
上記の開始スイッチは、1回の操作で自動操舵制御開始用及び定速走行制御開始用に共通した信号を出力してもよく、1回の操作で自動操舵制御開始用の信号及び定速走行制御開始用の信号をそれぞれ出力してもよい。
また、本発明に係る自動操舵装置は、該開始スイッチによる開始設定がなされた後に、該自動操舵主スイッチ及び該定速走行主スイッチにより、前記両主スイッチに対応する制御を無効にすることが可能である。
【００２０】
従って、運転者が開始スイッチを操作する時点で、自動操舵主スイッチが“ON”であり定速走行主スイッチが“OFF”であれば自動操舵制御のみ、自動操舵主スイッチが“ON”であり定速走行主スイッチが“OFF”であれば自動操舵制御のみ、自動操舵主スイッチ及び定速走行主スイッチが共に“ON”であれば自動操舵制御及び定速走行制御を開始することが可能になる。
【００２１】
また、上記のように自動操舵制御及び定速走行制御を開始した後、自動操舵主スイッチ又は定速走行主スイッチの何れか一方を“OFF”にすれば、自動操舵制御又は定速走行制御を無効にすることができる。
このように、運転者による各スイッチの選択により状況に応じて適切な制御を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、上記の定速走行制御装置は車間距離制御機能を有するものであってもよい。
また、本発明に係る自動操舵装置は、上記の定速走行制御装置を含むものであってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、定速走行制御装置と一体を成すものであり、自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、開始スイッチ3、車線検出部4、演算部5、操舵アクチュエータ6、自車状況検出部7、及びパワートレイン制御部8で構成されている。
【００２４】
自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2は、それぞれ自動操舵制御及び定速走行制御を実施するか否かを運転者が予め選択しておくためのものである。
開始スイッチ3は、自動操舵制御及び／又は定速走行制御を開始する際に運転者が操作することにより、自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2の選択状況に応じて自動操舵制御及び／又は定速走行制御を開始するためのものであり、モーメンタリ型（オートリターン型）のスイッチを用いればよい。
【００２５】
車線検出部4は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【００２６】
演算部5は、自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、及び開始スイッチ3からのそれぞれのスイッチ信号と車線検出部4からの車線情報と自車状況検出部7から自車の車両情報とを読み込む入力部51と、この入力部51の出力信号を用いて自動操舵制御及び定速走行制御に関する演算・判断を行うCPU52と、演算などでCPU52が使用するRAM53と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくROM54と、CPU52で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ4及びパワートレイン制御装置8を駆動する出力部55と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部56とで構成されている。
【００２７】
操舵アクチュエータ6は、出力部55からの出力により車両の操舵輪（図示せず）を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
自車状況検出部7は、自動操舵制御や定速走行制御に必要となる車速やブレーキペダル操作状況等の車両情報を検出する周知の装置を用いればよい。
【００２８】
また、パワートレイン制御装置8は、エンジン制御装置や変速機制御装置(図示せず)で構成され、出力部55からの出力により定速走行制御を行う周知の装置を用いればよい。
なお、定速走行制御装置が車間距離制御機能を有するものである場合、上記の構成に加え、前方車両との車間距離を計測するレーダ装置9や、出力部55からの出力により車両のブレーキまたは補助ブレーキ(排気ブレーキ、リターダ)を作動させるためのブレーキ制御装置10を備える構成とし、CPU52が車間距離制御に関する演算・判断も行うようにすることも可能である。
【００２９】
図3及び図4は、図2に示した演算部5におけるROM54に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図3及び図4を参照して図2の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、CPUなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【００３０】
なお、図3は自動操舵制御に関するフローであり、図4は定速走行制御に関するフローであり、運転者による自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2の選択状況に応じて、それぞれのフローが実施されることになる。
また、フローチャート中で用いる操舵制御フラグ及び定速走行制御フラグは、それぞれ自動操舵制御及び定速走行制御が実施されているか否かを表すフラグであり、本実施例の自動操舵装置の起動時におけるイニシャライズ処理で“OFF”に設定されているものとする。
【００３１】
(1) 自動操舵制御及び定速走行制御の開始時
まず、運転者が自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2が共に“ON”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、自動操舵制御及び定速走行制御の開始を指示した直後における動作を説明する。
【００３２】
CPU52は、入力部51を介して自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、及び開始スイッチ3からのそれぞれのスイッチ信号と車線検出部4からの車線情報と自車状況検出部7から自車の車両情報とを読み込む(ステップS1)。この場合、車線検出部4からの車線情報は、自車左右方向中心線を基準として検出した車線の相対位置に関する情報（区分車線検出の場合は、左右の区分車線の位置情報であり、マーカ列検出の場合は、マーカ列の位置情報）である。
【００３３】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ自動操舵主スイッチ信号を確認し(ステップS2)、この場合は自動操舵主スイッチが“ON”であるので、さらに操舵制御フラグを確認する(同S3)。
この時点では、操舵制御フラグは“OFF”であるので、開始スイッチ信号を確認する(同S4)。運転者が開始スイッチ3を操作した直後は開始スイッチが“ON”であるので、操舵制御フラグを“ON”にし(同S8)、ステップS1で読み込んだ車線情報に基いて車線幅中央位置を算出する(同S9)。
【００３４】
この場合、車線検出部4の車線情報が、区分車線情報であれば、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置とし、マーカ列情報を用いる場合はマーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とするのが通常である。
次にCPU32は、“O”からステップS6で求めた車線幅中央位置を減じた値を調整量として記憶し(同S10)、さらに、ステップS6で算出した車線幅中央位置に加算することにより、目標車線内位置を決定する(同S13)。この目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
(a)目標車線内位置＝0：目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
(b)目標車線内位置＜0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。
(c)目標車線内位置＞0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
【００３５】
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する(ステップS14)。
すなわち、目標車線内位置＝0の場合(a)には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップS15において、操舵アクチュエータ4を中立保持するように制御する。
【００３６】
また、目標車線内位置＜0の場合(b)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップS16において、操舵アクチュエータ4を左転舵制御する。
さらに目標車線内位置＞0の場合(c)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップS17において、操舵アクチュエータ4を右転舵制御を行う。
【００３７】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ定速走行主スイッチ信号を確認し(図4のステップS18)、この場合は定速走行主スイッチが“ON”であるので、さらに定速走行制御フラグを確認する(同S19)。
この時点では、定速走行制御フラグは“OFF”であるので、開始スイッチ信号を確認する(同S20)。運転者が開始スイッチ3を操作した直後は開始スイッチが“ON”であるので、定速走行制御フラグを“ON”にし(同S24)、ステップS1で読み込んだ車速情報に基づいて定速走行制御のためのセット値を算出・代入し(同S25)、セット値となるようにパワートレイン制御装置8を介して定速走行制御を行う(同S27)。
【００３８】
(2) 自動操舵制御及び定速走行制御中
次に、自動操舵制御及び定速走行制御中の動作を説明する。
上記(1)の場合と同様に、CPU52は、入力部51を介して自動操舵主スイッチ信号、定速走行主スイッチ信号、開始スイッチ信号と車線情報と車両情報とを読み込む(図3のステップS1)。
【００３９】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ自動操舵主スイッチ信号を確認し(ステップS2)、この場合は自動操舵主スイッチが“ON”であるので、さらに操舵制御フラグを確認する(同S3)。
上記(1)のステップS8で操舵制御フラグが“ON”になっているので、解除条件を確認する(同S11)。解除条件としては、例えば、ブレーキ操作を検出した場合などが考えられるがここでは詳細の説明は省略する。
【００４０】
解除条件が満たされた場合は、ステップS5に処理を進め、調整量を“0”にリセットした後、操舵制御フラグを“OFF”にし(同S6)、操舵無制御(同S7)とする。
ステップS11で解除条件が満たされていない場合は、自動操舵制御を継続するので、車線幅中央位置を算出し(同S12)、車線幅中央位置に上記(1)のステップS10で記憶した調整量を加算して、目標車線内位置を求める(同S13)。
【００４１】
このようにして決定した目標車線内位置について、以降、ステップS14〜S17の処理を上記(1)の場合と同様に行なう。
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ定速走行主スイッチ信号を確認し(図4のステップS18)、この場合は定速走行主スイッチが“ON”であるので、さらに定速走行制御フラグを確認する(同S19)。
【００４２】
上記(1)のステップS24で定速走行制御フラグが“ON”になっているので、解除条件を確認する(同S26)。解除条件が満たされた場合は、ステップS21に処理を進め、セット値を“0”にリセットした後、定速走行制御フラグを“OFF”にし(同S22)、定速走行無制御(同S23)として処理を終了する。
【００４３】
ステップS26で解除条件が満たされていない場合は、定速走行制御を継続するので、上記(1)のステップS25で求めたセット値を用いて、セット値となるようにパワートレイン制御装置8を介して定速走行制御を行う(同S27)。
(3) 自動操舵制御のみを実施する場合
次に、運転者が自動操舵主スイッチ1を“ON”、定速走行主スイッチ2を“OFF”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、自動操舵制御のみの開始を指示した場合の動作を説明する。
【００４４】
この場合、CPU52は、上記(1)のステップS1からS17を実施した後、図4のステップS18に定速走行主スイッチが“OFF”であるので、ステップS21に処理を進め、セット値を“0”にリセットした後、定速走行制御フラグを“OFF”にし(図4のステップS22)、定速走行無制御(同S23)として処理を終了する。
【００４５】
従って、定速走行制御は実施されず、自動操舵制御のみが実施されることになる。
(4) 定速走行制御のみを実施する場合
次に、運転者が自動操舵主スイッチ1を“OFF”、定速走行主スイッチ2を“ON”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、定速走行制御のみの開始を指示した場合の動作を説明する。
【００４６】
この場合、CPU52は、上記(1)のステップS2において、自動操舵主スイッチが “OFF”であるので、ステップS5に処理を進め、調整量を“0”にリセットした後、操舵制御フラグを“OFF”にし(図3のステップS6)、操舵無制御(同S7)として処理を終了する。
【００４７】
従って、自動操舵制御は実施されず、定速走行制御のみが実施されることになる。
なお、定速走行制御装置が車間距離制御機能を有する場合、CPU52は、上記のフローチャートのステップS1においてレーダ装置9からの前方車間距離情報を読み込み、ステップS25で算出するセット値に車間距離制御のためのセット値を含め、ステップS27において、パワートレイン制御装置8及びブレーキ制御装置10を介して定速走行制御と車間距離制御を行ってもよい。
【００４８】
また、上記の実施例の自動操舵制御においては、自車左右方向中心線を基準として相対的に求めた車線幅中央位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めている。この場合、車両と車線との相対位置は、車両を基準とする車線（車線幅中央位置）の相対位置である。
【００４９】
これとは逆に、車線を基準とする車両の相対位置を車両と車線との相対位置として使用することも可能である。すなわち、車線（区分車線位置又は車線幅中央位置）を基準として相対的に求めた自車の特定位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めても上記と同様の動作を実現することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、運転者は道路状況等に合わせて自動操舵と定速走行の選択的な実施が出来ると同時に、運転者に対する制御の開始操作の複雑さを軽減している。すなわち、自動操舵制御や定速走行制御の主スイッチ操作時における、運転者の運転操作への集中が分散してしまい車両のふらつきが発生する懸念や、運転者の前方不注意といった危険を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動操舵制御における目標車線内位置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図３】図2に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムの自動操舵制御に関連したフローを示したフローチャート図である。
【図４】図2に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムの定速走行制御に関連したフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
1 自動操舵主スイッチ
2 定速走行主スイッチ
3 開始スイッチ
4 車線検出部
5 演算部
6 操舵アクチュエータ
7 車状況検出部
8 パワートレイン制御装置
9 レーダ装置
10 ブレーキ制御装置
20 車両
CC 車両中心線
CL 車線幅中央位置
RL 右側区分車線
LL 左側区分車線
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は自動操舵装置に関し、特に車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような自動操舵装置には、自車が走行する車線を検出する車線検出部が設けられている。この車線検出部としては、▲１▼区分車線をカメラ等を用いて視覚的に検出するもの、▲２▼車線内に磁石や電波発信機から成るマーカ列を敷設し、このマーカ列を磁気センサや電波アンテナで検出するもの、などが一般的に知られている。
【０００３】
このような自動操舵装置による制御を図1を用いて説明すると、通常は、車線内の中央を走行することが望ましいと考えられるので、上記の車線検出部▲１▼の場合には検出した左側区分車線LL及び右側区分車線RLから求まる車線幅中央位置CLを自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行い、また、上記の車線検出部▲２▼の場合には、目標車線内位置としてマーカ列が車線幅中央位置CLに敷設され、自動操舵装置はこれを目標車線内位置として制御を行っている。
【０００４】
従って、自動操舵制御が行われている車両20は、自車左右方向の中心となる車両中心線CCが車線内中央位置CLに一致した状態（状態A）になるように制御される。すなわち、状態Bのように車両中心線CCが左側区分車線LL側に寄っている場合は右方向への転舵が自動的に行われる。逆に、状態Cのように車両中心線CCが右側区分車線RL側に寄っている場合は左方向への転舵が自動的に行われる。
【０００５】
このように、上記の車線検出部▲１▼及び▲２▼の何れの場合でも、車線幅の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行っている。
一方、運転者が希望する一定の車速で走行するように自動で車速を制御する定速走行制御装置や、さらに前方車両との車間距離をレーダ等で計測して所定の車間距離を維持する制御機能を備えた車間距離制御機能付定速走行制御装置（以下、車間距離制御機能付のものも、定速走行制御装置と称する。）が、既に一般的に車両に搭載されつつある。
【０００６】
このような、定速走行制御装置では、主スイッチをONにした後、制御開始を運転者が指示するためのセットスイッチを設けている。セットスイッチは、定速走行制御を行うための車速や車間距離制御を行うための車間距離をセットするためのモーメンタリ型（オートリターン型）のスイッチで、運転者により操作された時点から制御を開始するように構成されるのが一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、常に車線内の中央を自動操舵装置の目標車線内位置として制御を行うと、以下のような問題が生ずる。
(1)自車線に隣接した路肩が狭い区間や、隣接車線が工事中等の区間では、運転者の心理として、路肩や隣接車線側に余裕がないと不安感を抱く。
【０００８】
(2)隣接車線の交通流の速度と自車の走行速度との差が或る程度以上あると、上記(1)同様に、運転者が不安感を抱く。
(3)道路維持作業車両の場合、自動操舵制御で車線端を走行することができない。
【０００９】
上記(1)〜(3)の問題は、特に車線幅に対して余裕の少ない大型車両では深刻な問題となる。
このような問題を解決するためには、自動操舵制御の開始時に運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることが望ましい。そこで、自動操舵装置においても、自動操舵制御を開始するための開始スイッチを運転者が操作した時点の車線内における自車両の位置を目標車線内位置として制御できるようにすることが考えられる。
【００１０】
この場合、自動操舵制御の開始時において、同図に示した状態Bのように車両20が左側区分車線LL寄りであれば、車線幅中央位置CLではなく、状態Bにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定し、状態Cのように車両20が右側区分車線RL寄りであれば、状態Cにおける車両中心線CCの位置を目標車線内位置として設定すればよい。
【００１１】
ここで、自動操舵装置と定速走行制御装置の双方を車載する場合を想定する。この場合、自動操舵装置についても、上記の定速走行制御装置の場合と同様に、自動操舵制御用主スイッチをONにした後、開始スイッチの操作によって自動操舵を開始するように構成すると以下の4つのスイッチが必要となる。
【００１２】
(1)定速走行主スイッチ
(2)セットスイッチ（定速走行用）
(3)自動操舵主スイッチ
(4)開始スイッチ（自動操舵用）
この内、定速走行主スイッチ(1)及び自動操舵主スイッチ(3)は、予め操作しておき、車両周囲や走行路の状況を見て定速走行制御を開始する場合はセットスイッチ(2)を操作し、自動操舵制御を開始する場合は開始スイッチ(4)を操作することになる。従って、定速走行主スイッチ(1)及び自動操舵主スイッチ(3)に比べて、セットスイッチ(2)及び開始スイッチ(4)は操作性が良好である必要がある。
【００１３】
定速走行制御装置は既に一般に車載されているので、特にセットスイッチ(2)は、非常に操作を行いやすいステアリングホイール周辺に設置されていることが多い。
現在の車両の運転席回りのスイッチ類の設置状況を鑑みると、開始スイッチ(4)を操作性の優れた場所に他スイッチと併設するにはコスト的な問題がある。しかしながら、開始スイッチ(4)を操作性の悪い場所に設置すると、運転者による操作時に車両がふらついてしまったり、前方不注意になったりする危険性がある。
【００１４】
従って本発明は、車両が車線内保持走行を行うための自動操舵装置において、自動操舵制御の開始スイッチを操作性の良い場所に設置すると共に、自動操舵制御の開始時に運転者が目標車線内位置を任意に設定できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自動操舵装置は、車線検出部と、該車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置を求めると共に該相対位置を元に該車両を車線内に走行させるための目標車線内位置を求める演算部と、該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、該演算部に定速走行制御の実施可否を設定する定速走行制御主スイッチと、該演算部に自動操舵制御の実施可否を設定する自動操舵主スイッチと、該両主スイッチにて実施可に設定された制御のみを開始指示するための単一の開始スイッチとを備え、該演算部は、該開始スイッチによる制御開始指示がなされた時、該定速走行制御と該自動操舵制御の内、開始指示がされている制御を開始するとともにブレーキ操作が検出された時に該開始スイッチにより実施されている制御を解除することを特徴としている。
【００１６】
すなわち本発明においては、運転者が定速走行制御装置による定速走行制御の実施可否を設定するためのスイッチと、自動操舵制御の実施可否を設定するためのスイッチと、該主スイッチにて実施可に設定された制御を開始指示するための単一の開始スイッチとを用いている。
また、演算部が、車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置（例えば、車線幅中央位置又は区分車線位置と車両基準位置との相対位置）を求め、この相対位に基づいて該車両の目標車線内位置を求める。
【００１７】
アクチュエータは、演算部によって決定された目標車線内位置に基づいて操舵制御を行う。
この場合、演算部は、開始スイッチによる制御開始指示がなされた時、定速走行制御と自動操舵制御の内、開始指示がされている制御を開始する。また、演算部は、ブレーキ操作が検出された時に該開始スイッチにより実施されている制御を解除する。
このようにして、本発明では、定速走行制御の実施可を指示するためのスイッチと自動操舵制御の実施可を指示するためのスイッチを兼用した単一の開始スイッチを従来の定速走行制御用のセットスイッチと同様にステアリングホイール周辺の操作性の良い場所に設置することが可能となる。
【００１８】
また、運転者が開始スイッチを操作した時点において、図1の車両20が状態Bであれば、目標車線内位置が左側区分車線LL寄り設定され、状態Cであれば目標車線内位置が右側区分車線RL寄り設定されることになり、運転者は、自動操舵制御の開始時に目標車線内位置を任意に設定することができる。
【００１９】
上記の開始スイッチは、1回の操作で自動操舵制御開始用及び定速走行制御開始用に共通した信号を出力してもよく、1回の操作で自動操舵制御開始用の信号及び定速走行制御開始用の信号をそれぞれ出力してもよい。
また、本発明に係る自動操舵装置は、該開始スイッチによる開始設定がなされた後に、該自動操舵主スイッチ及び該定速走行主スイッチにより、前記両主スイッチに対応する制御を無効にすることが可能である。
【００２０】
従って、運転者が開始スイッチを操作する時点で、自動操舵主スイッチが“ON”であり定速走行主スイッチが“OFF”であれば自動操舵制御のみ、自動操舵主スイッチが“ON”であり定速走行主スイッチが“OFF”であれば自動操舵制御のみ、自動操舵主スイッチ及び定速走行主スイッチが共に“ON”であれば自動操舵制御及び定速走行制御を開始することが可能になる。
【００２１】
また、上記のように自動操舵制御及び定速走行制御を開始した後、自動操舵主スイッチ又は定速走行主スイッチの何れか一方を“OFF”にすれば、自動操舵制御又は定速走行制御を無効にすることができる。
このように、運転者による各スイッチの選択により状況に応じて適切な制御を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、上記の定速走行制御装置は車間距離制御機能を有するものであってもよい。
また、本発明に係る自動操舵装置は、上記の定速走行制御装置を含むものであってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に係る自動操舵装置の一実施例の構成が示されている。この実施例による自動操舵装置は、定速走行制御装置と一体を成すものであり、自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、開始スイッチ3、車線検出部4、演算部5、操舵アクチュエータ6、自車状況検出部7、及びパワートレイン制御部8で構成されている。
【００２４】
自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2は、それぞれ自動操舵制御及び定速走行制御を実施するか否かを運転者が予め選択しておくためのものである。
開始スイッチ3は、自動操舵制御及び／又は定速走行制御を開始する際に運転者が操作することにより、自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2の選択状況に応じて自動操舵制御及び／又は定速走行制御を開始するためのものであり、モーメンタリ型（オートリターン型）のスイッチを用いればよい。
【００２５】
車線検出部4は、自車を基準として検出した車線の相対位置に関する情報を出力するものであり、カメラと画像処理装置との組合せや、レーンマーカ・センサと信号処理装置との組合せなどにより構成することができる周知のものを用いればよい。
【００２６】
演算部5は、自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、及び開始スイッチ3からのそれぞれのスイッチ信号と車線検出部4からの車線情報と自車状況検出部7から自車の車両情報とを読み込む入力部51と、この入力部51の出力信号を用いて自動操舵制御及び定速走行制御に関する演算・判断を行うCPU52と、演算などでCPU52が使用するRAM53と、制御プログラムや制御パラメータを格納しておくROM54と、CPU52で得られた出力データに従って操舵アクチュエータ4及びパワートレイン制御装置8を駆動する出力部55と、車両電源からこれらの各部に必要な電源を供給するための電源部56とで構成されている。
【００２７】
操舵アクチュエータ6は、出力部55からの出力により車両の操舵輪（図示せず）を自動的に作動させる周知の装置を用いればよい。
自車状況検出部7は、自動操舵制御や定速走行制御に必要となる車速やブレーキペダル操作状況等の車両情報を検出する周知の装置を用いればよい。
【００２８】
また、パワートレイン制御装置8は、エンジン制御装置や変速機制御装置(図示せず)で構成され、出力部55からの出力により定速走行制御を行う周知の装置を用いればよい。
なお、定速走行制御装置が車間距離制御機能を有するものである場合、上記の構成に加え、前方車両との車間距離を計測するレーダ装置9や、出力部55からの出力により車両のブレーキまたは補助ブレーキ(排気ブレーキ、リターダ)を作動させるためのブレーキ制御装置10を備える構成とし、CPU52が車間距離制御に関する演算・判断も行うようにすることも可能である。
【００２９】
図3及び図4は、図2に示した演算部5におけるROM54に格納されている制御プログラムの流れを示したものであり、以下、この図3及び図4を参照して図2の実施例の動作を説明する。なお、このフローチャートは所定時間間隔で開始されるものとし、制御装置の制御に係る部分のみを記述しているが、CPUなどのハードウエア起動時の初期処理などは省略されている。
【００３０】
なお、図3は自動操舵制御に関するフローであり、図4は定速走行制御に関するフローであり、運転者による自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2の選択状況に応じて、それぞれのフローが実施されることになる。
また、フローチャート中で用いる操舵制御フラグ及び定速走行制御フラグは、それぞれ自動操舵制御及び定速走行制御が実施されているか否かを表すフラグであり、本実施例の自動操舵装置の起動時におけるイニシャライズ処理で“OFF”に設定されているものとする。
【００３１】
(1) 自動操舵制御及び定速走行制御の開始時
まず、運転者が自動操舵主スイッチ1及び定速走行主スイッチ2が共に“ON”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、自動操舵制御及び定速走行制御の開始を指示した直後における動作を説明する。
【００３２】
CPU52は、入力部51を介して自動操舵主スイッチ1、定速走行主スイッチ2、及び開始スイッチ3からのそれぞれのスイッチ信号と車線検出部4からの車線情報と自車状況検出部7から自車の車両情報とを読み込む(ステップS1)。この場合、車線検出部4からの車線情報は、自車左右方向中心線を基準として検出した車線の相対位置に関する情報（区分車線検出の場合は、左右の区分車線の位置情報であり、マーカ列検出の場合は、マーカ列の位置情報）である。
【００３３】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ自動操舵主スイッチ信号を確認し(ステップS2)、この場合は自動操舵主スイッチが“ON”であるので、さらに操舵制御フラグを確認する(同S3)。
この時点では、操舵制御フラグは“OFF”であるので、開始スイッチ信号を確認する(同S4)。運転者が開始スイッチ3を操作した直後は開始スイッチが“ON”であるので、操舵制御フラグを“ON”にし(同S8)、ステップS1で読み込んだ車線情報に基いて車線幅中央位置を算出する(同S9)。
【００３４】
この場合、車線検出部4の車線情報が、区分車線情報であれば、左側区分車線と右側区分車線の中央を車線幅中央位置とし、マーカ列情報を用いる場合はマーカ列の位置をそのまま車線幅中央位置とするのが通常である。
次にCPU32は、“O”からステップS6で求めた車線幅中央位置を減じた値を調整量として記憶し(同S10)、さらに、ステップS6で算出した車線幅中央位置に加算することにより、目標車線内位置を決定する(同S13)。この目標車線内位置は、自車左右方向中心線を基準としているので以下のようになる。
(a)目標車線内位置＝0：目標車線内位置が自車左右方向中心線上にある。
(b)目標車線内位置＜0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にある。
(c)目標車線内位置＞0：目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にある。
【００３５】
このようにして決定した目標車線内位置を上記の何れの場合に該当するか否かを判定する(ステップS14)。
すなわち、目標車線内位置＝0の場合(a)には、自車左右方向中心線上に目標車線内位置が存在するので、ステップS15において、操舵アクチュエータ4を中立保持するように制御する。
【００３６】
また、目標車線内位置＜0の場合(b)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より左側にあるので、ステップS16において、操舵アクチュエータ4を左転舵制御する。
さらに目標車線内位置＞0の場合(c)には、目標車線内位置が自車左右方向中心線より右側にあるので、ステップS17において、操舵アクチュエータ4を右転舵制御を行う。
【００３７】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ定速走行主スイッチ信号を確認し(図4のステップS18)、この場合は定速走行主スイッチが“ON”であるので、さらに定速走行制御フラグを確認する(同S19)。
この時点では、定速走行制御フラグは“OFF”であるので、開始スイッチ信号を確認する(同S20)。運転者が開始スイッチ3を操作した直後は開始スイッチが“ON”であるので、定速走行制御フラグを“ON”にし(同S24)、ステップS1で読み込んだ車速情報に基づいて定速走行制御のためのセット値を算出・代入し(同S25)、セット値となるようにパワートレイン制御装置8を介して定速走行制御を行う(同S27)。
【００３８】
(2) 自動操舵制御及び定速走行制御中
次に、自動操舵制御及び定速走行制御中の動作を説明する。
上記(1)の場合と同様に、CPU52は、入力部51を介して自動操舵主スイッチ信号、定速走行主スイッチ信号、開始スイッチ信号と車線情報と車両情報とを読み込む(図3のステップS1)。
【００３９】
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ自動操舵主スイッチ信号を確認し(ステップS2)、この場合は自動操舵主スイッチが“ON”であるので、さらに操舵制御フラグを確認する(同S3)。
上記(1)のステップS8で操舵制御フラグが“ON”になっているので、解除条件を確認する(同S11)。解除条件としては、例えば、ブレーキ操作を検出した場合などが考えられるがここでは詳細の説明は省略する。
【００４０】
解除条件が満たされた場合は、ステップS5に処理を進め、調整量を“0”にリセットした後、操舵制御フラグを“OFF”にし(同S6)、操舵無制御(同S7)とする。
ステップS11で解除条件が満たされていない場合は、自動操舵制御を継続するので、車線幅中央位置を算出し(同S12)、車線幅中央位置に上記(1)のステップS10で記憶した調整量を加算して、目標車線内位置を求める(同S13)。
【００４１】
このようにして決定した目標車線内位置について、以降、ステップS14〜S17の処理を上記(1)の場合と同様に行なう。
次にCPU52は、ステップS1で読み込んだ定速走行主スイッチ信号を確認し(図4のステップS18)、この場合は定速走行主スイッチが“ON”であるので、さらに定速走行制御フラグを確認する(同S19)。
【００４２】
上記(1)のステップS24で定速走行制御フラグが“ON”になっているので、解除条件を確認する(同S26)。解除条件が満たされた場合は、ステップS21に処理を進め、セット値を“0”にリセットした後、定速走行制御フラグを“OFF”にし(同S22)、定速走行無制御(同S23)として処理を終了する。
【００４３】
ステップS26で解除条件が満たされていない場合は、定速走行制御を継続するので、上記(1)のステップS25で求めたセット値を用いて、セット値となるようにパワートレイン制御装置8を介して定速走行制御を行う(同S27)。
(3) 自動操舵制御のみを実施する場合
次に、運転者が自動操舵主スイッチ1を“ON”、定速走行主スイッチ2を“OFF”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、自動操舵制御のみの開始を指示した場合の動作を説明する。
【００４４】
この場合、CPU52は、上記(1)のステップS1からS17を実施した後、図4のステップS18に定速走行主スイッチが“OFF”であるので、ステップS21に処理を進め、セット値を“0”にリセットした後、定速走行制御フラグを“OFF”にし(図4のステップS22)、定速走行無制御(同S23)として処理を終了する。
【００４５】
従って、定速走行制御は実施されず、自動操舵制御のみが実施されることになる。
(4) 定速走行制御のみを実施する場合
次に、運転者が自動操舵主スイッチ1を“OFF”、定速走行主スイッチ2を“ON”にした状態を想定して、運転者が開始スイッチ3を操作し、定速走行制御のみの開始を指示した場合の動作を説明する。
【００４６】
この場合、CPU52は、上記(1)のステップS2において、自動操舵主スイッチが “OFF”であるので、ステップS5に処理を進め、調整量を“0”にリセットした後、操舵制御フラグを“OFF”にし(図3のステップS6)、操舵無制御(同S7)として処理を終了する。
【００４７】
従って、自動操舵制御は実施されず、定速走行制御のみが実施されることになる。
なお、定速走行制御装置が車間距離制御機能を有する場合、CPU52は、上記のフローチャートのステップS1においてレーダ装置9からの前方車間距離情報を読み込み、ステップS25で算出するセット値に車間距離制御のためのセット値を含め、ステップS27において、パワートレイン制御装置8及びブレーキ制御装置10を介して定速走行制御と車間距離制御を行ってもよい。
【００４８】
また、上記の実施例の自動操舵制御においては、自車左右方向中心線を基準として相対的に求めた車線幅中央位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めている。この場合、車両と車線との相対位置は、車両を基準とする車線（車線幅中央位置）の相対位置である。
【００４９】
これとは逆に、車線を基準とする車両の相対位置を車両と車線との相対位置として使用することも可能である。すなわち、車線（区分車線位置又は車線幅中央位置）を基準として相対的に求めた自車の特定位置に調整量を加味して車両の目標車線内位置を求めても上記と同様の動作を実現することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動操舵装置によれば、運転者は道路状況等に合わせて自動操舵と定速走行の選択的な実施が出来ると同時に、運転者に対する制御の開始操作の複雑さを軽減している。すなわち、自動操舵制御や定速走行制御の主スイッチ操作時における、運転者の運転操作への集中が分散してしまい車両のふらつきが発生する懸念や、運転者の前方不注意といった危険を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動操舵制御における目標車線内位置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る自動操舵装置の一実施例を示したブロック図である。
【図３】図2に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムの自動操舵制御に関連したフローを示したフローチャート図である。
【図４】図2に示した本発明に係る自動操舵装置の実施例に用いられる制御プログラムの定速走行制御に関連したフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
1 自動操舵主スイッチ
2 定速走行主スイッチ
3 開始スイッチ
4 車線検出部
5 演算部
6 操舵アクチュエータ
7 車状況検出部
8 パワートレイン制御装置
9 レーダ装置
10 ブレーキ制御装置
20 車両
CC 車両中心線
CL 車線幅中央位置
RL 右側区分車線
LL 左側区分車線
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (7)
- 車線検出部と、
該車線検出部によって検出された車線と車両との相対位置を求めると共に該相対位置を元に該車両を車線内に走行させるための目標車線内位置を求める演算部と、
該目標車線内位置に基づいて操舵制御を行うアクチュエータと、
該演算部に定速走行制御の実施可否を設定する定速走行制御主スイッチと、
該演算部に自動操舵制御の実施可否を設定する自動操舵主スイッチと、
該両主スイッチにて実施可に設定された制御のみを開始指示するための単一の開始スイッチとを備え、
該演算部は、該開始スイッチによる制御開始指示がなされた時、該定速走行制御と該自動操舵制御の内、開始指示がされている制御を開始するとともにブレーキ操作が検出された時に該開始スイッチにより実施されている制御を解除することを特徴とする自動操舵装置。 - 請求項１において、
該開始スイッチが、1回の操作で自動操舵制御開始用及び定速走行制御開始用に共通した信号を出力することを特徴とした自動操舵装置。 - 請求項１において、
該開始スイッチが、1回の操作で自動操舵制御開始用の信号及び定速走行制御開始用の信号をそれぞれ出力することを特徴とした自動操舵装置。 - 請求項１から３のいずれかにおいて、
該開始スイッチによる制御開始指示がなされた後に、該自動操舵主スイッチ及び該定速走行主スイッチにより、前記両主スイッチに対応する制御を無効にすることが可能であることを特徴とした自動操舵装置。 - 請求項１から４のいずれかにおいて、
該定速走行制御装置が車間距離制御機能を有するものであることを特徴とした自動操舵装置。 - 請求項１から５のいずれかにおいて、
該演算部は、該相対位置を、車線幅中央位置又は区分車線位置と車両基準位置との相対位置とすることを特徴とした自動操舵装置。 - 請求項１から６のいずれかにおいて、
該定速走行制御装置を含むことを特徴とした自動操舵装置。
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