JP6258624B2 - 車線逸脱防止システム - Google Patents

Description

本発明は、車線逸脱防止システムに関する。

従来の車線逸脱防止システムとしては、例えば特許文献１に記載されているように、単眼カメラなどにより車線を認識し、認識した車線を自車両が逸脱するか否かを判定し、逸脱すると判定した場合に、自車両の位置を車線内に維持するための信号を制御部に送信するものが知られている。この車線逸脱防止システムでは、該信号に基づいて操舵アクチュエータに付与する操舵補助トルクを演算することで、操舵アクチュエータを制御する。また、該信号に基づいてブレーキアクチュエータに要求される制動力を演算することで、ブレーキアクチュエータを制御する。

特開２００８−２８５０１３号公報

上記従来の車線逸脱防止システムでは、車線逸脱を防ぐために、例えば、操舵アクチュエータによるステアリング制御やブレーキアクチュエータによる各車輪のブレーキ制御により所期のヨー運動を発生させている。よって、自車両の車両制御を行うことができる一方、コストが高く汎用化が難しい。そこで、低コスト化や汎用化が図られた既存のシステムとして、自車両が車線を逸脱する可能性があると判定した場合に、ブザーやディスプレイ表示で警報を行い、運転者に注意喚起を促す車線逸脱警報システムがある。しかしながら、この車線逸脱警報システムでは、自車両の車両制御を行うことができない。

そこで、本発明は、簡易な構成かつ低コストで、自車両の車線逸脱防止に係る車両制御が可能な車線逸脱防止システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る車線逸脱防止システムは、自車両の車線逸脱を防止するための車線逸脱防止システムであって、車線を認識する車線認識手段と、車線認識手段により認識された車線に対する前記自車両の車線逸脱の可能性を判定する車線逸脱判定手段と、車線逸脱判定手段による判定結果に応じて自車両の車両制御を行う車両制御手段と、を備え、車両制御手段は、車線逸脱判定手段により車線逸脱の可能性があると判定された場合、エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させる。

本発明の車線逸脱防止システムでは、自車両の車線逸脱の可能性がある場合、運転者によるアクセル操作にかかわらずエンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させることができる。すなわち、例えば操舵アクチュエータによるステアリング制御やブレーキアクチュエータによる各車輪のブレーキ制御を行うことなく、自車両の車線逸脱を防止する車両制御を行うことができる。よって、簡易な構成かつ低コストで、自車両の車線逸脱防止に係る車両制御が可能となる。

また、車両制御手段は、車線逸脱判定手段により車線逸脱の可能性があると判定された場合、自車両のウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した後に、エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させることが好ましい。このように構成することで、運転者による車線変更又は運転者の減速操作に対応して、エンジンブレーキ状態による減速を好適に行うことができる。

また、車両制御手段は、運転者によるアクセル操作が行われていない状態の電圧を出力するホールド回路と、エンジンを制御するエンジン制御部を、アクセル操作の量に応じた電圧を出力するアクセルセンサ又はホールド回路の何れか一方に切替可能に接続する切替リレーと、を有し、車線逸脱判定手段により車線逸脱の可能性があると判定された場合、切替リレーによりエンジン制御部をホールド回路に接続させて、エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させることが好ましい。この場合、本発明を既存のシステムに容易に適用可能となり、汎用性の高いものとすることができる。

また、車線認識手段により認識された車線内に自車両の位置が復帰したか否かを判定する自車両復帰判定手段を更に備え、車両制御手段は、自車両復帰判定手段により自車両の位置が車線内に復帰したと判定された場合、切替リレーによりエンジン制御部をアクセルセンサに接続させて、運転者によるアクセル操作の量に応じた電圧をエンジンの制御部へ出力することが好ましい。このように構成することで、自車両の位置が車線内に復帰した場合には、通常通り運転者のアクセル操作の量に応じた自車両の車両制御を行うことができる。

また、車線逸脱判定手段により自車両の車線逸脱の可能性があると判定された場合、警報を行う車線逸脱警報手段を更に備えることが好ましい。このように構成することで、自車両の車線逸脱の可能性がある場合には、警報により運転者に注意喚起を促すことができる。

本発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、自車両の車線逸脱防止に係る車両制御が可能となる。

第１実施形態に係る車線逸脱防止システムの構成を示すブロック図である。 図１の車線逸脱防止システムにおける処理内容の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る車線逸脱防止システムの構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る車線逸脱防止システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、車線逸脱防止システム１は、自車両Ｖに搭載され、この自車両Ｖの逸脱を防止する車両制御を行うシステムである。自車両Ｖとしては、例えばトラック、バス又は重機等の大型車両や中型車両が挙げられる。

この車線逸脱防止システム１は、自車両Ｖが走行する車線を検出する車線センサ２と、自車両Ｖのウィンカー操作を検出するウィンカー操作スイッチ３と、自車両Ｖのブレーキ操作を検出するブレーキ操作スイッチ４と、車線逸脱防止のための種々の処理を行う車線逸脱ＥＣＵ５と、エンジンを制御するエンジン制御ＥＣＵ（エンジン制御部）６を車線逸脱ＥＣＵ５に接続可能にする切替リレー７と、車線逸脱防止のための警報を発生させる警報装置８と、を備えている。なお、車線逸脱ＥＣＵ５及びエンジン制御ＥＣＵ６は、それぞれ、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭ及びＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。

車線センサ２は、例えば自車両Ｖの車室前方中央に配置される単眼カメラであり、フロントガラス越しに自車両Ｖ前方の路面の画像を取得する。取得する画像は、後述する車線認識手段により車線を認識できる画像である限り、カラー画像（例えば、ＲＧＢによる画像）又は白黒画像のいずれでもよい。車線センサ２により取得された画像の情報は、車線逸脱ＥＣＵ５へ出力される。

ウィンカー操作スイッチ３は、例えば図示しないウィンカー（方向指示器）又はこれに関する機器に設けられており、運転者のウィンカー操作を検出する。ウィンカー操作スイッチ３は、ウィンカー操作があったときにスイッチがオンとなり、ウィンカー操作がなかったときにスイッチがオフとなる。ウィンカー操作スイッチ３によるオン又はオフの信号は、車線逸脱ＥＣＵ５へ出力される。

ブレーキ操作スイッチ４は、例えば図示しないブレーキペダル又はこれに関する機器に設けられており、ブレーキペダルに対する運転者のブレーキ操作を検出する。ブレーキ操作スイッチ４は、ブレーキ操作量が所定量を超えたときにスイッチがオンとなり、所定以下になったときにスイッチがオフとなる。ブレーキ操作スイッチ４によるオン又はオフの信号は、車線逸脱ＥＣＵ５へ出力される。

車線逸脱ＥＣＵ５は、車線センサ２、ウィンカー操作スイッチ３、及びブレーキ操作スイッチ４からの各出力信号に基づいて、自車両Ｖの車両制御を行うための種々の処理を行う。この車線逸脱ＥＣＵ５は、特許請求の範囲に記載の車線認識手段、車線逸脱判定手段、車両制御手段、及び、自車両復帰判定手段、としての機能を有する。なお、車線逸脱ＥＣＵ５が有する機能の詳細については後述する。

切替リレー７は、エンジン制御ＥＣＵ６を、車線逸脱ＥＣＵ５又は運転者によるアクセル操作を検知するアクセルセンサ９の何れか一方に切替可能に接続する。アクセルセンサ９は、自車両Ｖを加速動作させるためのアクセルペダルに対するアクセル操作量を検出するセンサである。切替リレー７は、例えばスイッチをオフにしてエンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続すると共に、スイッチをオンにしてエンジン制御ＥＣＵ６を車線逸脱ＥＣＵ５に接続する。切替リレー７は、特許請求の範囲に記載の車両制御手段として機能する。

警報装置８は、車線逸脱ＥＣＵ５により車線逸脱の可能性があると判定された場合、車線逸脱ＥＣＵ５からの判定結果の出力に応じて、車線逸脱の可能性があることを報知する。ここでの警報装置８は、警報ランプや警報ブザー等であり、車線逸脱ＥＣＵ５における車線逸脱の可能性の判定に応じて光や音の警報を発生させて運転者に注意を促す。警報装置８は、特許請求の範囲に記載の、車線逸脱警報手段としての機能を有する。

次に、上述の車線逸脱ＥＣＵ５が有する機能の詳細を説明する。

車線逸脱ＥＣＵ５は、車線センサ２から出力された画像情報に基づいて、自車両Ｖが走行する車線を認識する。例えば、車線センサ２により取得された自車両Ｖ前方の路面の画像に対して画像処理を行い、自車両Ｖが走行している車線の両端を区画する道路区画（以下、単に「白線」という。）を検出する。

また、車線逸脱ＥＣＵ５は、認識された車線に対する自車両Ｖの車線逸脱の可能性を判定する。例えば、画像処理により検出された白線と自車両Ｖとの間隔を算出し、その変位から車線逸脱の可能性があるか否かを判定する。車線逸脱の可能性とは、既に逸脱した可能性のみならず、逸脱する可能性を含んでもよい。

また、車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性の有無に応じた信号を出力する出力回路１０と、固定の電圧を出力するホールド回路１１と、を有する。出力回路１０は、車線逸脱の可能性の有無に応じて、作動又は非作動に関する指令信号を警報装置８へ出力する。また、出力回路１０は、車線逸脱の可能性の有無に応じて、スイッチのオン又はオフを切り替える切替信号を切替リレー７へ出力する。ホールド回路１１は、アクセルペダル開放時（運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない状態時）と同じ固定の電圧を保持し、当該固定の電圧をエンジン制御ＥＣＵ６へ出力する。固定の電圧は、例えばエンジンがアイドル状態にある時の電圧であり、アイドルスイッチ１２によりエンジン制御ＥＣＵ６から読み込まれ、ホールド回路１１で保持されている。

特に車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性があると判定した場合、ウィンカー操作スイッチ３及びブレーキ操作スイッチ４からの出力信号に基づき、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過したか否かを判定する。車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性があり、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過したと判定すると、スイッチをオンにした状態に切り替える切替信号を、出力回路１０から切替リレー７へ出力する。これにより、エンジン制御ＥＣＵ６をホールド回路１１に接続させ、その結果、ホールド回路１１に保持されている固定の電圧が、エンジン制御ＥＣＵ６へ出力され、エンジンがエンジンブレーキ状態となる。なお、一定時間とは、例えば運転者が車線変更するのに要する時間である。

一方、車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性がないと判定した場合、スイッチをオフにした状態に切り替える切替信号を、出力回路１０から切替リレー７へ出力する。これにより、エンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続させ、その結果、運転者による実際のアクセル操作の量に応じた電圧が、アクセルセンサ９からエンジン制御ＥＣＵ６へ出力される。

さらに、車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性があった場合において、自車両Ｖの位置が車線内に復帰したか否かを判定する。車線逸脱ＥＣＵ５は、自車両Ｖの位置が車線内に復帰したと判定した場合には、車線逸脱の可能性がないと判定した場合と同様、スイッチをオフにした状態に切り替える切替信号を、出力回路１０から切替リレー７へ出力する。これにより、エンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続させ、その結果、運転者による実際のアクセル操作の量に応じた電圧が、アクセルセンサ９からエンジン制御ＥＣＵ６へ出力される。

次に、車線逸脱防止システム１により実行される車線逸脱防止の処理の流れについて、図２を参照しながら説明する。図２は、図１の車線逸脱防止システムにおける処理内容の一例を示すフローチャートである。

図２に示すように、まず、ウィンカー操作スイッチ３からの検出信号に基づいて、車線逸脱ＥＣＵ５がウィンカー操作の有無を判定する（Ｓ１）。ウィンカー操作が無い場合（Ｓ１；Ｙｅｓ）には、車線逸脱ＥＣＵ５が車線逸脱の可能性の有無を判定する（Ｓ２）。一方、ウィンカー操作がある場合（Ｓ１；Ｎｏ）には、車線逸脱の可能性の有無を判定せず、後述のステップＳ４へ移行する。

続いて、車線逸脱の可能性があると判定された場合（Ｓ２；Ｙｅｓ）には、警報装置８が警報を作動する（Ｓ３）。一方、車線逸脱の可能性がないと判定された場合（Ｓ２；Ｎｏ）には、警報を作動させず、後述のステップＳ７へ移行する（Ｓ４）。

続いて、ウィンカー操作スイッチ３及びブレーキ操作スイッチ４からの信号に基づき、車線逸脱ＥＣＵ５は、ウィンカー操作が無い状態又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過したか否かを判定する（Ｓ５）。

ウィンカー操作が無い状態又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した場合（Ｓ５；Ｙｅｓ）には、切替リレー７のスイッチをオンにする（Ｓ６）。すなわち、エンジン制御ＥＣＵ６をホールド回路１１に接続する。その結果、ホールド回路１１に保持されている固定の電圧が、エンジン制御ＥＣＵ６へ出力され、エンジンがエンジンブレーキ状態となり、当該エンジンブレーキによって自車両Ｖが減速されることとなる。

一方、ウィンカー操作が無い状態又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過していない場合（Ｓ５；Ｎｏ）には、切替リレー７のスイッチをオフにする（Ｓ７）。すなわち、エンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続する。その結果、運転者による実際のアクセル操作の量に応じた電圧がアクセルセンサ９からエンジン制御ＥＣＵ６へ出力され、当該アクセル操作に応じたエンジントルク及びエンジン回転数で自車両Ｖが走行されることとなる。そして、ステップＳ６又はステップＳ７を経た後、上記ステップＳ１へ移行し、処理を繰り返す。

このような車線逸脱防止システム１では、車線を逸脱した自車両Ｖの位置が車線内に復帰した場合、以下のように、エンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続させ、運転者によるアクセル操作の量に応じた電圧をエンジン制御ＥＣＵ６へ出力する。すなわち、切替リレー７のスイッチがオンの状態において（Ｓ６）、車線逸脱ＥＣＵ５は、車線逸脱の可能性の有無を判定し（Ｓ２）、車線逸脱の可能性がない場合（Ｓ２；Ｎｏ）には自車両Ｖの位置が車線内に復帰したとして、切替リレー７のスイッチをオフにし（Ｓ７）、エンジン制御ＥＣＵ６をアクセルセンサ９に接続する。その結果、運転者による実際のアクセル操作の量に応じた電圧が、アクセルセンサ９からエンジン制御ＥＣＵ６へ出力される。

以上、本実施形態の車線逸脱防止システム１によれば、自車両Ｖの車線逸脱の可能性がある場合、運転者によるアクセル操作にかかわらずエンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させることができる。すなわち、例えば操舵アクチュエータによるステアリング制御やブレーキアクチュエータによる各車輪のブレーキ制御を行うことなく、自車両Ｖの車線逸脱を防止するための車両制御を行うことができる。よって、簡易な構成かつ低コストで、自車両Ｖの車線逸脱防止に係る車両制御が可能となる。

また、車線逸脱防止システム１では、上述したように、車線逸脱の可能性があると判定された場合、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した後に、エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させる。これにより、運転者による車線変更又は運転者の減速操作に対応して、エンジンブレーキ状態による減速を好適に行うことができる。例えば車線逸脱の警報が作動後、一定の猶予時間を経過しても運転者が車線変更又は減速操作を行わないような場合に限って、エンジンブレーキによる減速を行うことができる。この結果、例えば単にウィンカー操作を忘れて車線変更した場合に、後続車に追突されることを防止することができる。

また、車線逸脱防止システム１では、上述したように、ホールド回路１１を有する車両逸脱ＥＣＵ５と、切替リレー７と、を備える構成により自車両Ｖの車線逸脱防止に係る車両制御が可能となる。この結果、既存のシステムに適用して改良する等のレトロフィットが可能となり、アフターマーケット製品等として市販用品化が可能な汎用性の高いものとすることができる。

また、車線逸脱防止システム１では、上述したように、自車両Ｖの位置が車線内に復帰したと判定された場合には、通常通り運転者のアクセル操作の量に応じた自車両Ｖの車両制御を行うことができる。

また、車線逸脱防止システム１では、上述したように、自車両Ｖの車線逸脱の可能性がある場合には、警報装置８により警報を発生することで運転者に注意喚起を促すことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図３は、第２実施形態に係る車線逸脱防止システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る車線逸脱防止システム１００が上記車線逸脱防止システム１と異なる点は、切替リレー７と、出力回路１０と、ホールド回路１１と、を備えていない点である（図１参照）。

車線逸脱防止システム１００は、車線逸脱ＥＣＵ５とエンジン制御ＥＣＵ６との間で通信を行うことにより、上記と同様の車両制御を行う。具体的には、車線逸脱ＥＣＵ５において、車線逸脱の可能性があると判定された場合、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した後、車線逸脱ＥＣＵ５からエンジン制御ＥＣＵ６に対し、車線逸脱の可能性があることを示す信号を送信する。エンジン制御ＥＣＵ６には、当該信号を受信すると、エンジンをエンジンブレーキ状態とするプログラムが追加的に組み込まれており、その結果、アクセル操作にかかわらずエンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させることができる。

一方、車線逸脱ＥＣＵ５において、車線逸脱の可能性がないと判定された場合、車線逸脱ＥＣＵ５からエンジン制御ＥＣＵ６に対し、車線逸脱の可能性が無いことを示す信号を送信し、エンジン制御ＥＣＵ６は、当該信号を受信すると、通常運転時の制御を行う。その結果、運転者による実際のアクセル操作の量に応じた制御を行うことができる。なお、通信は、無線であっても有線であってもよい。

また、車線逸脱防止システム１００では、車線逸脱ＥＣＵ５と警報装置８との間で通信を行うことにより、車線逸脱の可能性の有無の判定結果を車線逸脱ＥＣＵ５から警報装置８へ送信する。警報装置８は、当該判定結果により車線逸脱の可能性がある場合には、音や光を発生させて警報を行う。

以上、本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果、すなわち、簡易な構成かつ低コストで、自車両Ｖの車線逸脱防止に係る車両制御が可能となるという効果を奏する。また、本実施形態によれば、切替リレー７と、出力回路１０と、ホールド回路１１と、を備える必要がない。よって車線逸脱防止システム１００は、予め自車両Ｖに搭載して自車両Ｖの車線逸脱防止に係る車両制御を実施する場合に、特に好適である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、適用される自車両Ｖは上記実施形態に限定されるものではなく、普通乗用車、小型車両又は軽車両等であってもよい。また、警報装置８は警報ランプや警報ブザー等に限られず、例えば文字や図形等をディスプレイに表示することにより警報を行うものであってもよい。

また、ウィンカー操作スイッチ３は、ウィンカー操作の有無に代えて又は加えてウィンカーが指示する方向に関する情報を取得し、これを車線逸脱ＥＣＵ５へ出力してもよい。また、ブレーキ操作スイッチ４は、ブレーキ操作の有無に代えて又は加えてブレーキ操作の量に関する情報を取得し、これを車線逸脱ＥＣＵ５へ出力してもよい。

また、上記実施形態の車線逸脱ＥＣＵ５は、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した後にエンジンをエンジンブレーキ状態にするとしたが、自車両Ｖのウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過したか否かにかかわらず、車線逸脱の可能性があると判定された場合にエンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させるとしてもよい。

１…車線逸脱防止システム、５…車線逸脱ＥＣＵ（車線認識手段，車線逸脱判定手段，車両制御手段，自車両復帰判定手段）、６…エンジン制御ＥＣＵ（エンジン制御部）、７…切替リレー、８…警報装置（車線逸脱警報手段）、９…アクセルセンサ。

Claims (4)

1. 自車両の車線逸脱を防止するための車線逸脱防止システムであって、
   前記車線を認識する車線認識手段と、
   前記車線認識手段により認識された前記車線に対する前記自車両の車線逸脱の可能性を判定する車線逸脱判定手段と、
   前記車線逸脱判定手段による判定結果に応じて前記自車両の車両制御を行う車両制御手段と、を備え、
   前記車両制御手段は、
   運転者によるアクセル操作が行われていない状態の電圧を出力するホールド回路と、
   エンジンを制御するエンジン制御部を、前記アクセル操作の量に応じた電圧を出力するアクセルセンサ又は前記ホールド回路の何れか一方に切替可能に接続する切替リレーと、を有し、
   前記車線逸脱判定手段により前記車線逸脱の可能性があると判定された場合、操舵アクチュエータによるステアリング制御及びブレーキアクチュエータによる各車輪のブレーキ制御を行わず、前記切替リレーにより前記エンジン制御部を前記ホールド回路に接続させて、前記運転者による前記アクセル操作にかかわらず、前記エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させる、車線逸脱防止システム。
2. 前記車両制御手段は、前記車線逸脱判定手段により前記車線逸脱の可能性があると判定された場合、前記自車両のウィンカー操作又はブレーキ操作が無い状態が一定時間経過した後に、前記エンジンをエンジンブレーキ状態にして減速させる、請求項１に記載の車線逸脱防止システム。
3. 前記車線内に前記自車両の位置が復帰したか否かを判定する自車両復帰判定手段を更に備え、
   前記車両制御手段は、前記自車両復帰判定手段により前記自車両の位置が前記車線内に復帰したと判定された場合、前記切替リレーにより前記エンジン制御部を前記アクセルセンサに接続させて、前記運転者によるアクセル操作の量に応じた電圧を前記エンジンの制御部へ出力する、請求項１又は２に記載の車線逸脱防止システム。
4. 前記車線逸脱判定手段により前記自車両の車線逸脱の可能性があると判定された場合に警報を行う車線逸脱警報手段を更に備える、請求項１〜３の何れか一項に記載の車線逸脱防止システム。

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