(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する走行車線に対する前記車両の位置を検出又は推定する走行位置検知手段と、
前記走行位置検知手段により検知された前記車両位置から前記車両が前記走行車線から逸脱する危険があるか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り車線逸脱危険状態であると判定された場合に車線逸脱抑制処理を行なうように制御する制御手段とを備える車線逸脱抑制装置において、
前記車線逸脱判定手段が、前記車両の前記走行車線からの逸脱の危険度に応じて設定された複数の車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態であるかを判定するように構成され、
前記制御手段が、
前記車線逸脱判定手段により前記複数の車線逸脱判定基準のうち、危険度の最も低い第２車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、ハンドル戻しトルクによる第２の車線逸脱抑制処理を開始すると共に、
前記第２車線逸脱判定基準よりも危険度の高い第１車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、警報音による第１の車線逸脱抑制処理を開始するように構成されることを特徴とする、車線逸脱抑制装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記車線逸脱判定手段により前記第１車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、前記第１の車線逸脱抑制処理を終了すると共に、前記車線逸脱判定手段により前記第２車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、前記第２の車線逸脱抑制処理を終了するように構成されることを特徴とする、請求項１記載の車線逸脱抑制装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２車線逸脱判定基準よりも危険度が高く、前記第１車線逸脱判定基準よりも危険度の低い第３車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、ハンドル振動による第３の車線逸脱抑制処理を開始するように構成されることを特徴とする、請求項１記載の車線逸脱抑制装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記車線逸脱判定手段により前記第１車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に前記第１の車線逸脱抑制処理を終了し、前記第３車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、前記第３の車線逸脱抑制処理を終了すると共に、前記第２車線逸脱判定基準に基づいて前記車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、前記第２の車線逸脱抑制処理を終了するように構成されることを特徴とする、請求項３記載の車線逸脱抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車が走行車線から逸脱しそうになるのを防止すべく車線逸脱抑制処理を行なう、車線逸脱抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、走行中の道路に対する車両の位置や姿勢の把握を行ない、これに基づいて自動車の自動走行制御を行なったり、ドライバの運転を支援したりする技術（運転支援装置）が開発されている。
自動走行制御の場合、ドライバに何ら頼ることなく自動車を運転することが必要であり、道路をはじめとした基本的施設（インフラ）を整備するなど、その実用化には様々な条件整備が前提となる。
【０００３】
一方、運転支援装置の場合、自動車を運転するのはあくまでもドライバであり、運転支援装置はドライバの運転操作のミスをドライバに知らせたりミスを解消する方向へ運転を補助したりするものである。したがって、運転支援装置は、現在の道路環境においても実現可能な技術が多く、より実用性の高い運転支援装置の開発が望まれている。
【０００４】
こうした運転支援装置の一つに車線逸脱抑制装置がある。この車線逸脱抑制装置としては、自動車が不注意で走行車線から逸脱しそうになると運転車に警報音を発する技術がある。
例えば、特開平５−１０４９７６号公報には、運転者の意識レベル及び車両の横変位量の大小関係に基づいて走路を逸脱したことを報知する警報音の内容を決定する技術が開示されている。この公報に開示された技術では、車線逸脱抑制処理としてブザーの鳴る間隔を変化させ、危険度が高い場合には連続音を発生させ、運転者に危険を察知させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両が逸脱状態を脱する傾向があるにも関わらずブザーが鳴り続けているのは、乗員にとって非常に煩わしい一方、このようなブザーによる警報音が煩わしいからといって早めに解除されるようにすると、未だ車線を逸脱する危険がある状態であるにもかかわらず、運転者が車線逸脱危険状態を脱したと判断してしまうことになり、安全性の面で好ましくない。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、警報音が鳴り続けることによって乗員に不快感を与えるのを防止するとともに、警報音以外の車線逸脱抑制処理によって運転者に未だ車線逸脱のおそれのある状態であることを知らせることができるようにした、車線逸脱抑制装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の車線逸脱抑制装置では、走行位置検知手段により車両が走行する走行車線に対する車両の位置が検出又は推定される。次に、車線逸脱判定手段によって車両位置から車両が走行車線から逸脱する危険があるかが判定される。そして、制御手段によって車線逸脱危険状態であると判定された場合に車線逸脱抑制処理を行なうように制御される。特に、車線逸脱判定手段は、車両の走行車線からの逸脱の危険度に応じて設定された複数の車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態であるかを判定する。そして、制御手段は、車線逸脱判定手段により複数の車線逸脱判定基準のうち、危険度の最も低い第２車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、ハンドル戻しトルクによる第２の車線逸脱抑制処理を開始すると共に、第２車線逸脱判定基準よりも危険度の高い第１車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、警報音による第１の車線逸脱抑制処理を開始する（請求項１）。
好ましくは、制御手段は、車線逸脱判定手段により第１車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、第１の車線逸脱抑制処理を終了すると共に、車線逸脱判定手段により第２車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、第２の車線逸脱抑制処理を終了するように構成する（請求項２）。
また、制御手段は、第２車線逸脱判定基準よりも危険度が高く、第１車線逸脱判定基準よりも危険度の低い第３車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態になったと判定された場合に、ハンドル振動による第３の車線逸脱抑制処理を開始するように構成するのが好ましい（請求項３）。
さらに、制御手段は、車線逸脱判定手段により第１車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に第１の車線逸脱抑制処理を終了し、第３車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、第３の車線逸脱抑制処理を終了すると共に、第２車線逸脱判定基準に基づいて車線逸脱危険状態でなくなったと判定された場合に、第２の車線逸脱抑制処理を終了するように構成するのが好ましい（請求項４）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図７は本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置を示すものである。
本車線逸脱抑制装置は、自動車において自車両が走行車線から逸脱しそうになるとこれを防止するために車線逸脱抑制処理を行なうものであり、走行車線に対する自車両の位置を認識して、車線逸脱のおそれが生じると、図１に示すように、車両に備えられた警報器２６により警報音を発生させてドライバに警報する車線逸脱抑制処理を行なったり、車両１に備えられた振動用アクチュエータ２７によりステアリングホイール（以下、ハンドルともいう）２０を振動させたり、操舵アクチュエータ２１によりドライバの加える操舵トルクとは別の操舵トルク（この操舵トルクは、ドライバの加える操舵トルクと区別するために操舵用制御トルクと呼ぶ）を与えたりして、ドライバにステアリングホイール２０を通じて警報する車線逸脱抑制処理を行なったりするものである。
【０００９】
なお、操舵用制御トルク自体も、車両の挙動を修正する作用があるが、この操舵用制御トルクは、あくまでも操舵系を通じてドライバに警報することが主目的であり、車線を逸脱しそうな車両の位置を修正するのは、この操舵用制御トルクが加えられたことで車線を逸脱しそうなことを認識したドライバの操舵操作によって行なうべきものとしている。
【００１０】
このため、本車線逸脱抑制装置は、図１に示すように、走行車線に対する自車両の位置を認識するために、車両１の前方の道路状態を撮像する撮像手段としてのカメラ２と、カメラ２からの画像情報から画像情報を適宜処理して前方道路上の左右の白線位置を認識する画像情報処理手段３と、この画像情報処理手段３による白線位置画像情報から車両の走行レーン（走行車線）の基準位置に対する所定時間後における横ずれ量ΔＹを予測して算出する横ずれ量算出手段４Ａとをそなえている。
【００１１】
なお、この横ずれ量ΔＹは、車両１が車線を逸脱しそうな度合いに関する判定パラメータに相当する。また、横ずれ量算出手段４Ａは、自車両に対する走行車線（走行レーン）の相対位置を推定する走行レーン推定手段４内の機能要素としてそなえられている。なお、走行レーン推定手段４は、車両が走行する走行車線に対する車両の位置を検出又は推定する走行位置検知手段を構成する。
【００１２】
ここでは、まず走行車線に対する自車両の位置認識、即ち、自車両の横ずれ量ΔＹの算出について説明する。
画像情報処理手段３では、まず、図２に示すように、カメラ２からの原画像４１を取り込み、この原画像４１から道路白線を抽出して、抽出した道路白線の画像を、鉛直上方から見たような平面視画像４２に変換する。
【００１３】
次に、白線１２Ｌ，１２Ｒの認識について図３を参照しながら説明する。なお、ここでは、走行レーン左端の路側線としての白線１２Ｌの認識について説明するが、走行レーン右端の白線１２Ｒを基準とする場合についても同様であるため、左端の白線１２Ｌについては単に白線１２と称することにする。
次に、画像情報認識手段３では、図３（ａ）に示すように、車両１にそなえられたカメラ２により平地において車両前方の範囲（例えば５ｍ〜３０ｍ）の白黒画像情報を取り込み、この画像情報から画面上で縦方向の画像を一部省略する。そして、この画面上で等間隔になるような複数の水平線１１を設定する。
【００１４】
この白黒画像情報の取り込みは、微小な制御周期毎に更新されるようになっており、図３（ｂ）に示すように、それぞれの水平線１１上において前回の画面での白線位置の左右の所要の範囲（ここでは、左右５０画素〔ｄｏｔ〕）を白線探査エリア（処理対象領域）１０として設定する。また、初回の画面は、直線路における白線位置を前回の画面データとして利用する。
【００１５】
そして、図３（ｃ）に示すように、各水平線の明度をそれぞれ左から横方向に微分する。また、図中の符号１４はガードレールである。
ところで、通常の路面は輝度が低く、輝度変化も小さい。これに対して、白線１２は通常の路面に比較して輝度が非常に高いので、このように道路の明度を微分すると、通常の路面から白線１２への境界点で輝度変化がプラス、白線１２から通常の路面への境界点で輝度変化がマイナスとなるような微分データが得られる。このような微分データの一例を図３（ｄ）に示す。
【００１６】
そして、各水平線１１のデータそれぞれについて、微分値のピークが左からプラス，マイナスの順に並んで現れ、且つそれぞれのピークの間隔が白線１２として妥当と思われる程度（プラスのピークからマイナスのピークまでの間隔が例えば３０ｄｏｔ以内）に納まっている組み合わせを白線候補として抽出し、通常は、図３（ｅ）に示すように、その中点Ｍを白線候補点１５として保存する。
【００１７】
そして、これらの白線候補点１５のうち、画面中心に最も近いもののみを最終候補点として残す。
これは、例えば車両１が左側通行の場合、探索エリア１０の中の右側が通常輝度変化の少ない道路面であり、この通常の道路面に最も近い白線候補点１５が白線１２と判断できる。したがって白線１２よりもさらに左側に、ノイズの原因となる物体（例えばガードレール１４等）が存在する場合であっても、カメラ２により撮像された画像情報から白線１２を確実に認識することができる。
【００１８】
そして、図３（ｆ）に示すように、最後に各水平線データにおける白線候補点１５の上下方向の連続性を画面の下方から順次検証していく。
まず、事前に前画面での白線１２の上下端間の傾きを計算しておく。そして、最下点１５Ａを白線１２とすると、一本だけ上の水平線１１上の候補点１５Ｂが、前回の白線１２の傾き分±５０ｄｏｔの範囲内に入っているかを検証する。
【００１９】
候補点１５Ｂがこの範囲内に入っていればこれを白線とし、入っていないときは候補点１５Ｂは却下されて、上述の傾きから補間計算した座標が白線位置としてみなされる。そして、この検出を各水平線について同様の作業を行なうことにより、連続した白線１２を認識することができるのである。
このような白線認識の作業は、所要の周期で継続して行なわれ、その都度白線１２の認識が更新されるようになっている。
【００２０】
走行レーン右端の路側線としての白線１２Ｒの認識についも、これと同様に行なわれる。
推定手段４では、このように各認識周期で認識された原画像４１上の白線１２Ｒ，１２Ｌを平面視画像４２に変換して、走行レーン左端の白線１２Ｌから推定しうる道路中心線ＬＣＬと走行レーン右端の白線１２Ｒから推定しうる道路中心線ＬＣＲとに基づいて、道路中心線ＬＣの推定を行なうようになっている。そして、この道路中心線ＬＣに基づいて、横ずれ量算出手段４Ａにより現時点における横ずれ量ΔＹ０と偏角βとを算出する。
【００２１】
なお、偏角βとは、図４に示すように、屈曲した道路中心線ＬＣの接線と車両中心線方向とがなす角であり、カメラ画像で得られる画像情報のうち車両に最も近い検出レベルである第１検出点（図中には近地点と示す）における基準線位置情報と、この近地点よりもさらに車両１から所定距離Ｌだけ離れた第２検出点（現在の車速Ｖで所定時間ｔ後に到達する地点、図中には遠地点と示す）における基準線位置情報とから算出することができる。
【００２２】
つまり、偏角βは、これらの第１検出点と第２検出点とを結んだ直線と、車両１の中心線とがなす角として算出するようになっている。このようにして算出される偏角は、第１検出点と第２検出点との中間地点（図中×印）における偏角であり、少なくとも車両１から一定以上前方の地点の偏角である。
そして、この例では、車両に最も近い地点である第１検出点における自車両中心線（点Ｐ１参照）と道路中心線ＬＣ（点ＬＣ１参照）との横方向距離（道路幅方向，即ちカメラ画像の横方向の距離）を現時点における横ずれ量（現時点横偏差）ΔＹ０として算出する。また、第２検出点は、第１検出点から所定時間ｔ後に到達すると予測できる地点（ＬＣ２，Ｐ２）、つまり、第１検出点から現時点での車速Ｖに所定時間ｔを乗じて得られる距離Ｌだけ離れた地点としており、これらの第１検出点（ＬＣ１）と第２検出点（ＬＣ２）とを結んだ直線と、車両１の中心線（Ｐ１Ｐ２）とがなす角を偏角βとして算出する。
【００２３】
横ずれ量算出手段４Ａは、上述のごとく算出された偏角βに車速センサ３２で検出された車両の車速Ｖと所定時間ｔとを乗算して所定時間ｔ後における横ずれ変化量Δｙ（Δｙ＝β×Ｖ×ｔ）を算出し、これに現時点における横ずれ量（横偏差）ΔＹ０を加算して予測横ずれ量（以下、単に横ずれ量という）ΔＹ（＝ΔＹ０＋β×Ｖ×ｔ）を算出する。また、道路中心線の画像情報に基づいて走行レーンの曲率（道路曲率）ρを推定するようにもなっている。なお、所定時間ｔは運転手の一般的なハンドル２０の操作速度や、画像情報処理手段３等による道路状況の認識速度を考慮して適宜の時間に設定されている。また、車速Ｖに応じて可変にしてもよく、第１検出点から第２検出点までの距離Ｌが一定となるように所定時間ｔを設定してもよい。
【００２４】
本実施形態の車線逸脱判定手段５は、横ずれ量算出手段４Ａにより算出された横ずれ量（横偏差）ΔＹに基づいて車線を逸脱しそうな度合い（車線逸脱危険度）の判定、即ち、車線逸脱判定を行なうものである。つまり、車線逸脱判定手段５は、上述のようにして算出される走行車線の基準位置（道路幅中央位置）に対する車両の横ずれ量ΔＹが判定値（逸脱判定基準）ΔＹｓを超えたとき、車両が車線を逸脱すると判定し、後述するコントローラ６へ車線逸脱信号（車線逸脱方向も示す）を出力するようになっている。なお、車線逸脱判定手段は、走行位置検知手段により検知された車両位置に基づいて車両１の走行車線からの逸脱の危険があるかを判定するものとして構成される。
【００２５】
ここでは、車線を逸脱しそうな度合いに応じて車線逸脱判定を段階的に行なえるように複数の判定値が設定されている。
つまり、車両が車線を逸脱しそうな度合いが低い状態（危険度小状態）であるかを判定するために危険度小状態判定値（車線逸脱判定基準，第２車線逸脱判定基準）ΔＹｓ２１が設定されている。そして、車線逸脱判定手段５は、車両の横ずれ量ΔＹがこの危険度小状態判定値ΔＹｓ２１を超えている間は危険度小状態であるとの車線逸脱判定を行なうようになっている。このように車線逸脱判定手段５により危険度小状態であるとの車線逸脱判定が行なわれたら、後述する操舵アクチュエータ２１によって操舵用制御トルク（ハンドル戻しトルク）を生じさせる警報〔操舵用制御トルクによる警報（第２の警報），第１段階の警報〕により車線逸脱抑制処理（第２の車線逸脱抑制処理）を行なうようになっている。
【００２６】
また、車両が車線を逸脱しそうな度合いが危険度小状態よりも高い状態（危険度中状態）であるかを判定するために危険度中状態判定値（車線逸脱判定基準，第２車線逸脱判定基準）ΔＹｓ２２（ΔＹｓ２２＞ΔＹｓ２１）が設定されている。そして、車線逸脱判定手段５は、車両の横ずれ量ΔＹがこの危険度中状態判定値ΔＹｓ２２を超えている間は危険度中状態であるとの車線逸脱判定を行なうようになっている。このように車線逸脱判定手段５により危険度中状態であるとの車線逸脱判定が行なわれたら、後述する振動用アクチュエータ２７によってハンドル２０を振動させる警報〔ハンドル振動による警報（第２の警報），第２段階の警報〕により車線逸脱抑制処理（第２の車線逸脱抑制処理）を行なうようになっている。
【００２７】
さらに、車線を逸脱しそうな度合いが最も高い状態（危険度大状態）であるかを判定するために危険度大状態判定値（車線逸脱判定基準，第１車線逸脱判定基準）ΔＹｓ１０（ΔＹｓ１０＞ΔＹｓ２２）が設定されている。そして、車線逸脱判定手段５は、車両の横ずれ量ΔＹがこの危険度大状態判定値ΔＹｓ１０を超えている間は危険度大状態であるとの車線逸脱判定を行なうようになっている。このように車線逸脱判定手段５により危険度大状態であるとの車線逸脱判定が行なわれたら、後述する警報器２６によって警報音を発生させる警報〔警報音による警報（第１の警報），第３段階の警報〕により車線逸脱抑制処理（第１の車線逸脱抑制処理）を行なうようになっている。
【００２８】
なお、上述の危険度小状態判定値ΔＹｓ２１，危険度中状態判定値ΔＹｓ２２，危険度大状態判定値ΔＹｓ１０は、いずれも車両の横ずれ量ΔＹに相当する値として設定されるが、これらのうち、危険度小状態判定値ΔＹｓ２１が最も小さい値（道路中心線との距離が最も近い）として設定され、次に小さい値として危険度中状態判定値ΔＹｓ２２が設定され、危険度大状態判定値ΔＹｓ１０が最も大きい値（道路中心線との距離が最も遠い）として設定される。
【００２９】
ここで、判定値が小さい値に設定されれば、車両１が車線を逸脱するとの判定が早くなる。つまり、本実施形態では、危険度小状態判定値により判定される危険度小状態であるとの判定が最も早くされ（警報開始時期が早くなり）、次いで、危険度中状態判定値により判定される危険度中状態であるとの判定、危険度大状態判定値により判定される危険度大状態であるとの判定が順になされるようになっている（順に警報開始時期が遅くなる）。
【００３０】
また、判定値が大きい値に設定されれば、車両１が車線を逸脱するとの判定の解除が早くなる。つまり、本実施形態では、危険度大状態判定値により判定される危険度大状態であるとの判定の解除が早くなり（警報終了時期が早くなり）、次いで、危険度中状態判定値により判定される危険度中状態であるとの判定、危険度小状態判定値により判定される危険度小状態であるとの判定が順になされるようになっている（順に警報終了時期が遅くなる）。
【００３１】
これにより、危険度小状態であるとの判定がなされる期間が長くなり、この期間よりも危険度中状態であるとの判定がなされる期間が短くなり、さらに危険度大状態であるとの判定がなされる期間が短くなるようにしている。そして、後述するように、危険度大状態であるとの判定がなされた場合に行なわれる警報音による警報が長く行なわれないようにしている。また、危険度中状態及び危険度小状態であるとの判定がなされた場合に行なわれる警報が警報音による警報よりも長い期間行なわれるようにしている。
【００３２】
なお、本実施形態では、危険度小状態，危険度中状態及び危険度大状態であるとの車線逸脱判定と、これらの解除判定とを同一の判定値を用いて行なっているが、それぞれに異なる判定値を用いて判定を行なっても良い。
ところで、本車線逸脱抑制装置は、車線逸脱判定手段５による車線逸脱判定（車両が走行車線から逸脱する危険があるとの判定）に基づいて車線逸脱警報を発するように、ドライバの加える操舵トルクとは別に操舵用制御トルクを操舵系に付与しうる操舵アクチュエータ２１と、ハンドル２０を振動させうる振動用アクチュエータ２７と、警報音を発する警報器２６と、操舵アクチュエータ２１，振動用アクチュエータ２７及び警報器２６を制御するコントローラ（制御手段）６とを備えている。
【００３３】
まず、操舵アクチュエータ２１は、ステアリングシャフトにトルクを加えうるアクチュエータであればよく、例えば、図５に示すように、ステアリングシャフト４０の図示しないトーションバーよりも下方（パワーステアリング側）に設置した小型電動トルクモータ４１により構成してもよい。
この場合、モータ４１からステアリングシャフト４０へのトルク伝達は、ウォーム４２ａとウォームホイール４２ｂとからなるウォームギヤ４２を介して行なうが、ウォームホイール４２ｂとステアリングシャフト４０との間にはトルクリミッタ４３を介装する。このトルクリミッタ４３により、万が一モータ４１が固着した場合でもドライバーは容易にハンドル２０の操作を行なうことができる。また、モータ４１は最大トルクを必要最小限に設定されており、たとえコントローラ６に故障が生じてもドライバに過剰な操舵負担を与えることはない。
【００３４】
振動用アクチュエータ２７は、ハンドル２０に振動を加えうるアクチュエータであればよく、図１に示すように、例えばステアリングシャフト４０に取り付けられる。なお、この振動用アクチュエータ２７としては、上述の操舵アクチュエータ２１と同様に構成されるアクチュエータを用いても良い。
警報器２６は、例えばブザー等の警報音を発生するものにより構成される。
【００３５】
コントローラ６は、車線逸脱判定手段５の車線逸脱判定に基づいて、以下のような制御を行なうようになっている。
つまり、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５の危険度小状態になったとの車線逸脱判定に基づいて、操舵用制御トルクが横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生するように操舵アクチュエータ２１を制御する機能を有するものとして構成される。
【００３６】
ここでは、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５により危険度小状態であるとの車線逸脱判定がなされている間、操舵用制御トルクが横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生するように、車線逸脱判定手段５により危険度小状態になったとの車線逸脱判定がなされたら、車線逸脱抑制処理として、操舵用制御トルクが横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生するように操舵アクチュエータ２１の制御を開始し、その後、車線逸脱判定手段５により危険度小状態でなくなったとの判定がなされたら（危険度小状態との車線逸脱判定が解除されたら）、操舵用制御トルクを横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生させる操舵アクチュエータ２１の制御を終了するようになっている。
【００３７】
具体的には、コントローラ６は、上述のようにして算出される走行車線の基準位置（道路幅中央位置）に対する車両１の横ずれ量ΔＹに基づいて操舵用制御トルクを設定するようになっている。つまり、この操舵用制御トルクは、自動操舵に用いる操舵トルクとは異なり、ドライバに警報することが主目的であって、車両の位置を修正するのはドライバの操舵操作によるため、操舵用制御トルクは、ドライバの操舵操作を妨げない程度の大きさに、つまり、ドライバが容易に打ち勝てる程度の大きさに制限されている。
【００３８】
このため、車線を逸脱しそうなときにこの逸脱を回避する方向に操舵用制御トルクを加えた場合にも、ドライバが車線を逸脱する方向に操舵操作を行なおうとすれば、十分にこれを行なえるようになっている。これにより、車両を走行車線外に退避させるための緊急操舵も容易に行なえ、また、レーンチェンジの際に操舵用制御トルクが働いたとしても、レーンチェンジの妨げにはならないようになっている。
【００３９】
これにより、ドライバは車線逸脱（道路中心線からの外れ）とその修正方向をハンドル２０の保舵感等から感じ取り、車両位置の修正が、ドライバの操舵操作によって速やかに行なわれるようになる。この操舵用制御トルク自体もドライバへの警報の意味だけでなく車両位置の修正のためにも有効となる。また、操舵用制御トルクによる警報は、例えば脇見運転のドライバに対しても有効であり、この場合、車線からの逸脱を未然に防ぎながら、ドライバへ脇見運転の防止を促すことにもなる。
【００４０】
また、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５の危険度中状態になったとの車線逸脱判定に基づいて、ハンドル２０を振動させるべくステアリングシャフト４０の周方向へのトルクが繰り返し発生する（断続的に発生する）ように振動用アクチュエータ２７を制御する機能も有するものとして構成される。
ここでは、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５により危険度中状態になったとの車線逸脱判定がなされている間、ハンドル２０を振動させるべく、車線逸脱判定手段５により危険度中状態になったと判定されたら、車線逸脱抑制処理として、ハンドル２０を振動させるための振動用アクチュエータ２７の制御を開始し、その後、車線逸脱判定手段５により危険度中状態でなくなったと判定されたら（危険度中状態になったとの車線逸脱判定が解除されたら）、ハンドル２０を振動させるための振動用アクチュエータ２７の制御を終了するようになっている。
【００４１】
さらに、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５の危険度大状態であるとの車線逸脱判定に基づいて警報音を発生させるべく警報器２６を制御する機能も有するものとして構成される。
ここでは、コントローラ６は、車線逸脱判定手段５により危険度大状態であるとの車線逸脱判定がなされている間、警報器２６によって警報音を発生させるべく、車線逸脱判定手段５により危険度大状態になったとの車線逸脱判定がなされたら、車線逸脱抑制処理として、警報器２６によって警報音を発生させる制御を開始し、その後、車線逸脱判定手段５により危険度大状態でなくなったとの判定がなされたら（危険度大状態になったとの車線逸脱判定が解除されたら）、警報器２６の制御を終了するようになっている。
【００４２】
ところで、コントローラ６は、このようにして警報手段（車線逸脱抑制手段）としての操舵アクチュエータ２１，振動用アクチュエータ２７及び警報器２６を制御するようになっているが、次に、これらの各制御（車線逸脱抑制処理）が行われるタイミング（制御開始時期と制御終了時期）について、図６を参照しながら説明する。なお、図６中、▲１▼は警報音による警報の開始・終了時期、▲２▼はハンドル振動による警報の開始・終了時期、▲３▼は操舵用制御トルクによる警報の開始・終了時期をそれぞれ示している。また、図６中、○は警報開始時期、×は警報終了時期をそれぞれ示している。
【００４３】
本実施形態では、図６に示すように、道路中心線上を走行する車両１〔図６中、（ａ）で示す位置〕が、道路中心線から外れていき、車線逸脱判定手段５によって車両１の横ずれ量ΔＹが危険度小状態判定値ΔＹｓ２１を超えて危険度小状態になったと判定されたら〔図６中、（ｂ）で示す位置〕、操舵用制御トルクが横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生するように操舵アクチュエータ２１の制御を開始する。これにより、車線を逸脱しないように適切な操舵を行なうようドライバに警報がなされる。
【００４４】
このような警報が行なわれたにもかかわらず、ドライバにより何らの対応もなされず、車線逸脱判定手段５によって車両の横ずれ量ΔＹが危険度中状態判定値ΔＹｓ２２を超えて危険度中状態になったと判定されたら〔図６中、（ｃ）で示す位置〕、上述のような操舵用制御トルクを発生させる制御に加え、ハンドルを振動させるべく振動用アクチュエータ２７の制御を開始する。これにより、車線を逸脱する度合いが高まっており、車線を逸脱しないような適切な操舵を行なうようさらなる警報がなされることになる。
【００４５】
さらに、これらの警報がなされたにもかかわらず、ドライバにより何らの対応もなされず、車線逸脱判定手段５によって車両の横ずれ量ΔＹが危険度大状態判定値ΔＹｓ１０を超えて危険度大状態になったと判定されたら〔図６中、（ｄ）で示す位置〕、上述のような操舵アクチュエータ２１及び振動用アクチュエータ２７の制御に加え、警報器２６から警報音を発生させるべく警報器２６の制御を開始する。これにより、車線を逸脱する度合いが最も高くなっており、車線を逸脱しないような適切な操舵を行なうよう最終的な警報がなされることになる。
【００４６】
その後、ドライバにより適切な操舵が行なわれ〔図６中、（ｅ）で示す位置〕、車線逸脱判定手段５によって車両の横ずれ量ΔＹが危険度大状態判定値ΔＹｓ１０よりも小さくなって危険度大状態を離脱すると判定されたら〔図６中、（ｆ）で示す位置〕、上述のような操舵アクチュエータ２１及び振動用アクチュエータ２７の制御のみとし、警報器２６から警報音が発生しないようにすべく、警報器２６の制御を終了する。これにより、警報器２６からの警報音の発生が長い間続くことによる煩わしさが解消されるが、操舵アクチュエータ２１及び振動用アクチュエータ２７による制御は続行され、依然として車線を逸脱するおそれがあることをドライバに知らせる。
【００４７】
これらの操舵アクチュエータ２１及び振動用アクチュエータ２７による制御に応じて、さらにドライバにより適切な操舵が行なわれ、車線逸脱判定手段５によって車両の横ずれ量ΔＹが危険度中状態判定値ΔＹｓ２２よりも小さくなって危険度中状態を離脱すると判定されたら〔図６中、（ｇ）で示す位置〕、上述のような操舵用制御トルクを生じさせるための操舵アクチュエータ２１の制御のみとし、ハンドル２０が振動しないようにすべく、ハンドル２０を振動させるための振動用アクチュエータ２７の制御を終了する。これにより、さらに車線を逸脱するおそれが減ったことがドライバに知らされる。この場合でも、操舵用制御トルクを生じさせるための操舵アクチュエータ２１の制御は続行されるため、依然として車線を逸脱するおそれがあることがドライバに知らされる。
【００４８】
さらに、ドライバにより適切な操舵が行なわれ、車線逸脱判定手段５によって車両の横ずれ量ΔＹが危険度小状態判定値ΔＹｓ２１よりも小さくなって危険度小状態を離脱すると判定されたら〔図６中、（ｈ）で示す位置〕、操舵用制御トルクが生じないようにすべく、操舵アクチュエータ２１の制御を終了する。これにより、車線を逸脱するおそれがなくなったことがドライバに知らされる。その後、適切な操舵により車両１は道路中心線上を走行するようになる〔図６中、（ｉ）で示す位置〕。
【００４９】
また、本実施形態では、車線逸脱抑制装置の作動を選択するスイッチ（ＳＷ）２３がそなえられている。したがって、本装置を作動させたければスイッチ２３をオンに、本装置を作動させたくなければスイッチ２３をオフに、ドライバの好みに応じて選択できるようになっている。さらに、例えばインパネ（インストルメントパネル）内には、スイッチ２３がオンの場合、又は、車線逸脱警報として制御トルクが加えられていたり、ハンドル２０を振動させている場合に、これを表示する作動表示部２４が設けられている。また、方向指示器等が操作されて車線変更等が意思表示されている場合には、本車線逸脱抑制装置の作動を禁止するように構成してもよい。
【００５０】
なお、画像情報処理手段３，走行レーン推定手段４（横ずれ量算出手段４Ａ），車線逸脱判定手段５，コントローラ６は、ＣＰＵ，入出力インタフェース，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえてなる電子制御ユニットとして構成される。
本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置は、上述のように構成されているので、車線逸脱抑制処理は、例えば図７に示すように行なわれる。
【００５１】
つまり、制御スイッチ２３がオンか否かが判定され（ステップＳ１０）、制御スイッチ２３がオンでなければ車線逸脱抑制処理は行なわないが、制御スイッチ２３がオンであれば、ステップＳ２０以降の処理を行なう。
ステップＳ２０では、車線逸脱判定手段５により危険度小状態になったか、即ち、車両の横ずれ量ΔＹが危険度小状態判定値ΔＹｓ２１を超えて危険度小状態になったかを判定する。この判定の結果、危険度小状態になったと判定された場合は、ステップＳ３０へ進み、車線逸脱抑制処理として、操舵用制御トルクが横ずれ量ΔＹを減らす方向に発生するように操舵アクチュエータ２１の制御を開始する。
【００５２】
一方、危険度小状態になったと判定されなかった場合は、危険度小状態から離脱したと考えられるため、ステップＳ８０へ進み、操舵用制御トルクを発生させるための操舵アクチュエータ２１の制御を終了して、リターンする。
次に、ステップＳ４０で、車線逸脱判定手段５により危険度中状態になったか、即ち、車両の横ずれ量ΔＹが危険度中状態判定値ΔＹｓ２２を超えて危険度中状態になったかを判定する。この判定の結果、危険度中状態になったと判定された場合は、ステップＳ５０へ進み、車線逸脱抑制処理として、上述のような操舵用制御トルクを発生させる制御に加え、ハンドル２０を振動させるための振動用アクチュエータ２７の制御を開始する。
【００５３】
一方、危険度中状態になったと判定されなかった場合は、危険度中状態から離脱したと考えられるため、ステップＳ９０へ進み、ハンドル２０を振動させるための振動用アクチュエータ２７の制御を終了して、リターンする。
次いで、ステップＳ６０で、車線逸脱判定手段５により危険度大状態になったか、即ち、車両の横ずれ量ΔＹが危険度大状態判定値ΔＹｓ１０を超えて危険度大状態になったかを判定する。この判定の結果、危険度大状態になったと判定された場合は、車線逸脱抑制処理として、上のような操舵アクチュエータ２１及び振動用アクチュエータ２７の制御に加え、警報器２６から警報音を発生させるべく警報器２６の制御を開始する。
【００５４】
一方、危険度大状態になったと判定されなかった場合は、危険度大状態から離脱したと考えられるため、ステップＳ１００へ進み、警報音を発生させるための警報器２６の制御を終了して、リターンする。
したがって、本実施形態にかかる車線逸脱抑制装置によれば、比較的短い期間として設定された危険度大状態である場合に警報器２６から警報音を発生させる警報により車線逸脱抑制処理を行なうとともに、比較的長い期間として設定された危険度大状態よりも危険度の低い危険度中状態及び危険度小状態である場合には、警報音以外の警報、即ち振動用アクチュエータ２７によりハンドル２０に振動を生じさせたり、操舵アクチュエータ２１により操舵用制御トルクを生じさせたりする警報により車線逸脱抑制処理を行なうようになっているため、警報音が鳴り続けることによって運転者に不快感を与えることのを防止できる一方、このような警報音による車線逸脱抑制処理が終了しても警報音以外の車線逸脱抑制処理を行なうことで、運転者に未だ車線逸脱のおそれのある状態であることを知らせることができるという利点がある。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、車線逸脱抑制処理としての警報音による警報，ハンドル振動による警報及び操舵用制御トルクによる警報の開始・終了時期をそれぞれ異なる時期に設定しているが、これに限られるものではなく、警報音が長く続くと煩わしいため、警報音による車線逸脱抑制処理を行なう期間がなるべく短くなるようにするとともに、警報音による車線逸脱抑制処理の後にこれ以外の車線逸脱抑制処理が行なわれるようにすればよく、図８（ａ）〜図８（ｈ）に示すように設定することもできる。
【００５６】
なお、図８（ａ）〜図８（ｈ）中、▲１▼は警報音による警報の開始・終了時期、▲２▼はハンドル振動による警報の開始・終了時期、▲３▼は操舵用制御トルクによる警報の開始・終了時期をそれぞれ示している。また、図８（ａ）〜図８（ｈ）中、○は警報開始時期、×は警報終了時期をそれぞれ示している。
つまり、図８（ａ）に示すように、３つの警報▲１▼，▲２▼，▲３▼の開始時期○を、上述の実施形態と同様に、操舵用制御トルクによる警報▲３▼，ハンドル振動による警報▲２▼，警報音による警報▲１▼の順に設定し、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を同時にし、その後に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の終了時期×を設定しても良い。
【００５７】
図８（ｂ）に示すように、３つの警報▲１▼，▲２▼，▲３▼の開始時期○を同時にするとともに、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を同時とし、その後に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の終了時期×を設定しても良い。
図８（ｃ）に示すように、ハンドル振動による警報▲２▼と操舵用制御トルクによる警報▲３▼の開始時期○を同時にし、その前に警報音による警報▲１▼の開始時期○を設定するとともに、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼との終了時期×を同時にし、その後に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の終了時期×を設定しても良い。
【００５８】
図８（ｄ）に示すように、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼の開始時期○を同時にし、その後に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の開始時期○を設定するとともに、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼との終了時期×を同時にし、その後に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の終了時期×を設定しても良い。
【００５９】
また、上述の実施形態では、危険度中状態の場合にハンドル振動による警報を行ない、危険度小状態の場合に操舵用制御トルクによる警報を行なうようにしているが、これに限られるものではなく、危険度中状態の場合に操舵用制御トルクによる警報を行ない、危険度小状態の場合にハンドル振動による警報を行なうようにしても良い。
【００６０】
この場合、図８（ｅ）に示すように、３つの警報▲１▼，▲２▼，▲３▼の開始時期○を、上述の実施形態と同様に、操舵用制御トルクによる警報▲３▼，ハンドル振動による警報▲２▼，警報音による警報▲１▼の順に設定し、警報音による警報▲１▼と操舵用制御トルクによる警報▲３▼の終了時期×を同時にし、その後にハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を設定しても良い。
【００６１】
図８（ｆ）に示すように、３つの警報▲１▼，▲２▼，▲３▼の開始時期○を同時にするとともに、警報音による警報▲１▼と操舵用制御トルク▲３▼による警報の終了時期×を同時とし、その後にハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を設定しても良い。
図８（ｇ）に示すように、ハンドル振動による警報▲２▼と操舵用制御トルクによる警報▲３▼の開始時期○を同時にし、その後に警報音による警報▲１▼の開始時期○を設定するとともに、警報音による警報▲１▼と操舵用制御トルクによる警報▲３▼との終了時期×を同時にし、その後にハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を設定しても良い。
【００６２】
図８（ｈ）に示すように、警報音による警報▲１▼とハンドル振動による警報▲２▼の開始時期○を同時にし、その前に操舵用制御トルクによる警報▲３▼の開始時期○を設定するとともに、警報音による警報▲１▼と操舵用制御トルクによる警報▲３▼との終了時期×を同時にし、その後にハンドル振動による警報▲２▼の終了時期×を設定しても良い。
【００６３】
また，上述の実施形態では、第２車線逸脱判定基準として危険度小状態判定値及び危険度中状態判定値の２つの判定値を設けて、警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理として操舵用制御トルクによる警報とハンドル振動による警報とを行なうようにしているが、いずれか一方のみでも良い。つまり、第２車線逸脱判定基準を危険度小状態判定値のみとし、警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理として操舵用制御トルクによる警報のみを行なうようにしても良いし、第２車線逸脱判定基準を危険度中状態判定値のみとし、警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理としてハンドル振動による警報のみを行なうようにしても良い。また、第２車線逸脱判定基準を危険度小状態判定値のみとした場合に警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理をハンドル振動による警報とし、第２車線逸脱判定基準を危険度中状態判定値のみとした場合に警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理を操舵用制御トルクによる警報とすることもできる。また、第２車線逸脱判定基準を３以上の判定値とし、警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理を３以上行なうようにしても良い。さらに、警報音以外の警報による車線逸脱抑制処理は、操舵用制御トルクによる警報及びハンドル振動による警報に限られるものではなく、制動力制御アクチュエータを用いて車両の制動力を制御することで車線逸脱抑制処理を行なう構成としても良い。
【００６４】
また、上述の実施形態では、走行位置検知手段がカメラ２により撮像される画像から車両の走行位置を検知するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば磁気ネイル及び磁気センサ等により車両の走行位置を検知したり、Ｄ−ＧＰＳナビゲーションを用いて車両の車線に対する相対位置を検出して車線逸脱判定を行なうものとして構成しても良い。
【００６５】
また、上述の実施形態では、車両の危険度状態を判定する判定値を複数（ΔＹｓ２１，ΔＹｓ２２，ΔＹｓ１０）設けて、複数（第１，第２）の車線逸脱判定基準としているが、この危険度状態を判定する判定値は１つの値としながら、この判定値により判定される横ずれ量ΔＹの方を、複数、段階的に設けるようにしても同様の作用、効果を得られる。つまり、横ずれ量ΔＹは車両が現在の車速Ｖで時間ｔだけ後に到達した地点（遠地点）ＬＣ２（図４参照）における予測横偏差であるが、この予測横偏差をｔ１秒後、ｔ２秒後、ｔ３秒後（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）というように複数設定して、複数の遠地点における予測横偏差（横ずれ量）ΔＹ１，ΔＹ２，ΔＹ３を算出し、横ずれ量ΔＹ１を１つの判定値ΔＹｓと比較することで危険度小を、横ずれ量ΔＹ２を１つの判定値ΔＹｓと比較することで危険度中を、横ずれ量ΔＹ３を１つの判定値ΔＹｓと比較することで危険度大を、それぞれ判定するようにしても良い。
【００６６】
また、上述の実施形態では、走行位置車両の車線中央からの横ずれ量ΔＹに基づいて車線逸脱判定を行なうようになっているが、車線逸脱判定はこれに限られるものではない。例えば、左右それぞれの車線と車両走行位置との離間距離に基づいて車線逸脱判定を行なうようにしても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の車線逸脱抑制装置によれば、警報音が鳴り続けることによって乗員に不快感を与えるのを防止できる一方、警報音以外の車線逸脱抑制処理によって運転者に未だ車線逸脱のおそれのある状態であることを知らせることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識のための画像処理を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる走行レーン認識を（ａ）〜（ｆ）の順で説明する模式図である。
【図４】走行レーン認識を説明する模式的な平面図である。
【図５】本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置にそなえられる操舵アクチュエータの構成の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置による各警報の開始・終了タイミングを説明するための模式図である。
【図７】本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置による車線逸脱抑制処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態としての車線逸脱抑制装置による各警報の開始・終了タイミングの変形例を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ変形パターンを示している。
【符号の説明】
１  車両
２  カメラ
３  画像情報処理手段
４  走行レーン推定手段
４Ａ  横ずれ量算出手段（走行位置検知手段）
５  車線逸脱判定手段
６  制御手段（コントローラ）
２０  ステアリングホイール（ハンドル）
２１  操舵アクチュエータ
２２  操舵輪
２３  スイッチ
２４  作動表示部
２６  警報器
２７  振動用アクチュエータ
３２  車速センサ
４０  ステアリングシャフト
４１  小型電動トルクモータ
４２  ウォームギヤ
４３  トルクリミッタ
ＬＣ  道路中心線
【図１】
0003610852.tif 000002
【図２】
0003610852.tif 000003
【図３】
0003610852.tif 000004
【図４】
0003610852.tif 000005
【図５】
0003610852.tif 000006
【図６】
0003610852.tif 000007
【図７】
0003610852.tif 000008
【図８】
0003610852.tif 000009