WO2022196377A1 - 車線逸脱抑制装置 - Google Patents

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departure suppression
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駿甫 佃
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日野自動車株式会社
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    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/30—Road curve radius

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a lane departure prevention device that determines whether lane departure prevention processing can be activated.
  • Patent Document 1 Conventionally, there has been known a technique for performing lane departure suppression processing to suppress the departure of the vehicle from the driving lane (see Patent Document 1, for example).
  • the lane departure prevention process it is determined whether the lane departure prevention process can be activated based on the yaw angle of the vehicle. Then, when it is determined that the lane departure prevention process is to be activated, the lane departure prevention process is executed.
  • the vehicle turns while skidding, so it turns slightly outward with respect to the driving lane.
  • a deviation occurs between the actual direction of the vehicle and the traveling direction of the vehicle.
  • Such a deviation is conspicuous in long-wheelbase vehicles such as trucks.
  • the accuracy of determining whether the lane departure suppression process is to be activated or not is degraded.
  • the number of executions of the lane departure control process increases more than necessary compared to when the vehicle travels in a straight lane.
  • a lane departure suppression device determines whether or not to operate a lane departure suppression process for suppressing departure of a vehicle from a travel lane based on the yaw angle of the vehicle with respect to the travel lane in which the vehicle travels.
  • a determination unit and a vehicle body slip angle acquisition unit that acquires the vehicle body slip angle of the vehicle are provided, and the operation availability determination unit subtracts the vehicle body slip angle from the yaw angle to determine whether the lane departure suppression process can be operated. .
  • the vehicle body slip angle is subtracted from the yaw angle to determine whether the lane departure suppression process can be activated, so the deviation between the actual direction of the vehicle and the traveling direction of the vehicle is corrected.
  • the operability determination unit may determine whether the lane departure suppression process is operable based on the vehicle speed, the lateral distance from the vehicle to the marking line of the driving lane, and the curvature of the driving lane.
  • the lane departure suppression process can be activated or not based on the vehicle speed, the lateral distance from the vehicle to the marking line of the driving lane, and the curvature of the driving lane. It is possible to determine whether the suppression process can be activated.
  • the vehicle body slip angle acquisition unit may acquire the vehicle body slip angle by multiplying the distance from the center of gravity of the vehicle to the rear wheels of the vehicle by the radius of curvature of the driving lane.
  • the vehicle body slip angle can be easily obtained by multiplying the distance from the center of gravity of the vehicle to the rear wheels of the vehicle by the radius of curvature of the driving lane.
  • a lane departure suppression processing execution unit may be further provided that executes the lane departure suppression processing when the operation availability determination unit determines to operate the lane departure suppression processing.
  • the departure of the vehicle from the driving lane can be suppressed by executing the lane departure suppression processing when the operation availability determination unit determines to operate the lane departure suppression processing.
  • FIG. 1 is a block configuration diagram showing a lane departure suppression device according to an embodiment
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the vehicle is traveling in a straight lane
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the vehicle is turning in a curved travel lane
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a vehicle body slip angle
  • It is a schematic diagram for demonstrating the front-back distance and curve lateral distance.
  • 4 is a flow chart showing the processing operation of the lane departure suppression device
  • FIG. 1 is a block configuration diagram showing the lane departure suppression device according to the embodiment.
  • a lane departure prevention device 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle 2 and is a device for determining whether or not lane departure prevention processing for preventing departure of the vehicle 2 from the traveling lane can be operated. is. Further, the lane departure prevention device 1 may be a device for executing lane departure prevention processing.
  • the lane departure suppression device 1 is configured by, for example, a control unit mounted on the vehicle 2.
  • the control unit is an electronic control unit (ECU) having a CPU, ROM, RAM, and the like.
  • the control unit loads a program stored in the ROM into the RAM and executes it by the CPU to perform various controls.
  • the control section may be composed of a single electronic control unit, or may be composed of a plurality of electronic control units.
  • the lane departure suppression device 1 includes a vehicle speed acquisition unit 3, a lateral distance acquisition unit 4, a lane curvature acquisition unit 5, a yaw angle acquisition unit 6, a vehicle body slip angle acquisition unit 7, an operation availability determination unit 8, and a lane and a deviation suppression processing execution unit 9 .
  • the vehicle speed acquisition unit 3, the lateral distance acquisition unit 4, the lane curvature acquisition unit 5, the yaw angle acquisition unit 6, the vehicle body slip angle acquisition unit 7, the operation availability determination unit 8, and the lane departure suppression processing execution unit 9 are the same. It may be configured by an electronic control unit, or may be configured by a different electronic control unit.
  • the vehicle speed acquisition unit 3 acquires the vehicle speed V of the vehicle 2.
  • the vehicle speed V of the vehicle 2 can be obtained, for example, from the detection result of a wheel speed sensor that detects the rotational speed of the wheels.
  • the lateral distance acquisition unit 4 acquires the lateral distance e from the vehicle 2 to the left and right demarcation lines L, L that demarcate the traveling lane TL on which the vehicle 2 is traveling.
  • the lateral distance e is the distance in the lane width direction of the driving lane TL.
  • the direction of the lateral distance e is deviated from the lane width direction of the driving lane TL, but in reality, as described above, the lateral distance e is the distance in the lane width direction of the driving lane TL.
  • the lateral distances acquired by the lateral distance acquisition unit 4 include the lateral distance e to the lane marking L located on the left side of the vehicle 2 and the lateral distance e to the lane marking L located to the right of the vehicle 2.
  • the lateral distance e can be obtained, for example, by detecting the lane markings L, L using a camera or the like mounted on the vehicle 2 and calculating the lateral distance e from the detected lane markings L, L to the vehicle 2 .
  • the curvature K is obtained by, for example, detecting the lane markings L, L with a camera or the like mounted on the vehicle 2, calculating a virtual center line passing through the centers of the detected lane markings L, L, and calculating the curvature K of the virtual center line. Alternatively, it can be obtained by calculating the curvature radius R.
  • the curvature K can be obtained by, for example, acquiring the current position of the vehicle 2 from a GPS or the like, and comparing the acquired current position of the vehicle 2 with map information containing information on the curvature K of the curve or the curvature radius R. It can be obtained by matching
  • the yaw angle acquisition unit 6 acquires the yaw angle ⁇ of the vehicle 2 with respect to the travel lane TL on which the vehicle 2 travels.
  • the yaw angle ⁇ is obtained, for example, by detecting the lane markings L, L with a camera or the like mounted on the vehicle 2, calculating a virtual center line passing through the centers of the detected lane markings L, L, and determining the vehicle relative to the calculated virtual center line. 2 can be calculated.
  • the vehicle body slip angle acquisition unit 7 acquires the vehicle body slip angle ⁇ of the vehicle 2 .
  • the vehicle body slip angle ⁇ is the difference between the orientation of the vehicle 2 with respect to the travel lane TL and the actual travel direction of the vehicle 2 with respect to the travel lane TL.
  • the vehicle body slip angle ⁇ can be obtained, for example, by calculating Ir/R as shown in Equation (2).
  • the operation availability determination unit 8 determines whether the lane departure suppression process for suppressing departure of the vehicle 2 from the travel lane TL is available based on the yaw angle ⁇ of the vehicle 2 . That is, since the vehicle 2 approaches the lane marking L by traveling while tilting with respect to the traveling lane TL, by determining whether or not the lane deviation suppression process can be activated based on the yaw angle ⁇ of the vehicle 2, It is possible to appropriately determine whether or not the lane departure suppression process can be activated.
  • the lane departure suppression process includes, for example, a warning process to warn the driver that the driver has deviated from the driving lane TL or is likely to depart from the driving lane TL by means of visual, auditory, tactile, or the like;
  • a steering torque imparting process of imparting a steering torque by a motor or the like so as to direct toward the central portion may be mentioned.
  • the vehicle 2 when the vehicle 2 turns in the curved driving lane TL, the vehicle 2 turns while generating a vehicle body slip angle ⁇ . That is, in the curved driving lane, the vehicle 2 skids and turns slightly outward with respect to the driving lane TL. For this reason, a deviation occurs between the actual direction of the vehicle 2 and the traveling direction of the vehicle 2 . Therefore, when the vehicle 2 turns in the curved lane TL, the operation availability determination unit 8 subtracts the vehicle body slip angle ⁇ from the yaw angle ⁇ to determine whether the lane departure suppression process can be operated.
  • the operability determining unit 8 determines the yaw angle ⁇ of the vehicle 2, the vehicle speed V of the vehicle 2, and the section of the driving lane TL from the vehicle 2. Based on the lateral distance e to the line L and the curvature K of the traveling lane TL, it is determined whether or not the lane departure suppression process can be activated.
  • the determination as to whether or not the lane departure suppression process can be activated may be made according to the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L, for example. That is, the operation propriety determination unit 8 may determine that the lane departure suppression process should be activated when the estimated time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L is less than a predetermined threshold time.
  • the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L in the yaw angle direction can be obtained as follows, for example. can.
  • the lane marking L in the yaw angle direction refers to the lane marking L, of the lane markings L, L on both sides of the vehicle 2, in the direction in which the vehicle 2 inclines with respect to the traveling lane TL.
  • a position where a straight line extending in the width direction of the traveling lane TL from the vehicle 2 intersects the lane marking L in the yaw angle direction is defined as the current lateral position P1
  • a straight line extending from the vehicle 2 in the traveling direction of the vehicle 2 and the lane marking L are defined as the current lateral position P1.
  • the predicted arrival position P2 is a position where the vehicle 2 is predicted to reach the lane marking L after the predicted time t.
  • the vehicle speed of the vehicle 2 is assumed to be the vehicle speed V [m/s]
  • the vehicle speed component of the vehicle 2 in the lane width direction of the traveling lane TL is assumed to be the lateral velocity v y [m/s] of the vehicle 2
  • the vehicle 2 relative to the traveling lane TL (positive in the counterclockwise direction) is the yaw angle ⁇ [rad]
  • the distance from the vehicle 2 in the lane width direction of the driving lane TL to the marking line L in the yaw angle direction is the lateral distance e [m].
  • the lateral distance e is the distance from the vehicle 2 to the current lateral position P1. Note that ⁇ is assumed to be sufficiently small.
  • the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L can be obtained as follows, for example.
  • a position where a straight line extending in the lane width direction of the driving lane TL from the vehicle 2 intersects with the lane marking L is defined as the current lateral position P1, and is extended from the vehicle 2 in the traveling direction of the vehicle 2.
  • a position where the straight line and the demarcation line L intersect is a predicted arrival position P2.
  • the predicted arrival position P2 is a position where the vehicle 2 is predicted to reach the lane marking L after the predicted time t.
  • the vehicle speed of the vehicle 2 is assumed to be the vehicle speed V [m/s]
  • the vehicle speed component of the vehicle 2 in the lane width direction of the traveling lane TL is assumed to be the lateral velocity v y [m/s] of the vehicle 2
  • the lane width of the traveling lane TL is
  • the vehicle speed component of the vehicle 2 in the direction orthogonal to the direction is defined as the longitudinal velocity v x [m/s] of the vehicle 2
  • the current lateral position P 1 to the predicted arrival position P 2 in the direction orthogonal to the lane width direction of the traveling lane TL is the front-rear distance l [m]
  • the yaw angle of the vehicle 2 with respect to the traveling lane TL (positive in the counterclockwise direction) is the yaw angle ⁇ [rad]
  • the yaw angle direction from the vehicle 2 in the lane width direction of the traveling lane TL Let the distance to the lane marking L be the lateral distance e [m], and let the distance
  • the curvature of the curve of the lane TL (the left curve is positive) be the curvature K [1/m]
  • the radius of curvature of the curve of the travel lane TL be the radius of curvature R [m]
  • the current relative to the curvature center O of the curve of the travel lane TL be
  • the angle formed by the lateral position P1 and the predicted arrival position P2 is assumed to be an angle ⁇ l . It is assumed that the yaw angle ⁇ and the angle ⁇ l are sufficiently small.
  • the curve lateral distance e l is expressed by the following equation (6).
  • the condition for the prediction time t to be based on the real number solution is ⁇ 2 ⁇ 2Ke ⁇ 0, and when there are two solutions, the prediction time t to be obtained is the smaller one. (9).
  • Equation (3) the general formula for the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L is the following formula (10).
  • the predicted time required for the vehicle 2 to reach the lane marking L is calculated for both cases in which the vehicle 2 is traveling in the straight lane TL and in which the vehicle 2 is traveling in the curved lane TL. t can be obtained by the following equation (10).
  • the operation availability determination unit 8 determines whether the lane departure suppression process can be operated according to the predicted time t obtained by the equation (10). In other words, when the predicted time t obtained by equation (10) falls below the predetermined threshold time, it is determined that the lane departure suppression process is to be activated.
  • the operation propriety determination unit 8 determines the predicted time t obtained by subtracting the vehicle body slip angle ⁇ from the yaw angle ⁇ in the equation (10). to determine whether the lane departure suppression process can be activated. That is, when the predicted time t obtained by the following equation (11) is less than the predetermined threshold time, it is determined that the lane departure suppression process is to be activated.
  • the lane departure suppression processing execution unit 9 executes the lane departure suppression processing when the operation availability determination unit 8 determines to operate the lane departure suppression processing.
  • the vehicle speed acquisition unit 3 acquires the vehicle speed V of the vehicle 2
  • the lateral distance acquisition unit 4 acquires the lateral distance e from the vehicle 2 to the lane marking L
  • the lane curvature acquisition unit 5 acquires the curvature of the curve of the traveling lane TL.
  • K is obtained
  • the yaw angle obtaining unit 6 obtains the yaw angle ⁇ of the vehicle 2 with respect to the traveling lane TL
  • the vehicle body slip angle obtaining unit 7 obtains the vehicle body slip angle ⁇ of the vehicle 2 (step S1).
  • the operability determining unit 8 determines whether or not the driving lane TL is a curve (step S2).
  • the operation availability determination unit 8 determines whether the lane departure suppression process can be operated based on the yaw angle ⁇ of the vehicle 2 (step S3). Specifically, the operation propriety determining unit 8 obtains the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L by the equation (10). Then, when the obtained predicted time t is less than a predetermined threshold time, it is determined that the lane departure prevention process is to be activated, and when the obtained predicted time t is not less than the predetermined threshold time, the lane departure prevention process is not to be activated. Determine (step S5).
  • the operation availability determination unit 8 subtracts the vehicle body slip angle ⁇ from the yaw angle ⁇ to determine whether the lane departure suppression process can be performed. do. Specifically, the operation propriety determining unit 8 obtains the predicted time t until the vehicle 2 reaches the lane marking L by the formula (11). Then, when the obtained predicted time t is less than a predetermined threshold time, it is determined that the lane departure prevention process is to be activated, and when the obtained predicted time t is not less than the predetermined threshold time, the lane departure prevention process is not to be activated. Determine (step S5).
  • step S5 NO
  • step S5: NO the lane departure prevention device 1 temporarily terminates the process, and performs the process from step S1 again.
  • step S5: YES the lane departure prevention process execution unit 9 executes the lane departure prevention process (step S6). Then, the lane departure prevention device 1 once ends the processing, and performs the processing from step S1 again.
  • the vehicle body slip angle ⁇ is subtracted from the yaw angle ⁇ to determine whether or not the lane departure prevention process can be performed.
  • a deviation from the traveling direction of the vehicle 2 is corrected.
  • lane departure suppression can be performed more appropriately. It is possible to determine whether the process is operable.
  • the vehicle body slip angle ⁇ by multiplying the distance Ir from the center of gravity of the vehicle 2 to the rear wheels of the vehicle 2 by the radius of curvature R of the traveling lane TL, the vehicle body slip angle ⁇ can be easily obtained. .
  • one aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without changing the gist described in each claim. It can be applied to things.
  • the yaw angle .theta in addition to the yaw angle .theta. has been described as determining whether or not the operation is possible.

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Abstract

車線逸脱抑制装置は、車両が走行する走行車線に対する車両のヨー角に基づいて、走行車線からの車両の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する作動可否判定部と、車両の車体スリップ角を取得する車体スリップ角取得部と、を備え、作動可否判定部は、ヨー角から車体スリップ角分を減算して、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。

Description

車線逸脱抑制装置
　本発明の一側面は、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する車線逸脱抑制装置に関する。
　従来から、走行車線からの車両の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第４４０２６４７号
　車線逸脱抑制処理では、車両のヨー角等に基づいて車線逸脱抑制処理の作動可否を判定している。そして、車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に車線逸脱抑制処理を実行している。
　しかしながら、カーブの走行車線では、車両は、横滑り（スリップ）しながら旋回するため、走行車線に対して少し外向きの状態で旋回する。つまり、実際の車両の向きと車両の進行方向とにずれが生じる。このようなずれは、トラック等のロングホイールベースの車両に顕著に表れる。その結果、車両がカーブの走行車線を旋回する場合、車線逸脱抑制処理の作動可否の判定精度が低下するという問題がある。特に、旋回方向外側の区画線に対する車線逸脱抑制処理の作動判定が早くなることで、車両が直線の走行車線を走行する場合に比べて、車線逸脱制御処理の実行回数が必要以上に増加する。
　そこで、本発明の一側面は、車線逸脱抑制処理の作動可否の判定精度を向上することができる車線逸脱抑制装置を提供することを課題とする。
　本発明の一側面に係る車線逸脱抑制装置は、車両が走行する走行車線に対する車両のヨー角に基づいて、走行車線からの車両の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する作動可否判定部と、車両の車体スリップ角を取得する車体スリップ角取得部と、を備え、作動可否判定部は、ヨー角から車体スリップ角分を減算して、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。
　この車線逸脱抑制装置では、ヨー角から車体スリップ角分を減算して車線逸脱抑制処理の作動可否を判定するため、実際の車両の向きと車両の進行方向とのずれが補正される。これにより、車両がカーブの走行車線を旋回する場合の、車線逸脱抑制処理の作動可否の判定精度を向上することができる。その結果、例えば、車両が直線の走行車線を走行する場合に比べて、旋回方向外側の区画線に対する車線逸脱抑制処理の作動判定が早くなるのを抑制することができるため、車線逸脱制御処理の実行回数が必要以上に増加するのを抑制することができる。
　作動可否判定部は、車両の車速、車両から走行車線の区画線までの横距離、及び走行車線の曲率にも基づいて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定してもよい。この車線逸脱抑制装置では、車両の車速、車両から走行車線の区画線までの横距離、及び走行車線の曲率にも基づいて車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することで、より適切に車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することができる。
　車体スリップ角取得部は、車両の重心から車両の後輪までの距離と走行車線の曲率半径との乗算により車体スリップ角を取得してもよい。この車線逸脱抑制装置では、車両の重心から車両の後輪までの距離と走行車線の曲率半径との乗算により車体スリップ角を取得することで、容易に車体スリップ角を取得することができる。
　作動可否判定部が車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に、車線逸脱抑制処理を実行する車線逸脱抑制処理実行部を更に備えてもよい。この車線逸脱制御装置では、作動可否判定部が車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に車線逸脱抑制処理を実行することで、走行車線からの車両の逸脱を抑制することができる。
　本発明の一側面によれば、車線逸脱抑制処理の作動可否の判定精度を向上することができる。
実施形態に係る車線逸脱抑制装置を示すブロック構成図である。 直線の走行車線を走行している状態を示す模式図である。 カーブの走行車線を旋回している状態を示す模式図である。 車体スリップ角を説明するための模式図である。 前後距離及びカーブ横距離を説明するための模式図である。 車線逸脱抑制装置の処理動作を示すフローチャートである。
　以下、本発明の一側面の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。
　図１は、実施形態に係る車線逸脱抑制装置を示すブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る車線逸脱抑制装置１は、車両２に搭載されて、走行車線からの車両２の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理の作動可否を判定するための装置である。また、車線逸脱抑制装置１は、車線逸脱抑制処理を実行するための装置であってもよい。
　車線逸脱抑制装置１は、例えば、車両２に搭載された制御部により構成される。制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御部では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。制御部は、単一の電子制御ユニットにより構成されていてもよく、複数の電子制御ユニットにより構成されていてもよい。
　車線逸脱抑制装置１は、車速取得部３と、横距離取得部４と、車線曲率取得部５と、ヨー角取得部６と、車体スリップ角取得部７と、作動可否判定部８と、車線逸脱抑制処理実行部９と、を有する。なお、車速取得部３、横距離取得部４、車線曲率取得部５、ヨー角取得部６、車体スリップ角取得部７、作動可否判定部８、及び、車線逸脱抑制処理実行部９は、同じ電子制御ユニットにより構成されていてもよく、異なる電子制御ユニットにより構成されていてもよい。
　図１～図３に示すように、車速取得部３は、車両２の車速Ｖを取得する。車両２の車速Ｖは、例えば、車輪の回転速度を検出する車輪速センサの検出結果から求めることができる。
　横距離取得部４は、車両２から、車両２が走行している走行車線ＴＬを区画する左右の区画線Ｌ，Ｌまでの横距離ｅを取得する。横距離ｅは、走行車線ＴＬの車線幅方向における距離である。なお、図３では、横距離ｅの方向が走行車線ＴＬの車線幅方向からずれているが、実際には、上述したように、横距離ｅは走行車線ＴＬの車線幅方向における距離となる。横距離取得部４が取得する横距離としては、車両２の左方に位置する区画線Ｌまでの横距離ｅと、車両２の右方に位置する区画線Ｌまでの横距離ｅと、があるが、図２及び図３では、一例として、車両２の左方に位置する区画線Ｌまでの横距離ｅのみを示している。横距離ｅは、例えば、車両２に搭載されたカメラ等により区画線Ｌ，Ｌを検出し、検出した区画線Ｌ，Ｌから車両２までの横距離ｅを算出することにより求めることができる。
　車線曲率取得部５は、車両２が走行している走行車線ＴＬのカーブの曲率Ｋを取得する。走行車線ＴＬの曲率半径をＲとすると、走行車線ＴＬの曲率Ｋは、Ｋ＝１／Ｒで表される。曲率Ｋは、例えば、車両２に搭載されたカメラ等により区画線Ｌ，Ｌを検出し、検出した区画線Ｌ，Ｌの中央を通る仮想中央線を算出し、算出した仮想中央線の曲率Ｋ又は曲率半径Ｒを算出することにより求めることができる。また、曲率Ｋは、例えば、ＧＰＳ等から取得された車両２の現在位置を取得し、取得した車両２の現在位置を、カーブの曲率Ｋ又は曲率半径Ｒの情報が含まれた地図情報に照らし合わせることにより求めることができる。
　ヨー角取得部６は、車両２が走行する走行車線ＴＬに対する車両２のヨー角θを取得する。ヨー角θは、例えば、車両２に搭載されたカメラ等により区画線Ｌ，Ｌを検出し、検出した区画線Ｌ，Ｌの中央を通る仮想中央線を算出し、算出した仮想中央線に対する車両２の傾きを算出することにより求めることができる。
　図１及び図４に示すように、車体スリップ角取得部７は、車両２の車体スリップ角βを取得する。車体スリップ角βは、走行車線ＴＬに対する車両２の向きと走行車線ＴＬに対する車両２の実際の進行方向との差である。
　走行車線ＴＬに対する後輪タイヤの向きと走行車線ＴＬに対する車両２の実際の進行方向との差をβｒとし、車両２の重心から車両２の後輪までの距離をＩｒとした場合、以下の式（１）が成り立つ。
β＋βｒ＝Ｉｒ／Ｒ　…（１）
　ここで、βｒは小さいため、式（１）においてβｒ＝０とすると、以下の式（２）となる。
β＝Ｉｒ／Ｒ　…（２）
　このため、車体スリップ角βは、例えば、式（２）に示すように、Ｉｒ／Ｒを算出することにより求めることができる。
　図１～図３に示すように、作動可否判定部８は、車両２のヨー角θに基づいて、走行車線ＴＬからの車両２の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。つまり、車両２は、走行車線ＴＬに対して傾斜しながら走行することで区画線Ｌに近づいて行くため、車両２のヨー角θに基づいて車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することで、車線逸脱抑制処理の作動可否を適切に判定することができる。車線逸脱抑制処理としては、例えば、ドライバに対して、走行車線ＴＬを逸脱している又は逸脱する可能性が高いことを視覚、聴覚又は触覚等により警告する警告処理、車両２が走行車線ＴＬの中央部に向かうようにモータ等により操舵トルクを付与する操舵トルク付与処理などが挙げられる。
　ここで、車両２がカーブの走行車線ＴＬを旋回する場合、車両２は車体スリップ角βを発生させながら旋回する。つまり、カーブの走行車線では、車両２は、横滑り（スリップ）することで走行車線ＴＬに対して少し外向きの状態で旋回する。このため、実際の車両２の向きと車両２の進行方向とにずれが生じる。そこで、作動可否判定部８は、車両２がカーブの走行車線ＴＬを旋回する場合、ヨー角θから車体スリップ角β分を減算して、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。
　本実施形態では、作動可否判定部８は、車線逸脱抑制処理の作動可否をより適切に判定するため、車両２のヨー角θに加え、車両２の車速Ｖ、車両２から走行車線ＴＬの区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋにも基づいて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。車線逸脱抑制処理の作動可否判定は、例えば、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔに応じて行ってもよい。つまり、作動可否判定部８は、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔが所定の閾値時間を下回ると、車線逸脱抑制処理を作動すると判定してもよい。
　図２に示すように車両２が直線の走行車線ＴＬを走行している場合、車両２がヨー角方向の区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、例えば、次のように求めることができる。なお、ヨー角方向の区画線Ｌとは、車両２の両側の区画線Ｌ，Ｌのうち、走行車線ＴＬに対して車両２が傾斜する方向の区画線Ｌをいう。
　車両２から走行車線ＴＬの車線幅方向に延ばした直線とヨー角方向の区画線Ｌとが交わる位置を現在横位置Ｐ１とし、車両２から車両２の進行方向に延ばした直線と区画線Ｌとが交わる位置を到達予測位置Ｐ２とする。到達予測位置Ｐ２は、予測時間ｔ後に車両２が区画線Ｌに到達すると予測される位置である。また、車両２の車速を車速Ｖ［ｍ／ｓ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向における車両２の車速成分を車両２の横速度ｖｙ［ｍ／ｓ］とし、走行車線ＴＬに対する車両２のヨー角（反時計回りが正）をヨー角θ［ｒａｄ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向における車両２からヨー角方向の区画線Ｌまでの距離を横距離ｅ［ｍ］とする。横距離ｅは、車両２から現在横位置Ｐ１までの距離である。なお、θは十分に小さいものとする。
　この場合、車両２の横速度ｖｙ［ｍ／ｓ］は、ｖｙ＝Ｖｓｉｎθ≒Ｖθで表されるため、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、次の式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
                                                   
　図３に示すように車両２がカーブの走行車線ＴＬを走行している場合、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、例えば、次のように求めることができる。
　図３及び図５に示すように、車両２から走行車線ＴＬの車線幅方向に延ばした直線と区画線Ｌとが交わる位置を現在横位置Ｐ１とし、車両２から車両２の進行方向に延ばした直線と区画線Ｌとが交わる位置を到達予測位置Ｐ２とする。到達予測位置Ｐ２は、予測時間ｔ後に車両２が区画線Ｌに到達すると予測される位置である。また、車両２の車速を車速Ｖ［ｍ／ｓ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向における車両２の車速成分を車両２の横速度ｖｙ［ｍ／ｓ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向と直交する方向における車両２の車速成分を車両２の前後速度ｖｘ［ｍ／ｓ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向と直交する方向における現在横位置Ｐ１から到達予測位置Ｐ２までの距離を前後距離ｌ［ｍ］とし、走行車線ＴＬに対する車両２のヨー角（反時計回りが正）をヨー角θ［ｒａｄ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向における車両２からヨー角方向の区画線Ｌまでの距離を横距離ｅ［ｍ］とし、走行車線ＴＬの車線幅方向における現在横位置Ｐ１から到達予測位置Ｐ２までの距離をカーブ横距離ｅｌ［ｍ］とし、走行車線ＴＬのカーブの曲率（左カーブが正）を曲率Ｋ［１／ｍ］とし、走行車線ＴＬのカーブの曲率半径を曲率半径Ｒ［ｍ］とし、走行車線ＴＬのカーブの曲率中心Ｏに対する現在横位置Ｐ１と到達予測位置Ｐ２とのなす角を角度θｌとする。なお、ヨー角θ及び角度θｌは十分に小さいものとする。
　この場合、前後速度ｖｘは、ｖｘ＝Ｖｃｏｓθ≒Ｖで表されるため、前後距離ｌは、次の式（４）で表され、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
    
横速度ｖｙは、ｖｙ＝Ｖｓｉｎθ≒Ｖθで表されるため、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、次の式（５）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
    
　ここで、図５に示すように、前後距離ｌは、ｌ＝Ｒｓｉｎθｌ≒Ｒθｌで表され、カーブ横距離ｅｌは、次の式（６）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
    
　そこで、図３に示すように、式（６）に式（４）を代入すると、次の式（７）となり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
    
式（７）に式（４）に代入すると、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、次の式（８）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
    
　予測時間ｔが実数解を基ための条件は、θ２－２Ｋｅ≧０であり、解が２つ存在するとき、求めたい予測時間ｔは小さい方なので、上の式（８）は次の式（９）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
    
　ここで、式（９）において、Ｋ＝０（直線）を代入すると、式（３）となる。このため、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔの一般式は、次の式（１０）となる。つまり、車両２が直線の走行車線ＴＬを走行している場合、及び、車両２がカーブの走行車線ＴＬを走行している場合の何れも、車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔは、次の式（１０）により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
    
　そこで、作動可否判定部８は、車両２が直線の走行車線ＴＬを走行している場合、式（１０）により求められる予測時間ｔに応じて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。つまり、式（１０）により求められる予測時間ｔが所定の閾値時間を下回ると、車線逸脱抑制処理を作動すると判定する。
　一方、作動可否判定部８は、車両２がカーブの走行車線ＴＬを走行している場合、式（１０）においてヨー角θから車体スリップ角β分を減算することにより求められる予測時間ｔに応じて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。つまり、次の式（１１）により求められる予測時間ｔが所定の閾値時間を下回ると、車線逸脱抑制処理を作動すると判定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
    
　車線逸脱抑制処理実行部９は、作動可否判定部８が車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に、車線逸脱抑制処理を実行する。
　次に、図６を参照して、車線逸脱抑制装置１の処理動作の一例について説明する。
　まず、車速取得部３が車両２の車速Ｖを取得し、横距離取得部４が車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅを取得し、車線曲率取得部５が走行車線ＴＬのカーブの曲率Ｋを取得し、ヨー角取得部６が走行車線ＴＬに対する車両２のヨー角θを取得し、車体スリップ角取得部７が車両２の車体スリップ角βを取得する（ステップＳ１）。
　次に、作動可否判定部８は、走行車線ＴＬがカーブであるか否かを判定する（ステップＳ２）。
　走行車線ＴＬがカーブでないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、作動可否判定部８は、車両２のヨー角θに基づいて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する（ステップＳ３）。具体的には、作動可否判定部８は、式（１０）により車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔを求める。そして、求めた予測時間ｔが所定の閾値時間を下回ると、車線逸脱抑制処理を作動すると判定し、求めた予測時間ｔが所定の閾値時間を下回っていない場合、車線逸脱抑制処理を作動しないと判定する（ステップＳ５）。
　一方、走行車線ＴＬがカーブであると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、作動可否判定部８は、ヨー角θから車体スリップ角β分を減算して、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する。具体的には、作動可否判定部８は、式（１１）により車両２が区画線Ｌに到達するまでの予測時間ｔを求める。そして、求めた予測時間ｔが所定の閾値時間を下回ると、車線逸脱抑制処理を作動すると判定し、求めた予測時間ｔが所定の閾値時間を下回っていない場合、車線逸脱抑制処理を作動しないと判定する（ステップＳ５）。
　車線逸脱抑制処理を作動しないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、車線逸脱抑制装置１は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１から処理を行う。一方、車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、車線逸脱抑制処理実行部９は、車線逸脱抑制処理を実行する（ステップＳ６）。そして、車線逸脱抑制装置１は、一旦処理を終了して、再度ステップＳ１から処理を行う。
　以上説明したように、本実施形態に係る車線逸脱抑制装置１では、ヨー角θから車体スリップ角β分を減算して車線逸脱抑制処理の作動可否を判定するため、実際の車両２の向きと車両２の進行方向とのずれが補正される。これにより、車両２がカーブの走行車線ＴＬを旋回する場合の、車線逸脱抑制処理の作動可否の判定精度を向上することができる。その結果、例えば、車両２が直線の走行車線ＴＬを走行する場合に比べて、旋回方向外側の区画線Ｌに対する車線逸脱抑制処理の作動判定が早くなるのを抑制することができるため、車線逸脱制御処理の実行回数が必要以上に増加するのを抑制することができる。
　また、車両２の車速Ｖ、車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋにも基づいて車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することで、より適切に車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することができる。
　また、車両２の重心から車両２の後輪までの距離Ｉｒと走行車線ＴＬの曲率半径Ｒとの乗算により車体スリップ角βを取得することで、容易に車体スリップ角βを取得することができる。
　また、作動可否判定部８が車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に車線逸脱抑制処理を実行することで、走行車線ＴＬからの車両２の逸脱を抑制することができる。
　以上、本発明の一側面の実施形態について説明したが、本発明の一側面は、上記実施形態に限られるものではなく、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てもよい。
　例えば、上記実施形態では、車両２のヨー角θに加え、車両２の車速Ｖ、車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋにも基づいて、車線逸脱抑制処理の作動可否を判定するものとして説明した。しかしながら、車両２の車速Ｖ、車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋに基づかなくても車線逸脱抑制処理の作動可否を判定することは可能である。このため、車両２の車速Ｖ、車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋに基づかずに車線逸脱抑制処理の作動可否を判定してもよい。例えば、車両２のヨー角θが所定の閾値角度を超えた場合は、車線逸脱抑制処理を作動すると判定し、車両２のヨー角θが所定の閾値角度を超えていない場合は、車線逸脱抑制処理を作動しないと判定してもよい。また、車両２の車速Ｖ、車両２から区画線Ｌまでの横距離ｅ、及び走行車線ＴＬの曲率Ｋに変えて、他のパラメータにも基づいて車線逸脱抑制処理の作動可否を判定してもよい。
　１…車線逸脱抑制装置、２…車両、３…車速取得部、４…横距離取得部、５…車線曲率取得部、６…ヨー角取得部、７…車体スリップ角取得部、８…作動可否判定部、９…車線逸脱抑制処理実行部、ｅ…横距離、ｅｌ…カーブ横距離、Ｉｒ…距離、Ｋ…曲率、Ｌ…区画線、ｌ…前後距離、Ｐ１…横位置、Ｐ２…到達予測位置、Ｒ…曲率半径、ＴＬ…走行車線、Ｖ…車速、ｖｘ…前後速度、ｖｙ…横速度、β…車体スリップ角、θ…ヨー角、θｌ…角度。

Claims (4)

  1. 　車両が走行する走行車線に対する前記車両のヨー角に基づいて、前記走行車線からの前記車両の逸脱を抑制する車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する作動可否判定部と、
    　前記車両の車体スリップ角を取得する車体スリップ角取得部と、を備え、
    　前記作動可否判定部は、前記ヨー角から前記車体スリップ角分を減算して、前記車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する、
    車線逸脱抑制装置。
  2. 　前記作動可否判定部は、前記車両の車速、前記車両から前記走行車線の区画線までの横距離、及び前記走行車線の曲率にも基づいて、前記車線逸脱抑制処理の作動可否を判定する、
    請求項１に記載の車線逸脱抑制装置。
  3. 　前記車体スリップ角取得部は、前記車両の重心から前記車両の後輪までの距離と前記走行車線の曲率半径との乗算により前記車体スリップ角を取得する、
    請求項１又は２に記載の車線逸脱抑制装置。
  4. 　前記作動可否判定部が前記車線逸脱抑制処理を作動すると判定した場合に、前記車線逸脱抑制処理を実行する車線逸脱抑制処理実行部を更に備える、
    請求項１～３の何れか一項に記載の車線逸脱抑制装置。
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