(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン認識手段を有し、上記ガイドラインの認識結果に基づいて走行路上の目標位置を設定し、この目標位置となるよう操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、
ハンドル操作状態を検出するハンドル操作状態検出手段と、
検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が第１の所定値より大きい急操作が行われたとき上記の操舵制御を禁止する操舵制御禁止手段と、
上記ガイドラインから車両までの距離が所定値以下となったとき操舵制御を実施する第１の操舵制御実施手段と、
上記検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が上記第１の所定値より小さい第２の所定値以下のとき上記ガイドラインから車両までの距離に拘らず走行路の全域で操舵制御を実施する第２の操舵制御実施手段とを有することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の操舵制御装置において、
前記第２の操舵制御実施手段は、前記検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が上記第２の所定値以下で、かつ、操舵角が第３の所定値以下のとき前記ガイドラインから車両までの距離に拘らず走行路の全域で操舵制御を実施することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両の操舵制御装置において、
前記第２の操舵制御実施手段は、前記検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が上記第２の所定値以下で、かつ、操舵角が第３の所定値以下の状態が所定時間以上続いたとき、前記ガイドラインから車両までの距離に拘らず走行路の全域で操舵制御を実施することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の車両の操舵制御装置において、
前記第２の操舵制御実施手段の操舵ゲインは、前記第１の操舵制御実施手段の操舵ゲイン以下の値であることを特徴とする車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の操舵制御装置に関し、特に車両前方の画像から走行路を認識し、この走行路から逸脱しないように操舵制御を行う車両の操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、道路の白線等のガイドラインを認識して自車の走行路を認識し、この走行路から逸脱しないように操舵制御を行う車両の操舵制御装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平５−２９４２５０号公報には、運転者の方向指示器操作があるときに、車両が走行する走行路から逸脱する動作により移動する側の後方車両の有無を検出し、後方車両があるときに警報を行い、また、運転者の方向指示器操作がないときに車両が走行中の走行路を維持して走行するように操舵制御することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置は方向指示器操作の有無に応じて走行路逸脱防止の操舵制御を作動させているが、方向指示器の操作がなければ運転者の意志に拘らず操舵制御が行われてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、ハンドル操作状態を検出してハンドル操作状態が所定値以下のとき走行路の全域で操舵制御を行い、それ以外のときガイドライン近傍で操舵制御を行うことにより、運転者の意志に応じた操舵制御を行うことのできる車両の操舵制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、図１に示すように車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン認識手段Ｍ１を有し、上記ガイドラインの認識結果に基づいて走行路上の目標位置を設定し、この目標位置となるよう操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、
ハンドル操作状態を検出するハンドル操作状態検出手段Ｍ２と、
検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が第１の所定値より大きい急操作が行われたとき上記の操舵制御を禁止する操舵制御禁止手段と、
上記ガイドラインから車両までの距離が所定値以下となったとき操舵制御を実施する第１の操舵制御実施手段Ｍ３と、
上記検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が上記第１の所定値より小さい第２の所定値以下のとき上記ガイドラインから車両までの距離に拘らず走行路の全域で操舵制御を実施する第２の操舵制御実施手段Ｍ４とを有する。
【０００７】
このように、ハンドル操作状態が所定値以下のときは走行路の全域で操舵制御を行うことにより、運転者に走行路の特定の位置を走行しようという意志のない状況では走行路の略中央を維持して走行することができ、また、運転者が走行路の特定の位置を走行しようという意志がありハンドル操作を行っているときは車両がガイドライン近傍を走行して走行路から逸脱するおそれがあるときだけ操舵制御が行われ、運転者の意志に応じた操舵制御を行うことができ、急なハンドル操作が行われたときは障害物回避等の緊急操舵であるため、操舵制御を禁止して緊急操舵と操舵制御とが干渉することを防止できる。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両の操舵制御装置において、
検出されたハンドル操作状態から急操作が行われたとき上記の操舵制御を禁止する操舵制御禁止手段を有する。
このように急なハンドル操作が行われたときは障害物回避等の緊急操舵であるため、操舵制御を禁止して緊急操舵と操舵制御とが干渉することを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２は本発明装置の一実施例の構成図を示す。
同図中、前輪操舵機構１０は操舵ハンドル１１を有しており、この操舵ハンドル１１は操舵軸１２を介してステアリングギヤボックス１３内のピニオンギヤに接続されている。このピニオンギヤはラックバー１４と噛合し、操舵ハンドル１１の回転運動をラックバー１４の往復運動に変換して伝達するものである。ラックバー１４の両端には左右タイロッド１５ａ，１５ｂ及び左右ナックルアーム１６ａ，１６ｂを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に連結されている。
【００１０】
後輪操舵機構２０は後輪を操舵するためのアクチュエータとしてのブラシレスモータなどの電動モータ２１を備えている。電動モータ２１の回転軸はステアリングギヤボックス２２内にて減速機構を介して軸方向に変位可能に支持されたリレーロッド２３に接続されており、リレーロッド２３は同モータ２１の回転に応じて軸方向に変位する。減速機構の逆効率は小さく設定されていて、リレーロッド２３側からの外部入力により電動モータ２１が回転駆動されることがないようになっている。リレーロッド２３の両端にはタイロッド２４ａ，２４ｂ及びナックルアーム２５ａ，２５ｂを介して左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が接続されていて、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２はリレーロッド２３の軸方向の変位に応じて操舵される。
【００１１】
電子制御回路（ＥＣＵ）３０には前輪操舵角センサ３２，後輪操舵角センサ３４，及びガイドライン認識装置３６が接続されている。前輪操舵角センサ３２は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵角を検出する。後輪操舵角センサ３４は左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵角を検出する。
【００１２】
ガイドライン認識手段Ｍ１としてのガイドライン認識装置３６は車両の進行方向前方の道路を撮像した道路画像をカメラ３８から供給され、この道路画像を処理して道路の中央又は路側の白線や黄色の追越し禁止線等のガイドラインを認識し、このガイドラインに基づいて走行車線を認識し、図４に破線で示す走行路中央線からの車両オフセット量Ｅ（ｎ）及び二重線で示すガイドラインＩ，ＩＩ夫々からの距離Ｌ１  ，Ｌ２  夫々を検出する。ここで、θは画像から得た車両の走行路に対する傾き角、１は前方注視点距離（一定値）、ｅは現在横ずれ量であり、
Ｅ（ｎ）＝ｅ＋Ｌ１  
Ｌ１  ≒１×θ
と表わされる。この車両オフセット量Ｅ（ｎ）はＥＣＵ３０に供給される。
【００１３】
電子制御装置３０は図３に示す如く、マイクロコンピュータで構成され、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５０と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４と、入力ポート回路５６と、出力ポート回路５８と、通信回路６０とを有し、これは双方向性のコモンバス６２により互いに接続されている。
【００１４】
入力ポート回路５６には前輪操舵角センサ３２，後輪操舵角センサ３４夫々の出力する検出信号が供給される。また、通信回路６０にはガイドライン認識装置３６の出力する車両オフセット量Ｅ（ｎ）が供給される。
ＲＯＭ５２には制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ５０は制御プログラムに基づき、後述する種々の演算を行い、その際にＲＡＭ５４が作業領域として使用される。ＣＰＵ５０が制御プログラムを実行することにより発生した制御信号は出力ポート回路５８から駆動回路４０に供給され、この駆動回路４０は電動モータ２１を駆動して後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵を行う。
【００１５】
図５はＣＰＵ３０が実行する操舵制御処理の一実施例のフローチャートを示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同図中、ステップＳ１２ではガイドライン認識装置３６で走行路の認識ができたかどうかを判別する。走行路の認識ができた場合にはステップＳ１４に進み、認識できない場合には処理サイクルを終了する。
【００１６】
ステップＳ１４ではガイドライン認識装置３６の出力する車両オフセット量Ｅ（ｎ）及び両側のガイドラインＩ，ＩＩ夫々からの距離Ｌ１  ，Ｌ２  夫々を読み込む。そしてステップＳ１６で制御ゲイン設定処理を行う。このステップＳ１６の制御ゲイン設定処理の一例を図６に示す。まず、ステップＳ１７では前輪操舵角センサ３２の出力する操舵角θｓを読み込む。次に、ステップＳ１８で前回の処理で得られた操舵角と今回得られた操舵角との差分から操舵角速度Δθｓを算出する。上記ステップＳ１７，Ｓ１８がハンドル操作状態検出手段Ｍ２に対応する。
【００１７】
次に、ステップＳ２０で操舵角θｓの絶対値が所定角度θｋ以下か否かを判別する。但し、θｋは例えば１０度程度の値である。ここで｜θｓ｜≦θｋの場合にはステップＳ２２に進み、操舵角速度Δθｓの絶対値が所定角速度Δθｋ以下か否かを判別する。但し、Δθｋは例えば１０ｄｅｇ／ｓｅｃ  程度の値である。｜Δθｓ｜≦Δθｋの場合はステップＳ２４に進む。一方、｜θＳ｜＞θｋ又は｜Δθｓ｜＞Δθｋの場合はステップＳ３０に進む。
【００１８】
操舵角θｓが±θｋ以内で、かつ操舵角速度Δθｓが±Δθｋ以内の状態のときはステップＳ２４でタイマＴの値を１だけインクリメントしてステップＳ２６でタイマＴの値が所定値Ａ以上か否かを判別する。所定値Ａは例えば数１０秒に相当する値である。ここでＴ≧Ａの場合は数１０秒以上に渡って運転者は大きなハンドル操作をしていないため車両が道路のどの位置を走行しているかに拘らずステップＳ２８で制御ゲインＫにＫ２を設定する。この値Ｋ２は通常の操舵制御における制御ゲインの値Ｋ１と同じか、又はこれより小さい値である。上記のステップＳ２０〜Ｓ２８が第２の操舵制御実施手段Ｍ４に対応する。
【００１９】
操舵角θｓが±θｋを越えるか、又は操舵角速度Δθｓが±Δθｋを越えたときは運転者が意識的にハンドル操作を行ったときであり、ステップＳ３０でタイマＴを０にリセットし、ステップＳ３２で操舵角速度Δθｓの絶対値が所定角速度ΔθＮを越えたか否かを判別する。この所定角速度ΔθＮは例えば２０ｄｅｇ／ｓｅｃ  であり、障害物回避等の緊急操作が行われたかどうかを判別するための値である。｜Δθｓ｜＞ΔθＮの場合は緊急操舵が行われたとしてステップＳ３４に進み制御ゲインＫを０にする。これは後輪操舵制御を中止して緊急操舵との干渉を防止するためである。上記のステップＳ３２，Ｓ３４が操舵制御禁止手段に対応する。
【００２０】
ステップＳ３２で｜Δθｓ｜≦ΔθＮの場合はステップＳ３６で車両が不感帯領域に入っているかどうかをフラグＦ１，Ｆ２から判別する。フラグＦ１＝Ｆ２＝０で不感帯領域に入っている場合には後輪操舵制御を中止するためにステップＳ３４に進んで制御ゲインＫを０にする。ステップＳ３６でＦ１＝１又はＦ２＝１で制御領域に入っている場合は後輪操舵制御を行うためにステップＳ３８に進んで制御ゲインＫにＫ１を設定する。上記のステップＳ３６，Ｓ３８が第１の操舵制御実施手段Ｍ３に対応する。
【００２１】
このように、ハンドル操作状態が所定値以下のときは走行路の全域で操舵制御を行うことにより、運転者に走行路の特定の位置を走行しようという意志のない状況では走行路の略中央を維持して走行することができ、また、運転者が走行路の特定の位置を走行しようという意志がありハンドル操作を行っているときは車両がガイドライン近傍を走行して走行路から逸脱するおそれがあるときだけ操舵制御が行われ、運転者の意志に応じた操舵制御を行う。
【００２２】
次に図５のステップＳ４０で次式により後輪操舵制御量Ｄ（ｎ）を算出する。Ｄ（ｎ）＝Ｄ（ｎ−１）＋Ｋ×｛Ｅ（ｎ）−Ｅ（ｎ−１）｝      ・・・  （１）但し、Ｄ（ｎ−１）は前回の後輪操舵制御量、Ｅ（ｎ−１）は前回の車両オフセット量である。
【００２３】
ステップＳ４２では図７に示すガイドラインＩから車両７０までの距離Ｌ１  が所定値ｌ１  以下か否かを判別し、Ｌ１  ≦ｌ１  の場合はステップＳ４４でフラグＦ１に１をセットしてステップＳ５０に進む。また、Ｌ１  ＞ｌ１  の場合はステップＳ４６に進んでガイドラインＩＩから車両７０までの距離Ｌ２  が所定値ｌ２  以下か否かを判別し、Ｌ２  ≦ｌ２  の場合はステップＳ４８でフラグＦ２に１をセットしてステップＳ５０に進む。
【００２４】
なお、所定値ｌ１  ，ｌ２  夫々は車両７０がガイドラインＩ，ＩＩ夫々に近付きすぎであるかどうかを判定するための基準値である。フラグＦ１，Ｆ２夫々は図７に示す制御領域７２，７４に車両７０が入り後輪操舵制御を行う場合に１とし、不感帯領域７６に入って後輪操舵制御を行わない場合に０とする。
【００２５】
ステップＳ５０ではステップＳ４０で算出した後輪操舵制御量Ｄ（ｎ）を実際の後輪操舵制御量Ｄにセットし、ステップＳ５２に進んで実際の後輪操舵制御量Ｄに基づいて駆動回路４０を駆動する。これによって電動モータ２１が回転駆動されて後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操舵が行われる。この後、処理を終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ４６でＬ２  ＞ｌ２  の場合はステップＳ５４に進む。
ステップＳ５４ではフラグＦ１が１で、かつ、図７に示すガイドラインＩから車両７０までの距離Ｌ１  が所定値ｌ３  未満か、又は、フラグＦ２が１で、かつ、ガイドラインＩＩから車両７０までの距離Ｌ２  が所定値ｌ４  未満か否かを判別し、この条件を満足した場合はステップＳ５０に進んで後輪操舵制御を行う。
【００２７】
一方、ステップＳ５４の条件を満足せず、Ｆ１＝０又はＬ１  ≧ｌ３  であり、かつ、Ｆ２＝０又はＬ２  ≧ｌ４  である場合にはステップＳ５６に進んでフラグＦ１，Ｆ２夫々を０にリセットして後輪操舵制御を行わないようにして処理を終了する。
【００２８】
なお、上記実施例では後輪の操舵制御を行っているが、これは前輪の操舵制御を行うものであっても良く、上記実施例に限定されない。
【００２９】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１に記載の発明は、車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン認識手段を有し、上記ガイドラインの認識結果に基づいて走行路上の目標位置を設定し、この目標位置となるよう操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、
ハンドル操作状態を検出するハンドル操作状態検出手段と、
検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が第１の所定値より大きい急操作が行われたとき上記の操舵制御を禁止する操舵制御禁止手段と、
上記ガイドラインから車両までの距離が所定値以下となったとき操舵制御を実施する第１の操舵制御実施手段と、
上記検出されたハンドル操作状態から操舵角速度が上記第１の所定値より小さい第２の所定値以下のとき上記ガイドラインから車両までの距離に拘らず走行路の全域で操舵制御を実施する第２の操舵制御実施手段とを有する。
【００３０】
このように、ハンドル操作状態が所定値以下のときは走行路の全域で操舵制御を行うことにより、運転者に走行路の特定の位置を走行しようという意志のない状況では走行路の略中央を維持して走行することができ、また、運転者が走行路の特定の位置を走行しようという意志がありハンドル操作を行っているときは車両がガイドライン近傍を走行して走行路から逸脱するおそれがあるときだけ操舵制御が行われ、運転者の意志に応じた操舵制御を行うことができ、急なハンドル操作が行われたときは障害物回避等の緊急操舵であるため、操舵制御を禁止して緊急操舵と操舵制御とが干渉することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明装置の構成図である。
【図３】ＥＣＵのブロック図である。
【図４】車両オフセット量を説明するための図である。
【図５】操舵制御処理のフローチャートである。
【図６】制御ゲイン設定処理のフローチャートである。
【図７】本発明を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  前輪操舵機構
１１  操舵ハンドル
１２  操舵軸
１３，２２  ステアリングギヤボックス
１４  ラックバー
１５ａ，１５ｂ，２４ａ，２４ｂ  タイロッド
１６ａ，１６ｂ，２５ａ，２５ｂ  ナックルアーム
２０  後輪操舵機構
２１  電動モータ
２３  リレーロッド
３０  ＥＣＵ
３２  前輪操舵角センサ
３３  後輪操舵角センサ
３６  ガイドライン認識装置
３８  カメラ
４０  駆動回路
Ｍ１  ガイドライン認識手段
Ｍ２  ハンドル操作状態検出手段
Ｍ３  第１の操舵制御実施手段
Ｍ４  第２の操舵制御実施手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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