(57)【要約】  車両の前方を撮像する前方撮像装置６８と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置７０、７２とを含み、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に実行することができるときには（Ｓ２００、３５０）、前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を実行し（Ｓ４００）、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に実行することができないときには少なくとも側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を実行する（Ｓ３００、６００）。
2013069099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲を撮像する撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには前記撮像装置の撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更して取得された撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置。
【請求項２】
車両の周囲を撮像する撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには前記撮像装置により車両の側方を撮像し、前記演算制御装置は少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置。
【請求項３】
前記撮像装置は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには少なくとも前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項２に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項４】
前記演算制御装置は車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項３に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項５】
前記演算制御装置は撮像情報に基づいて走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径の少なくとも一つのパラメータを推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項６】
前記側方撮像装置は車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、前記演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記車両の横偏差及び前記車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項７】
前記演算制御装置は前記側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項６に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項８】
前記側方撮像装置は車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、前記演算制御装置は車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、前記車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて前記三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、前記三つの時刻について前記側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記三つの時刻に於ける前記車両の横偏差、前記車両のヨー角及び前記車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項９】
前記側方撮像装置は車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、前記演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１０】
前記側方撮像装置は車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて走行車線に対する左側及び右側の車両の横偏差を推定し、前記左側及び右側の走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することを特徴とする請求項９に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１１】
前記側方撮像装置は車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、前記演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、及び前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１２】
前記演算制御装置は前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変させることを特徴とする請求項３乃至１１の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１３】
前記演算制御装置は車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して前記第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、前記第一の目標舵角、前記第二の目標舵角、前記寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項４に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１４】
前記撮像装置は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて撮像情報を補填し、補填後の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項２に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１５】
前記演算制御装置は前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて走行車線の白線を特定し、走行車線の白線の情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する状況に於いて、前記前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が不足するときには、前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報にて走行車線の白線の情報を補填し、補填後の走行車線の白線の情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１４に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１６】
前記演算制御装置は前記前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さ及び前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さの少なくとも一方がそれぞれ対応する基準長さ以下であるときには前記車両の走行軌跡の制御を中止することを特徴とする請求項１５に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１７】
車両は照射方向若しくは照射範囲を変更可能な照明装置を有し、前記演算制御装置は前記前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が一時的に不足するときには、特定される走行車線の白線の情報が増大するよう前記照明装置の照射方向若しくは照射範囲を変更することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１８】
前記演算制御装置は車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像装置の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続することを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両を目標軌跡（目標走行ライン）に沿って走行させる車両の走行軌跡制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの如き操舵入力手段の操舵操作位置に対する操舵輪の舵角の関係を変更可能な舵角可変装置を備えた車両に於いて、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両の走行を制御する走行制御装置は既に知られている。走行制御装置の一つとして、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角を目標舵角に制御することにより車両を目標走行ラインに沿って走行させる走行軌跡制御装置が種々提案されている。【０００３】
例えば下記の特許文献１には、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報と、ナビゲーション装置からの地図情報とに基づいて車両が走行車線より逸脱しているか否かを判定する走行軌跡制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０９６９４号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されている如き従来の走行軌跡制御装置に於いては、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報に基づいて車両前方の走行車線が判定される。しかし図２３に示されている如く、車両１００が大きく湾曲した走行路やワインディングワインデングロードの如く湾曲半径が小さい走行車線１０２を走行する場合には、カメラにより撮像できる走行車線の範囲１０４が制限される。従って走行車線に関する必要な情報を特定し走行軌跡制御を正常に実行するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない。そのため走行車線の半径が小さい場合には走行軌跡制御の精度が低下することが避けられず、カメラにより撮像できる走行車線の範囲が大きく制限される場合には走行軌跡制御を中止せざるを得ない。
【０００６】
尚上述の問題は、走行車線の半径が小さい場合に限らず、例えば雨やしぶき、トンネルの入り口の如く周囲の明るさの急激な変化、車両前方の大型車両の如く、カメラにより車両の前方を正常に撮像することが阻害される状況に於いても同様に生じる。
【０００７】
本発明の主要な目的は、車両の前方を撮像するカメラにより走行車線の情報を特定するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない状況に於いても、精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
【０００８】
本発明によれば、車両の周囲を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには撮像手段の撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更して取得された撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置が提供される。
【０００９】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときにも、撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更して取得された撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。従って撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方が変更されない場合に比して操舵輪の目標舵角を正常に演算する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
【００１０】
また本発明によれば、車両の周囲を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには撮像手段により車両の側方を撮像し、演算制御装置は少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置が提供される。
【００１１】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して操舵輪の目標舵角を正常に演算する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
【００１２】
また上記構成に於いて、撮像手段は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、演算制御装置は車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには少なくとも側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１３】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００１４】
また上記構成に於いて、演算制御装置は車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１５】
この構成によれば、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには、車両の前方の撮像情報を要することなく側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００１６】
また上記構成に於いて、演算制御装置は撮像情報に基づいて走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径の少なくとも一つのパラメータを推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１７】
この構成によれば、走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径の少なくとも一つのパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００１８】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、車両の横偏差及び車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１９】
この構成によれば、側方の撮像情報に基づいて車両の横偏差及び車両の目標横偏差を演算し、少なくとも車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２０】
また上記構成に於いて、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２１】
この構成によれば、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
【００２２】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、三つの時刻について側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、三つの時刻に於ける車両の横偏差、車両のヨー角及び車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２３】
この構成によれば、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
【００２４】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２５】
この構成によれば、走行車線の半径、車両のヨー角及び車両の目標ヨー角を演算することなく車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２６】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて走行車線に対する左側及び右側の車両の横偏差を推定し、左側及び右側の走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算するようになっていてよい。
【００２７】
この構成によれば、左側及び右側の走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することができる。
【００２８】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２９】
この構成によれば、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００３０】
また本発明によれば、演算制御装置は前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角を徐変させるようになっていてよい。
【００３１】
この構成によれば、走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変されるので、走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角が急変すること及びこれに起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。
【００３２】
上記構成に於いて、演算制御装置は車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００３３】
この構成によれば、前方注視距離と前方撮像装置の撮像可能距離と関係に応じて第二の目標舵角の寄与度合を可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。よって前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときには第二の目標舵角の寄与度合を低くし、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには第二の目標舵角の寄与度合を高くして操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００３４】
また上記構成に於いて、撮像手段は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、演算制御装置は車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて撮像情報を補填し、補填後の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００３５】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて撮像情報を補填し、補填後の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００３６】
また上記構成に於いて、演算制御装置は前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて走行車線の白線を特定し、走行車線の白線の情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する状況に於いて、前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が不足するときには、側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報にて走行車線の白線の情報を補填し、補填後の走行車線の白線の情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００３７】
この構成によれば、前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が不足するときには、側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報にて走行車線の白線の情報が補填される。よって前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が不足するときにも、補填後の走行車線の白線の情報に基づいて操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
【００３８】
また上記構成に於いて、演算制御装置は前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さ及び側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さの少なくとも一方がそれぞれ対応する基準長さ以下であるときには車両の走行軌跡の制御を中止するようになっていてよい。
【００３９】
この構成によれば、車両の前方及び側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さの少なくとも一方がそれぞれ対応する基準長さ以下であるときには車両の走行軌跡の制御が中止される。よって車両の前方及び側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の長さが不十分な状況に於いてそれらに基づいて車両の走行軌跡の制御が不適切に継続されることを防止することができる。
【００４０】
また上記構成に於いて、車両は照射方向若しくは照射範囲を変更可能な照明装置を有し、演算制御装置は前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が一時的に不足するときには、特定される走行車線の白線の情報が増大するよう前記照明装置の照射方向若しくは照射範囲を変更するようになっていてよい。
【００４１】
この構成によれば、前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の白線の情報が一時的に不足するときにも、特定される走行車線の白線の情報が増大するよう照明装置の照射方向若しくは照射範囲が変更されることにより、特定される走行車線の白線の情報が増大される。よって照明装置の照射方向若しくは照射範囲が変更されない場合に比して特定される走行車線の白線の長さが不十分であることにより車両の走行軌跡の制御が中止される可能性を低減することができる。
【００４２】
また上記構成に於いて、前記演算制御装置は車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像手段の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続するようになっていてよい。
【００４３】
この構成によれば、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合や撮像装置の撮像精度が低下した場合には車速を低下させて車両の走行軌跡の制御が継続される。従って車速が低下されない場合に比して車両の走行軌跡の制御による操舵輪の舵角の制御が相対的に遅れることに起因して車両を走行車線に沿って走行させることができなくなる虞れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】右側方用ＣＣＤカメラによる撮像及び白線情報の取得要領を車両の後方より見た状態にて示す説明図である。
【図３】右側方用ＣＣＤカメラによる撮像及び白線情報の取得要領を車両の上方より見た状態にて示す説明図である。
【図４】前方用ＣＣＤカメラによる撮像により取得される白線情報が右側方用ＣＣＤカメラによる撮像により取得される白線情報にて補填される要領を車両の上方より見た状態にて示す説明図である。
【図５】第一の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５に示されたフローチャートのステップ３００に於いて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図５に示されたフローチャートのステップ４００に於いて実行される前方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図５に示されたフローチャートのステップ６００に於いて実行される前方及び側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図５に示されたフローチャートのステップ７９００に於いて実行される目標舵角δt演算及び舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第三の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】第四の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】第五の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンの要部を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示されたフローチャートのステップ３００に於いて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytsの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】経過時間ｔfsに基づいて補正係数Ｋf及びＫsを演算するためのマップを示す図である。
【図１６】経過時間ｔsfに基づいて補正係数Ｋf及びＫsを演算するためのマップを示す図である。
【図１７】車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて走行軌跡制御の目標操舵角θlktを演算するためのマップを示す図である。
【図１８】車速Ｖに基づいて車速に基づく補正係数Ｋvを演算するためのマップを示す図である。
【図１９】第一の実施形態に於いて車両の横方向に於ける車両の前端及び後端の側縁と右側の白線との距離Ｄr1及びＤr2を演算する要領を示す説明図である。
【図２０】第一の実施形態に於いて左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填される要領を示す説明図である。
【図２１】第二の実施形態に於ける直交座標の設定及び走行車線の半径を演算する要領を示す説明図である。
【図２２】第三の実施形態に於いて車両の前端の側縁と走行車線の左右の側縁との距離を演算する要領を示す説明図である。
【図２３】車両が半径の小さい走行車線を走行しカメラにより撮像できる走行車線の範囲が制限される状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］
【００４６】
図１は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００４７】
図１に於いて、走行軌跡制御装置１０は車両１２に搭載され、前輪用操舵制御装置１４を有している。前輪用操舵制御装置１４は運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵可能な操舵制御手段を構成している。また車両１２には制動力制御装置１６が搭載され、制動力制御装置１６は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能である。
【００４８】
また図１に於いて、１８FL及び１８FRはそれぞれ車両１２の操舵輪である左右の前輪を示し、１８RL及び１８RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１８FL及び１８FRは運転者によるステアリングホイール２０の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置２２によりラックバー２４及びタイロッド２６L及び２６Rを介して転舵される。
【００４９】
ステアリングホイール２０はアッパステアリングシャフト２８、舵角可変装置３０、ロアステアリングシャフト３２、ユニバーサルジョイント３４を介してパワーステアリング装置２２のピニオンシャフト３６に駆動接続されている。図示の第一の実施形態に於いては、舵角可変装置３０はハウジング３０Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８の下端に連結され、回転子３０Ｂの側にてロアステアリングシャフト３２の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３８を含んでいる。
【００５０】
かくして舵角可変装置３０はアッパステアリングシャフト２８に対し相対的にロアステアリングシャフト３２を回転駆動することにより、左右の前輪１８FL及び１８FRをステアリングホイール２０に対し相対的に補助転舵駆動する。舵角可変装置３０は電子制御装置４０の操舵制御部により制御される。
【００５１】
パワーステアリング装置２２はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機４２と、電動機４２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構４４とを有する。パワーステアリング装置２２は電子制御装置４０の操舵アシストトルク制御部によって制御され、ハウジング４６に対し相対的にラックバー２４を駆動する操舵アシストトルクを発生する。操舵アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減し、また必要に応じて舵角可変装置３０による左右前輪の転舵駆動を補助する。
【００５２】
かくして舵角可変装置３０はパワーステアリング装置２２と共働してステアリングホイール２０に対する左右前輪の舵角の関係を変更すると共に、運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵する前輪用操舵制御装置１４の主要部を構成している。
【００５３】
尚パワーステアリング装置２２及び舵角可変装置３０の構造自体は本発明の要旨を構成するものではなく、これらの装置はそれぞれ上述の機能を果たすものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【００５４】
制動力制御装置１６は制動装置５０を含み、各車輪の制動力は制動装置５０の油圧回路５２によりホイールシリンダ５４FL、５４FR、５４RL、５４RR内の圧力Ｐi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図１には示されていないが、油圧回路５２はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル５６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ５８により制御される。また各ホイールシリンダの制動圧は必要に応じて油圧回路５２が電子制御装置４０の制動力制御部によって制御されることにより個別に制御される。かくして制動装置５０は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能であり、制動力制御装置１６の主要な装置として機能する。
【００５５】
アッパステアリングシャフト２８には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ６２及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ６４が設けられており、操舵角θ及び操舵トルクＴsを示す信号も電子制御装置４０へ入力される。また電子制御装置４０には回転角度センサ６６により検出された舵角可変装置３０の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト２８に対するロアステアリングシャフト３２の相対回転角度を示す信号が入力される。
【００５６】
図示の実施形態に於いては、車両１２の車室の前部には車両１２の前方を撮影する前方用ＣＣＤカメラ６８が設けられており、車両１２の前方の画像情報を示す信号がＣＣＤカメラ６０より電子制御装置４０へ入力される。また車両１２の左右の側部にはそれぞれ車両１２の左方及び右方を撮影する左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２が設けられており、車両１２の左右の画像情報を示す信号がＣＣＤカメラ７０及び７２より電子制御装置４０へ入力される。
【００５７】
また電子制御装置４０には車速センサ７４により検出された車速Ｖを示す信号、横加速度センサ７６により検出された車両の横加速度Ｇyを示す信号、及びヨーレートセンサ７８により検出された車両のヨーレートγを示す信号が入力される。更に電子制御装置４０には図１には示されていない圧力センサにより検出されたマスタシリンダ圧力Ｐm等を示す信号が入力される。
【００５８】
尚電子制御装置４０の上述の各制御部はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ６２、操舵トルクセンサ６４、回転角度センサ６６はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクＴs、相対回転角度θreを検出する。
【００５９】
電子制御装置４０の操舵制御部は通常時には前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいてレーンキープアシスト制御（ＬＫＡ制御）とも呼ばれる走行軌跡制御を行う。即ち操舵制御部は前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて走行車線を特定し、車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtを演算し、前輪の舵角δが目標舵角δtになるよう舵角可変装置３０を制御する。
【００６０】
また電子制御装置４０の操舵制御部は前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて正常に走行軌跡制御を行うことができないときには、代替の走行軌跡制御を行う。代替の走行軌跡制御に於いては、操舵制御部は左側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは右側方用ＣＣＤカメラ７２により取得された車両１２の側方の画像情報に基づいて走行車線を特定する。そして操舵制御部は車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtに対応する目標ピニオン角度φtを演算し、ピニオン３６の角度が目標ピニオン角度φtになるよう舵角可変装置３０を制御する。
【００６１】
尚電子制御装置４０の操舵制御部は、通常及び代替の何れの走行軌跡制御の場合にも、走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径を推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算する。
【００６２】
図２は右側方用ＣＣＤカメラ７２による撮像及び白線情報の取得要領を車両の後方より見た状態にて示す説明図である。
【００６３】
図２に示されている如く、右側方用ＣＣＤカメラ７２の走行車線１０２からの高さをＨとし、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離をＤとする。また右側方用ＣＣＤカメラ７２のレンズと撮像面１０８との距離をＤcとし、撮像面１０８に於ける右側方用ＣＣＤカメラ７２の光軸１１０と白線１０６の像１１２との距離をＨcとする。これらの距離の間には図形の相似の関係から下記の式１が成立する。
Ｈc：Ｈ＝Ｄc：Ｄ  …（１）
【００６４】
上記式１より下記の式２が成立するので、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離Ｄを下記の式２に従って求めることができる。尚車両１２の左側縁と白線との水平距離も同様に求めることができる。
Ｄ＝ＤcＨ／Ｈc  …（２）
【００６５】
また図３に示されている如く、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離Ｄに対し右側方用ＣＣＤカメラ７２の画角が十分であれば、車両の前後長さを越える範囲について白線１０６を撮影し特定することができる。特に車両１２の前端及び後端に於ける右側縁と白線１０６との水平距離Ｄr1及びＤr2を求めることができる。また車両１２の前端及び後端に於ける左側縁と白線との水平距離Ｄl1及びＤl2も同様に求めることができる。
【００６６】
また図４に示されている如く、前方用ＣＣＤカメラ６８により撮影されその撮像情報に基づいて特定される白線を１０６fとする。白線１０６fの長さが走行車線の半径等を求めるに必要な長さよりも短い場合にも、右側方用ＣＣＤカメラ７２により撮影された撮像情報に基づいて特定される補填用の白線１０６ｓの情報にて白線の情報を補填し、白線の必要な長さを確保することができる。
【００６７】
次に図５に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンについて説明する。尚図５に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００６８】
まずステップ１００に於いては車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ２００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ１５０へ進む。尚車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合又はＣＣＤカメラの撮像精度が低下している場合に車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があると判定されてよい。
【００６９】
ステップ１５０に於いては図１には示されていないエンジンの出力を低下させ、更に必要ならば制動装置を作動させることにより、車速ＶがΔＶ低下される。この場合車速低下量ΔＶは車速Ｖが高いほど大きくなるよう、車速に応じて可変設定される。また車速低下量ΔＶは車両が走行車線より逸脱する虞れが高いほど又はＣＣＤカメラの撮像精度の低下度合が高いほど大きくなるよう可変設定されてもよい。
【００７０】
ステップ２００に於いては前回演算された走行車線の半径Ｒの大きさを走行軌跡の半径Ｒvとして、走行軌跡の半径Ｒvが予め設定された基準値以下であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ３００に於いて図６に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算され、否定判別が行われたときには制御はステップ３５０へ進む。尚車両にナビゲーション装置が搭載されている場合には、旋回半径Ｒvはナビゲーション装置により与えられる走行車線の情報に基づいて求められてもよい。
【００７１】
ステップ３５０に於いては側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytを演算する代替の軌跡制御が必要であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ４００に於いて図７に示されたフローチャートに従って前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算され、肯定判別が行われたときには制御はステップ５００へ進む。
【００７２】
ステップ５００に於いては前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ５５０に於いて車両の目標横加速度Ｇytが０に設定され、肯定判別が行われたときには制御はステップ６００へ進む。尚側方の撮像情報に基づいて側方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別も行われ、否定判別が行われたときには制御がステップ５５０へ進むよう修正されてもよい。
【００７３】
ステップ６００に於いては図８に示されたフローチャートに従って前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００７４】
ステップ３００、４００、５５０又は６００が完了すると制御はステップ９００へ進み、ステップ９００に於いては図９に示されたフローチャートに従って前輪の目標舵角δtが演算されると共に、目標舵角δtに基づいて前輪の舵角δが制御される。
【００７５】
次に図６に示されたフローチャートを参照して上記ステップ３００にて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００７６】
ステップ３１０に於いては、左右の側方の撮像情報に基づいて走行車線の白線が特定され、特定された白線に基づいて左右の白線の半径Ｒsl、Ｒsrが演算される。そして半径Ｒsl及びＲsrの平均値として走行車線の半径Ｒsが演算される。尚走行車線の半径Ｒsは半径Ｒsl及びＲsrの一方に基づいて演算されてもよい。
【００７７】
ステップ３１５に於いては車両の前方基準位置及び後方基準位置をそれぞれ車両の前端及び後端として、図１９に示されている如く車両の横方向に於ける車両１２の前端及び後端の側縁と右側の白線８０Ｒとの距離Ｄr1及びＤr2が演算される。
【００７８】
ステップ３２０に於いては車両の前端と後端との距離をＬとして、右側の横偏差Ｄr1及びＤr2に基づいて下記の式３に従って走行車線に対する車両のヨー角ψsが演算される。
【数１】
2013069099.tif 000003
【００７９】
車両のヨー角ψsは左側の横偏差Ｄl1及びＤl2に基づいて下記の式４に従って演算されてもよく、また式３及び４に従って演算された値の単純平均値又は重み平均値であってもよい。
【数２】
2013069099.tif 000004
【００８０】
ステップ３２５に於いては車両の幅をＷとして、右側の横偏差Ｄr1、Ｄr2及び車両のヨー角ψsに基づいて下記の式５に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算され、ステップ３２５が完了すると制御はステップ３６０へ進む。目標横偏差Ｄstは車両の中央が走行車線の中央に沿って走行するために必要な車両の右側縁と走行車線の右側縁（右側白線）との目標距離又は車両の左側縁と走行車線の左側縁（左側白線）との目標距離である。
【数３】
2013069099.tif 000005
【００８１】
ステップ３６０に於いてはステップ３１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsと符号が同一で半径Ｒsの大きさが大きいほど大きい微小な値として車両の目標ヨー角ψstが演算される。
【００８２】
ステップ３６５に於いては車両の右側の横偏差Ｄr1及びＤr2の平均値が車両の右側の実際の横偏差Ｄsとして演算されると共に、Ｋsr、Ｋsy、Ｋshをそれぞれ予め設定された正の係数として下記の式６に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝ＫsrＲs＋Ｋsy（Ｄst−Ｄs）＋Ｋsh（ψst−ψs）  …（６）
【００８３】
ステップ３７０に於いては補正係数Ｋsが１であるか否かの判別、即ち前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfの演算モードから側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ３７５に於いて車両の目標横加速度Ｇytが側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ３８０へ進む。
【００８４】
ステップ３８０に於いては前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。この場合ステップ３１０乃至３６５と同様に前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径、車両の横偏差、車両のヨー角、車両の目標横偏差、車両の目標ヨー角が演算され、これらに基づいて目標横加速度Ｇytfが演算される。尚目標横加速度Ｇytfは他の要領にて演算されてもよい。
【００８５】
ステップ３８５に於いてはステップ２００に於ける判別が否定判別から肯定判別へ変化した時点からの経過時間ｔfsに基づいて図１５に示されたマップより補正係数Ｋf及びＫsが演算される。図１５に示されている如く、補正係数Ｋfは経過時間ｔfsの増大につれて１から０へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔfsの増大につれて０から１へ徐々に変化し、経過時間ｔfsに関係なく補正係数Ｋf及びＫsの和は１である。
【００８６】
ステップ３９０に於いては下記の式７に従って車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
Ｇyt＝ＫfＧytf＋ＫsＧyts  …（７）
【００８７】
次に図７に示されたフローチャートを参照して上記ステップ４００にて実行される前方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００８８】
ステップ４１０に於いては、上述のステップ３８０の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。
【００８９】
ステップ４１５に於いては補正係数Ｋfが１であるか否かの判別、即ち側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsの演算モードから前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ４２０に於いて車両の目標横加速度Ｇytが前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ４２５へ進む。
【００９０】
ステップ４２５に於いては、上述の３１０乃至３６５と同様に側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
【００９１】
ステップ４３０に於いてはステップ２００に於ける判別が肯定判別から否定判別へ変化した時点からの経過時間ｔsfに基づいて図１６に示されたマップより補正係数Ｋf及びＫsが演算される。図１６に示されている如く、補正係数Ｋfは経過時間ｔsfの増大につれて０から１へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔsfの増大につれて１から０へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔsfの増大につれて０から１へ徐々に変化し、経過時間ｔsfに関係なく補正係数Ｋf及びＫsの和は１である。
【００９２】
ステップ４３５に於いては上記ステップ３９０の場合と同様に式４に従って車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００９３】
次に図８に示されたフローチャートを参照して上記ステップ６００にて実行される前方及び側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００９４】
ステップ６１０に於いては車両の走行軌跡制御を行う上で最低限必要な長さをＬminとして、前方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線の長さＬflが必要な長さＬmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ６１５に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線による補填が必要な長さＬslが０に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ６２０に於いて必要な長さＬslがＬmin−Ｌflに設定される。
【００９５】
ステップ６２５に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている左側の白線の長さをＬslaとして、補填が必要な長さＬslがＬsla未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ６４０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ６３０に於いて必要な長さＬslがＬslaに設定される。
【００９６】
同様にステップ６４０に於いては前方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線の長さＬfrが必要な長さＬmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ６４５に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線による補填が必要な長さＬsrが０に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ６５０に於いて必要な長さＬsrがＬmin−Ｌfrに設定される。
【００９７】
ステップ６５５に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている右側の白線の長さをＬsraとして、補填が必要な長さＬsrがＬsra未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ６６５へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ６６０に於いて必要な長さＬsrがＬsraに設定される。
【００９８】
ステップ６６５に於いては左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填され、ステップ６６５に於いては補填後の左右の白線に基づいて上記ステップ４１０に於ける目標横加速度Ｇytfの演算と同様の要領にて前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００９９】
次に図９に示されたフローチャートを参照して上記ステップ９００にて実行される目標ピニオン角度φtの演算及び目標ピニオン角度φtに基づく前輪の舵角δの制御ルーチンについて説明する。
【０１００】
ステップ９１０に於いては車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて図１７に示されたマップより走行軌跡制御の目標操舵角θlktが演算される。
【０１０１】
ステップ９２０に於いては車速Ｖに基づいて図１８に於いて実線にて示されたマップより車速に基づく補正係数Ｋvが演算される。尚図１８に於いて破線は走行軌跡制御が行われない場合の車速に基づく補正係数Ｋvを示している。
【０１０２】
ステップ９３０に於いては目標操舵角θlktにて補正された操舵角（θ−θlkt）に基づいて下記の式８に従って前輪の目標舵角δtに対応するピニオン３６の目標角度である目標ピニオン角度φtが演算される。
Φlkt＝Ｋv（θ−θlkt）  …（８）
【０１０３】
ステップ９４０に於いては操舵入力が与えられた場合に舵角可変装置３０が過剰に前輪を過剰に転舵し過ぎないようにするためのパラメータをφtとして、ピニオン角度φが最終の目標ピニオン角度φt＋φtになるよう舵角可変装置３０が制御され、これにより左右前輪の舵角δが目標ピニオン角度φlktに対応する目標舵角δtに制御される。
【０１０４】
かくして第一の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは７２により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して走行軌跡制御を正常に実行する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
【０１０５】
尚側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続している状況に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになると、ステップ２００及び３５０に於いて否定判別が行われ、制御はステップ４００へ進むようになる。従って車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになったにも拘わらず、側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が不必要に継続されることはない。
【０１０６】
また側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の距離は前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の距離よりも短い。しかし前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が中止される場合に比して確実に車両を走行車線に沿って走行させる可能性を高くすることができる。
【０１０７】
また第一の実施形態によれば、補正係数Ｋf及びＫsにより車両の目標横加速度Ｇytが前方の撮像情報に基づいて演算される制御モードと側方の撮像情報に基づいて演算される制御モードとの間で変化する際の目標横加速度Ｇytの急変を防止することができる。従って制御モードとの間で変化に伴う目標横加速度Ｇytの急変に起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。尚この作用効果は後述の他の実施形態に於いても同様に得られる。
【０１０８】
特に第一の実施形態によれば、ステップ３５０に於いて肯定判別が行われたときにはステップ５００の判別が行われる。そしてステップ５００に於いて前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できると判別されたときにはステップ６００が実行される。
【０１０９】
図２０は車両の前方に霧の如く前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在し、撮像されるべき左右の白線１０６l及び１０６rの一部しか前方用ＣＣＤカメラ６８により撮像することができない状況を示している。図２０に於いて１０６fl及び１０６frは前方用ＣＣＤカメラ６８により撮像することができている白線を示し、１０６sl及び１０６srは側方用ＣＣＤカメラ７０及び７２により撮像されている白線を示している。
【０１１０】
ステップ６００の制御により左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填される。即ち白線１０６sl及び１０６srのうちそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線１０６sls及び１０６srsにて左右の白線が補填される。従って前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在する場合にも走行軌跡制御を中止することなく継続することができる。尚この作用効果は後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
【０１１１】
また前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在し、代替の走行軌跡制御は必要であるが、ステップ５００に於いて否定判別が行われたときには、ステップ６００が実行されることなく走行軌跡制御が中止される。よって前方の撮像情報に基づいて特定される白線の長さが必要な長さＬmin未満であるときには、走行軌跡制御が中止される。従って側方用ＣＣＤカメラ７０及び７２により撮像されている白線の情報による補填が行われても正常な走行軌跡制御を継続することができない状況に於いて走行軌跡制御が継続されることを防止することができる。尚この作用効果も後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
【０１１２】
また第一の実施形態によれば、ステップ３００に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径Ｒs、車両の横偏差Ｄs、車両のヨー角ψs、車両の目標横偏差Ｄst、車両の目標ヨー角ψstが演算され、これらに基づいて目標横加速度Ｇytが演算される。従って例えば走行車線の半径Ｒsが考慮されない場合や車両の横偏差Ｄs及び目標横偏差Ｄstに基づいて目標横加速度Ｇytが演算される場合に比して、車両の姿勢を良好な姿勢に維持しつつ車両を好ましく走行車線に沿って走行させることができる。尚この作用効果は後述の第二の実施形態に於いても同様に得られる。
［第二の実施形態］
【０１１３】
図１０は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図１０に於いて図６に示されたステップと同一のステップには図６に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。このことは後述の他の実施形態についても同様である。
【０１１４】
この第二の実施形態に於いては、ステップ３３０乃至３４５は上述の第一の実施形態とは異なる要領にて実行されるが、ステップ３６０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１１５】
特にステップ３３０に於いては図２１に示されている如く現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の右側縁と走行車線の右側の側縁との距離Ｄr(t)及び車両の前端の左側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。
【０１１６】
ステップ３３５に於いては時間的に相前後する三つの時刻ｔ＝０、t-n、t（nは正の定数）について、図２１に示されている如く直交座標に於ける点Ｐの座標が演算される。尚直交座標は車両の走行開始時又は車両が直進走行状態より旋回走行状態へ移行する際に車両の前方基準位置を原点とし、車両の横方向をＸ軸とし、車両の前方を軸として設定される。
【０１１７】
例えばβを車両のスリップ角とし、演算開始時の車両の前方基準位置の座標（Ｘ0，Ｙ0）として、下記の式９及び１０に従って各時間に於ける車両の前方基準位置（車両の中央）の座標（Ｘt，Ｙt）が演算される。また演算開始時に於ける直交座標に於ける車両１２前後方向の線１１２の傾斜角をψin0として、下記の式１１に従って現在の時刻t=tに於ける直交座標に於ける車両１２の前後方向の線１１２の傾斜角ψintが演算される。
【数４】
2013069099.tif 000006
【数５】
2013069099.tif 000007
【０１１８】
尚車両の目標スリップ角βは例えば以下の如く演算されてよい。まず車両の横加速度Ｇyと車速Ｖ及び車両のヨーレートγの積Ｖ・γtとの偏差Ｇy−Ｖ・γとして横加速度の偏差、即ち車両の横すべり加速度Ｖydが演算される。また横すべり加速度Ｖydが積分されることにより車体の横すべり速度Ｖyが演算され、車体の前後速度Ｖx（＝車速Ｖ）に対する車体の横すべり速度Ｖyの比Ｖyt／Ｖxとして車両のスリップ角βが演算される。
【０１１９】
更に図２０に示されている如く時間的に相前後する三つの時刻について、車両の前方基準位置（車両の中央）の座標（Ｘt，Ｙt）、傾斜角ψint及び車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の右側の側縁の点Ｐとの距離Ｄr(０)、Ｄr(t-n)、Ｄr(t)に基づいて点Ｐの座標が演算される。
【０１２０】
更に時間的に相前後する三つの時刻に於ける点Ｐの上記三つの座標（Ｘp(0)，Ｙp(0)）、（Ｘp(t-n)，Ｙp(t-n)）、（Ｘp(t)，Ｙp(t)）の値が下記の式１２に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Ｒsが演算される。
（Ｘt−Ａ）２＋（Ｙt−Ｂ）２＝Ｒs２  …（１２）
【０１２１】
ステップ３４０に於いては現在の時刻t=tに於ける点Ｐを通る右側の白線８０Ｒに対する接線１１４が求められ、前後方向の線１１２と接線１１４とがなす角度（直交座標に於ける傾きの差）として車両のヨー角ψtが演算される。
【０１２２】
尚時間的に相前後する三つの時刻ｔ＝０、t-n、tに於ける車両のヨー角ψtをそれぞれψ(0)、ψ(t-n)、ψ(t)とすると、三つの時刻ｔ＝０、t-n、tに於ける点Ｐの上記三つの座標（Ｘp(0)，Ｙp(0)）、（Ｘp(t-n)，Ｙp(t-n)）、（Ｘp(t)，Ｙp(t)）の値は下記の式１３乃至１８により表される。
【数６】
2013069099.tif 000008
【０１２３】
ステップ３４５に於いては現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)に基づいて、下記の式１９に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。
【数７】
2013069099.tif 000009
【０１２４】
かくして第二の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは７２により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１２５】
特に第二の実施形態によれば、横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)は車両の前方の基準位置のみに於ける横方向の距離であってよく、前方及び後方の両方の基準位置に於ける横方向の距離を求める必要がない。
【０１２６】
尚上述の実施形態に於いては、点Ｐの上記三つの座標（Ｘ(0)，Ｙ(0)）、（Ｘ(t-n)，Ｙ(t-n)）、（Ｘ(t)，Ｙ(t)）の値が下記の式１８に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Ｒsが演算される。しかし左側の白線８０Ｌ上の点Ｑの三つの座標に基づいて走行車線の半径Ｒsが演算されてもよい。また点Ｐの上記三つの座標に基づく走行車線の半径Ｒsrと点Ｑの三つの座標に基づく走行車線の半径Ｒslとの単純平均値又は重み平均値として走行車線の半径Ｒsが演算されてもよい。
【０１２７】
また上述の実施形態に於いては、点Ｐを通る右側の白線８０Ｒに対する接線１１４が求められ、前後方向の線１１２と接線１１４とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算される。しかし点Ｑを通る左側の白線８０Ｌに対する接線１１６が求められ、前後方向の線１１２と接線１１６とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。また接線１１４に基づく車両のヨー角ψtrと接線１１６に基づく車両のヨー角ψtlとの単純平均値又は重み平均値として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。
［第三の実施形態］
【０１２８】
図１１は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図１１に於いて、図１０に示されたステップと同一のステップには図１０に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１２９】
この第三の実施形態に於いては、ステップ３３０乃至３４０は上述の第二の実施形態と同様に実行されるが、ステップ３４５及び３６５に代えてそれぞれステップ３５０及び３６５ａが実行される。またステップ３６０、３７０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１３０】
ステップ３５０に於いては図２２に示されている如く現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)に基づいて、上記式１９と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄrst及びＤlstが演算される。更に下記の式２０に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。
Ｄst＝（Ｄrst＋Ｄlst）／２  …（２０）
【０１３１】
ステップ３６５ａに於いては下記の式２１に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝Ｋsy（Ｄst−Ｄs）  …（２１）
【０１３２】
かくして第三の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Ｒsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１３３】
尚上述の実施形態に於いては、車両のヨー角が考慮されることなく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。しかし後述の第四の実施形態の場合と同様に車両の目標横加速度Ｇytsは下記の式２４に従って演算されてもよい。
［第四の実施形態］
【０１３４】
図１２は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第四の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【０１３５】
この第四の実施形態に於いては、ステップ３１０は実行されず、ステップ３２５及び３６５に代えてそれぞれステップ３５５及び３６５ｂが実行される。またステップ３６０、３７０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１３６】
ステップ３５５に於いては左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２が使用される場合には、第一の実施形態の式１９と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。また右側方用ＣＣＤカメラ７２のみが使用される場合には、ΔＸr下記の式２２により表される値として、下記の式２３に従って車両の目標横偏差Ｄstが演算される。尚右側方用ＣＣＤカメラ７２のみが使用される場合も同様である。尚Ｘrは走行車線の幅であり、予め一意に設定される。
【数８】
2013069099.tif 000010
【０１３７】
またステップ３６５ｂに於いては下記の式２４に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝Ｋsy（Ｄst−Ｄs）＋Ｋsh（ψst−ψs）  …（２４）
【０１３８】
かくして第四の実施形態によれば、第三の実施形態の場合と同様に、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Ｒsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１３９】
特に第四の実施形態によれば、側方の撮像情報は左側又は右側の何れか一方でもよいので、左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２の一方が撮像不能になっても走行軌跡制御を継続することができる。
［第五の実施形態］
【０１４０】
図１３は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第五の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンの要部を示すフローチャート、図１４は第五の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytsの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【０１４１】
この第五の実施形態に於いては、ステップ１００乃至５５０は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行されるが、ステップ５００に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ７００へ進む。
【０１４２】
ステップ７００に於いては図６に示されたフローチャートのステップ３８０及び図７に示されたフローチャートのステップ４１０の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。
【０１４３】
ステップ７５０に於いては図１４に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。尚図１４に示されたフローチャートのステップ３１０乃至３６５は上述の第一の実施形態について図６に示されたフローチャートのステップ３１０乃至３６５と同一である。
【０１４４】
ステップ８００に於いては車速Ｖ、走行車線の半径Ｒs、走行車線の勾配に基づいて運転者の前方注視距離Ｌvが推定されると共に、前方用ＣＣＤカメラにより車両の前方の白線を認識可能な距離Ｌfdが求められる。そして前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には補正係数Ｋdが大きくなり、逆に前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には補正係数Ｋdが小さくなるよう、０より大きく且つ１より小さい値として補正係数Ｋdが演算される。
【０１４５】
ステップ８５０に於いては下記の式２５に従って補正係数Ｋdに基づく目標横加速度Ｇytf及びＧytsの線形和として車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
Ｇyt＝（１−Ｋd）Ｇytf＋ＫdＧyts  …（２５）
【０１４６】
かくして第五の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、前方及び側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができるときには、走行軌跡制御を継続することができる。
【０１４７】
特に第五の実施形態によれば、ステップ８００に於いて補正係数Ｋｄが演算され、車両の目標横加速度Ｇytは式２６に従って補正係数Ｋdに基づく目標横加速度Ｇytf及びＧytsの線形和として演算される。そして補正係数Ｋｄは前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には補正係数Ｋdが大きくなり、逆に前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には補正係数Ｋdが小さくなるよう可変設定される。
【０１４８】
従って前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には前方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続し、前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には側方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続することができる。よって補正係数Ｋdが可変設定されない場合に比して前方注視距離Ｌv及び距離Ｌfdの大小関係に応じて適切に走行軌跡制御を継続することができる。
【０１４９】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１５０】
例えば上述の各実施形態に於いては、撮像手段は前方用ＣＣＤカメラ６８と左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２とを含んでいる。しかし撮像手段は撮像方向及び撮像角度の少なくとも一方を変更する一つ又は二つの撮像装置であってもよい。
【０１５１】
また上述の各実施形態に於いては、車両の前方及び後方の基準位置は車両の前端及び後端である。しかし前方及び後方の基準位置の少なくとも一方が車両の前端と後端との間の位置に設定されてもよく、また前方の基準位置が車両の前端よりも前方に設定されてもよく、後方の基準位置が車両の後端よりも後方に設定されてもよい。
【０１５２】
また上述の各実施形態に於いては、ステップ５００に於いて否定判別が行われたときには制御はステップ５５０へ進み、走行軌跡制御が中止されるようになっている。しかし夜間走行時や濃霧状況での走行時に於いてステップ５００に於いて否定判別が行われたときには、前照灯やフォグランプの照射方向を変更して、ステップ５００の判定が再度実行されてもよい。
【０１５３】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の目標横偏差の基準は走行車線の中央であるが、走行車線の右側又は左側の側縁であってもよく、また例えば旋回内側の側縁になるよう走行車線の湾曲方向によって可変設定されてもよい。
【０１５４】
また上述の第一乃至第四の実施形態に於いて、ステップ５００及び６００が省略されてもよい。
【図１】
2013069099.tif 000011
【図２】
2013069099.tif 000012
【図３】
2013069099.tif 000013
【図４】
2013069099.tif 000014
【図５】
2013069099.tif 000015
【図６】
2013069099.tif 000016
【図７】
2013069099.tif 000017
【図８】
2013069099.tif 000018
【図９】
2013069099.tif 000019
【図１０】
2013069099.tif 000020
【図１１】
2013069099.tif 000021
【図１２】
2013069099.tif 000022
【図１３】
2013069099.tif 000023
【図１４】
2013069099.tif 000024
【図１５】
2013069099.tif 000025
【図１６】
2013069099.tif 000026
【図１７】
2013069099.tif 000027
【図１８】
2013069099.tif 000028
【図１９】
2013069099.tif 000029
【図２０】
2013069099.tif 000030
【図２１】
2013069099.tif 000031
【図２２】
2013069099.tif 000032
【図２３】
2013069099.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月7日(2014.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲を撮像する撮像装置であって、撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更可能な撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、
前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、前記撮像装置により車両の側方を撮像し、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記車両の横偏差及び前記車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置。
【請求項２】
前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項３】
前記演算制御装置は、車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、前記車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて前記三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、前記三つの時刻について前記側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記三つの時刻に於ける前記車両の横偏差、前記車両のヨー角及び前記車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差、前記走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項４】
前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項５】
前記側方撮像装置は、車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差を推定し、前記左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することを特徴とする請求項４に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項６】
前記演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、前記走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として前記車両の横偏差と前記車両の目標横偏差との偏差、及び前記車両のヨー角と前記車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項７】
前記撮像装置は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには、前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項８】
前記演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項９】
前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変させることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１０】
前記演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が前記基準値以下であるときには前記前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、前記側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前記前方注視距離に対し前記前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して前記第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、前記第一の目標舵角、前記第二の目標舵角、前記寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする請求項８に記載の車両の走行軌跡制御装置。
【請求項１１】
前記演算制御装置は、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像装置の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには、車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一つに記載の車両の走行軌跡制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両を目標軌跡（目標走行ライン）に沿って走行させる車両の走行軌跡制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの如き操舵入力手段の操舵操作位置に対する操舵輪の舵角の関係を変更可能な舵角可変装置を備えた車両に於いて、操舵輪の舵角が目標舵角になるよう制御することにより車両の走行を制御する走行制御装置は既に知られている。走行制御装置の一つとして、車両を目標走行ラインに沿って走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、操舵輪の舵角を目標舵角に制御することにより車両を目標走行ラインに沿って走行させる走行軌跡制御装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば下記の特許文献１には、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報と、ナビゲーション装置からの地図情報とに基づいて車両が走行車線より逸脱しているか否かを判定する走行軌跡制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０９６９４号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されている如き従来の走行軌跡制御装置に於いては、車両の前方を撮像するカメラにより取得される車両前方の撮像情報に基づいて車両前方の走行車線が判定される。しかし図２３に示されている如く、車両１００が大きく湾曲した走行路やワインディングワインデングロードの如く湾曲半径が小さい走行車線１０２を走行する場合には、カメラにより撮像できる走行車線の範囲１０４が制限される。従って走行車線に関する必要な情報を特定し走行軌跡制御を正常に実行するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない。そのため走行車線の半径が小さい場合には走行軌跡制御の精度が低下することが避けられず、カメラにより撮像できる走行車線の範囲が大きく制限される場合には走行軌跡制御を中止せざるを得ない。
【０００６】
尚上述の問題は、走行車線の半径が小さい場合に限らず、例えば雨やしぶき、トンネルの入り口の如く周囲の明るさの急激な変化、車両前方の大型車両の如く、カメラにより車両の前方を正常に撮像することが阻害される状況に於いても同様に生じる。
【０００７】
本発明の主要な目的は、車両の前方を撮像するカメラにより走行車線の情報を特定するに足る十分な車両前方の情報を取得することができない状況に於いても、精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
【０００８】
本発明によれば、車両の周囲を撮像する撮像装置であって、撮像方向及び撮像範囲の少なくとも一方を変更可能な撮像装置と、前記撮像装置による撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、前記目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することにより車両が走行車線に沿って走行するよう制御する演算制御装置とを有する車両の走行軌跡制御装置に於いて、前記演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、前記撮像装置により車両の側方を撮像し、側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前記前方基準位置及び前記後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、前記車両の横偏差及び前記車両のヨー角に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、少なくとも前記車両の横偏差及び前記車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することを特徴とする車両の走行軌跡制御装置が提供される。
【０００９】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、車両の側方の撮像情報に基づいて車両の横偏差及び車両の目標横偏差を演算し、車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して操舵輪の目標舵角を正常に演算する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
【００１０】
また上記構成に於いて、演算制御装置は、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１１】
この構成によれば、車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
【００１２】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は車両の走行運動に基づいて三つの時刻について車両のヨー角を推定し、車両のヨー角及び車両の走行運動に基づいて三つの時刻について仮想の直交座標に於ける車両の位置を推定し、三つの時刻について側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、三つの時刻に於ける車両の横偏差、車両のヨー角及び車両の位置に基づいて走行車線の旋回半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１３】
この構成によれば、三つ目の時刻に於ける車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、三つ目の時刻に於ける車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差、走行車線の半径に基づいて走行軌跡制御のための操舵輪の目標舵角を高精度に演算することができる。
【００１４】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、車両の横偏差及び走行車線の幅の情報の少なくとも一方に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算し、車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１５】
この構成によれば、走行車線の半径、車両のヨー角及び車両の目標ヨー角を演算することなく車両の横偏差及び車両の目標横偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００１６】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方を撮像する左側方撮像装置と車両の右方を撮像する右側方撮像装置とを含み、演算制御装置は左側方の撮像情報及び右側方の撮像情報に基づいて左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差を推定し、左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算するようになっていてよい。
【００１７】
この構成によれば、左側及び右側の走行車線の線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両の目標横偏差を演算することができる。
【００１８】
また上記構成に於いて、側方撮像装置は、車両の左方及び右方の一方の側方を撮像し、演算制御装置は側方の撮像情報に基づいて車両の前後方向に隔置された前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差を推定し、前方基準位置及び後方基準位置に於ける走行車線に対する車両の横偏差に基づいて走行車線に対する車両のヨー角を推定し、側方の撮像情報に基づいて走行車線の半径を推定し、走行車線の半径に基づいて車両の目標ヨー角を演算し、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００１９】
この構成によれば、走行車線の幅に基づいて可変設定される値及び予め設定された値の一方を車両の目標横偏差として車両の横偏差と車両の目標横偏差との偏差、及び車両のヨー角と車両の目標ヨー角との偏差に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２０】
また上記構成に於いて、撮像手段は車両の前方を撮像する前方撮像装置と、車両の左方及び右方の少なくとも一方の側方を撮像する側方撮像装置とを含み、演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２１】
この構成によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができるときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を正常に演算することができないときには、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２２】
また上記構成に於いて、演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算し、車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２３】
この構成によれば、車両の走行軌跡の半径が基準値よりも大きいときには、車両の側方の撮像情報を要することなく車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。また車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには、車両の前方の撮像情報を要することなく側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２４】
また本発明によれば、演算制御装置は、車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御と、少なくとも車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の目標舵角を演算する走行軌跡制御との間で走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角を徐変させるようになっていてよい。
【００２５】
この構成によれば、走行軌跡制御が変化するときには操舵輪の目標舵角を徐変されるので、走行軌跡制御が切り替わるときには操舵輪の目標舵角が急変すること及びこれに起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。
【００２６】
上記構成に於いて、演算制御装置は、車両の走行軌跡の半径が基準値以下であるときには前方撮像装置による車両の前方の撮像情報に基づいて操舵輪の第一の目標舵角を演算すると共に、側方撮像装置による車両の側方の撮像情報に基づいて操舵輪の第二の目標舵角を演算し、車速及び車両の走行軌跡の半径に基づいて運転者の前方注視距離を推定し、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときに比して第二の目標舵角の寄与度合を高く可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算するようになっていてよい。
【００２７】
この構成によれば、前方注視距離と前方撮像装置の撮像可能距離と関係に応じて第二の目標舵角の寄与度合を可変設定し、第一の目標舵角、第二の目標舵角、寄与度合に基づいて操舵輪の目標舵角を演算することができる。よって前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が長いときには第二の目標舵角の寄与度合を低くし、前方注視距離に対し前方撮像装置の撮像可能距離が短いときには第二の目標舵角の寄与度合を高くして操舵輪の目標舵角を演算することができる。
【００２８】
また上記構成に於いて、前記演算制御装置は、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合及び前記撮像手段の撮像精度が低下した場合の何れかが生じたときには、車速を低下させて前記車両の走行軌跡の制御を継続するようになっていてよい。
【００２９】
この構成によれば、車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合や撮像装置の撮像精度が低下した場合には車速を低下させて車両の走行軌跡の制御が継続される。従って車速が低下されない場合に比して車両の走行軌跡の制御による操舵輪の舵角の制御が相対的に遅れることに起因して車両を走行車線に沿って走行させることができなくなる虞れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】右側方用ＣＣＤカメラによる撮像及び白線情報の取得要領を車両の後方より見た状態にて示す説明図である。
【図３】右側方用ＣＣＤカメラによる撮像及び白線情報の取得要領を車両の上方より見た状態にて示す説明図である。
【図４】前方用ＣＣＤカメラによる撮像により取得される白線情報が右側方用ＣＣＤカメラによる撮像により取得される白線情報にて補填される要領を車両の上方より見た状態にて示す説明図である。
【図５】第一の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５に示されたフローチャートのステップ３００に於いて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図５に示されたフローチャートのステップ４００に於いて実行される前方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図５に示されたフローチャートのステップ６００に於いて実行される前方及び側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図５に示されたフローチャートのステップ９００に於いて実行される目標舵角δt演算及び舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第三の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】第四の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】第五の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンの要部を示すフローチャートである。
【図１４】図１３に示されたフローチャートのステップ３００に於いて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytsの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】経過時間ｔfsに基づいて補正係数Ｋf及びＫsを演算するためのマップを示す図である。
【図１６】経過時間ｔsfに基づいて補正係数Ｋf及びＫsを演算するためのマップを示す図である。
【図１７】車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて走行軌跡制御の目標操舵角θlktを演算するためのマップを示す図である。
【図１８】車速Ｖに基づいて車速に基づく補正係数Ｋvを演算するためのマップを示す図である。
【図１９】第一の実施形態に於いて車両の前端及び後端の側縁と右側の白線との間の車両の横方向の距離Ｄr1及びＤr2を演算する要領を示す説明図である。
【図２０】第一の実施形態に於いて左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填される要領を示す説明図である。
【図２１】第二の実施形態に於ける直交座標の設定及び走行車線の半径を演算する要領を示す説明図である。
【図２２】第三の実施形態に於いて車両の前端の側縁と走行車線の左右の側縁との距離を演算する要領を示す説明図である。
【図２３】車両が半径の小さい走行車線を走行しカメラにより撮像できる走行車線の範囲が制限される状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］
【００３２】
図１は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【００３３】
図１に於いて、走行軌跡制御装置１０は車両１２に搭載され、前輪用操舵制御装置１４を有している。前輪用操舵制御装置１４は運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵可能な操舵制御手段を構成している。また車両１２には制動力制御装置１６が搭載され、制動力制御装置１６は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能である。
【００３４】
また図１に於いて、１８FL及び１８FRはそれぞれ車両１２の操舵輪である左右の前輪を示し、１８RL及び１８RRはそれぞれ左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１８FL及び１８FRは運転者によるステアリングホイール２０の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置２２によりラックバー２４及びタイロッド２６L及び２６Rを介して転舵される。
【００３５】
ステアリングホイール２０はアッパステアリングシャフト２８、舵角可変装置３０、ロアステアリングシャフト３２、ユニバーサルジョイント３４を介してパワーステアリング装置２２のピニオンシャフト３６に駆動接続されている。図示の第一の実施形態に於いては、舵角可変装置３０はハウジング３０Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８の下端に連結され、回転子３０Ｂの側にてロアステアリングシャフト３２の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３８を含んでいる。
【００３６】
かくして舵角可変装置３０はアッパステアリングシャフト２８に対し相対的にロアステアリングシャフト３２を回転駆動することにより、左右の前輪１８FL及び１８FRをステアリングホイール２０に対し相対的に補助転舵駆動する。舵角可変装置３０は電子制御装置４０の操舵制御部により制御される。
【００３７】
パワーステアリング装置２２はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機４２と、電動機４２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構４４とを有する。パワーステアリング装置２２は電子制御装置４０の操舵アシストトルク制御部によって制御され、ハウジング４６に対し相対的にラックバー２４を駆動する操舵アシストトルクを発生する。操舵アシストトルクは運転者の操舵負担を軽減し、また必要に応じて舵角可変装置３０による左右前輪の転舵駆動を補助する。
【００３８】
かくして舵角可変装置３０はパワーステアリング装置２２と共働してステアリングホイール２０に対する左右前輪の舵角の関係を変更すると共に、運転者の操舵操作とは無関係に前輪を操舵する前輪用操舵制御装置１４の主要部を構成している。
【００３９】
尚パワーステアリング装置２２及び舵角可変装置３０の構造自体は本発明の要旨を構成するものではなく、これらの装置はそれぞれ上述の機能を果たすものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【００４０】
制動力制御装置１６は制動装置５０を含み、各車輪の制動力は制動装置５０の油圧回路５２によりホイールシリンダ５４FL、５４FR、５４RL、５４RR内の圧力Ｐi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図１には示されていないが、油圧回路５２はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル５６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ５８により制御される。また各ホイールシリンダの制動圧は必要に応じて油圧回路５２が電子制御装置４０の制動力制御部によって制御されることにより個別に制御される。かくして制動装置５０は運転者の制動操作とは無関係に各車輪の制動力を個別に制御可能であり、制動力制御装置１６の主要な装置として機能する。
【００４１】
アッパステアリングシャフト２８には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ６２及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ６４が設けられており、操舵角θ及び操舵トルクＴsを示す信号も電子制御装置４０へ入力される。また電子制御装置４０には回転角度センサ６６により検出された舵角可変装置３０の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト２８に対するロアステアリングシャフト３２の相対回転角度を示す信号が入力される。
【００４２】
図示の実施形態に於いては、車両１２の車室の前部には車両１２の前方を撮影する前方用ＣＣＤカメラ６８が設けられており、車両１２の前方の画像情報を示す信号がＣＣＤカメラ６０より電子制御装置４０へ入力される。また車両１２の左右の側部にはそれぞれ車両１２の左方及び右方を撮影する左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２が設けられており、車両１２の左右の画像情報を示す信号がＣＣＤカメラ７０及び７２より電子制御装置４０へ入力される。
【００４３】
また電子制御装置４０には車速センサ７４により検出された車速Ｖを示す信号、横加速度センサ７６により検出された車両の横加速度Ｇyを示す信号、及びヨーレートセンサ７８により検出された車両のヨーレートγを示す信号が入力される。更に電子制御装置４０には図１には示されていない圧力センサにより検出されたマスタシリンダ圧力Ｐm等を示す信号が入力される。
【００４４】
尚電子制御装置４０の上述の各制御部はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ６２、操舵トルクセンサ６４、回転角度センサ６６はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクＴs、相対回転角度θreを検出する。
【００４５】
電子制御装置４０の操舵制御部は通常時には前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいてレーンキープアシスト制御（ＬＫＡ制御）とも呼ばれる走行軌跡制御を行う。即ち操舵制御部は前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて走行車線を特定し、車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtを演算し、前輪の舵角δが目標舵角δtになるよう舵角可変装置３０を制御する。
【００４６】
また電子制御装置４０の操舵制御部は前方用ＣＣＤカメラ６８により取得された車両１２の前方の画像情報に基づいて正常に走行軌跡制御を行うことができないときには、代替の走行軌跡制御を行う。代替の走行軌跡制御に於いては、操舵制御部は左側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは右側方用ＣＣＤカメラ７２により取得された車両１２の側方の画像情報に基づいて走行車線を特定する。そして操舵制御部は車両１２を走行車線に沿って走行させるための左右前輪の目標舵角δtに対応する目標ピニオン角度φtを演算し、ピニオン３６の角度が目標ピニオン角度φtになるよう舵角可変装置３０を制御する。
【００４７】
尚電子制御装置４０の操舵制御部は、通常及び代替の何れの走行軌跡制御の場合にも、走行車線に対する車両の横偏差、走行車線に対する車両のヨー角、走行車線の半径を推定し、推定されたパラメータに基づいて操舵輪の目標舵角を演算する。
【００４８】
図２は右側方用ＣＣＤカメラ７２による撮像及び白線情報の取得要領を車両の後方より見た状態にて示す説明図である。
【００４９】
図２に示されている如く、右側方用ＣＣＤカメラ７２の走行車線１０２からの高さをＨとし、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離をＤとする。また右側方用ＣＣＤカメラ７２のレンズと撮像面１０８との距離をＤcとし、撮像面１０８に於ける右側方用ＣＣＤカメラ７２の光軸１１０と白線１０６の像１１２との距離をＨcとする。これらの距離の間には図形の相似の関係から下記の式１が成立する。
Ｈc：Ｈ＝Ｄc：Ｄ  …（１）
【００５０】
上記式１より下記の式２が成立するので、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離Ｄを下記の式２に従って求めることができる。尚車両１２の左側縁と白線との水平距離も同様に求めることができる。
Ｄ＝ＤcＨ／Ｈc  …（２）
【００５１】
また図３に示されている如く、車両１２の右側縁と白線１０６との水平距離Ｄに対し右側方用ＣＣＤカメラ７２の画角が十分であれば、車両の前後長さを越える範囲について白線１０６を撮影し特定することができる。特に車両１２の前端及び後端に於ける右側縁と白線１０６との水平距離Ｄr1及びＤr2を求めることができる。また車両１２の前端及び後端に於ける左側縁と白線との水平距離Ｄl1及びＤl2も同様に求めることができる。
【００５２】
また図４に示されている如く、前方用ＣＣＤカメラ６８により撮影されその撮像情報に基づいて特定される白線を１０６fとする。白線１０６fの長さが走行車線の半径等を求めるに必要な長さよりも短い場合にも、右側方用ＣＣＤカメラ７２により撮影された撮像情報に基づいて特定される補填用の白線１０６ｓの情報にて白線の情報を補填し、白線の必要な長さを確保することができる。
【００５３】
次に図５に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンについて説明する。尚図５に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００５４】
まずステップ１００に於いては車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ２００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ１５０へ進む。尚車両が走行車線より逸脱する虞れがある場合又はＣＣＤカメラの撮像精度が低下している場合に車速を低下させて走行軌跡制御を継続する必要があると判定されてよい。
【００５５】
ステップ１５０に於いては図１には示されていないエンジンの出力を低下させ、更に必要ならば制動装置を作動させることにより、車速ＶがΔＶ低下される。この場合車速低下量ΔＶは車速Ｖが高いほど大きくなるよう、車速に応じて可変設定される。また車速低下量ΔＶは車両が走行車線より逸脱する虞れが高いほど又はＣＣＤカメラの撮像精度の低下度合が高いほど大きくなるよう可変設定されてもよい。
【００５６】
ステップ２００に於いては前回演算された走行車線の半径Ｒの大きさを走行軌跡の半径Ｒvとして、走行軌跡の半径Ｒvが予め設定された基準値以下であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ３００に於いて図６に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算され、否定判別が行われたときには制御はステップ３５０へ進む。尚車両にナビゲーション装置が搭載されている場合には、旋回半径Ｒvはナビゲーション装置により与えられる走行車線の情報に基づいて求められてもよい。
【００５７】
ステップ３５０に於いては側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytを演算する代替の軌跡制御が必要であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ４００に於いて図７に示されたフローチャートに従って前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算され、肯定判別が行われたときには制御はステップ５００へ進む。
【００５８】
ステップ５００に於いては前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ５５０に於いて車両の目標横加速度Ｇytが０に設定され、肯定判別が行われたときには制御はステップ６００へ進む。尚側方の撮像情報に基づいて側方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できるか否かの判別も行われ、否定判別が行われたときには制御がステップ５５０へ進むよう修正されてもよい。
【００５９】
ステップ６００に於いては図８に示されたフローチャートに従って前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００６０】
ステップ３００、４００、５５０又は６００が完了すると制御はステップ９００へ進み、ステップ９００に於いては図９に示されたフローチャートに従って前輪の目標舵角δtが演算されると共に、目標舵角δtに基づいて前輪の舵角δが制御される。
【００６１】
次に図６に示されたフローチャートを参照して上記ステップ３００にて実行される側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００６２】
ステップ３１０に於いては、左右の側方の撮像情報に基づいて走行車線の白線が特定され、特定された白線に基づいて左右の白線の半径Ｒsl、Ｒsrが演算される。そして半径Ｒsl及びＲsrの平均値として走行車線の半径Ｒsが演算される。尚走行車線の半径Ｒsは半径Ｒsl及びＲsrの一方に基づいて演算されてもよい。
【００６３】
ステップ３１５に於いては車両の前方基準位置及び後方基準位置をそれぞれ車両の前端及び後端として、図１９に示されている如く車両の横方向に於ける車両１２の前端及び後端の側縁と右側の白線８０Ｒとの距離Ｄr1及びＤr2が演算される。
【００６４】
ステップ３２０に於いては車両の前端と後端との距離をＬとして、右側の距離Ｄr1及びＤr2に基づいて下記の式３に従って走行車線に対する車両のヨー角ψsが演算される。
【数１】
2013069099.tif 000034
【００６５】
車両のヨー角ψsは左側の距離Ｄl1及びＤl2に基づいて下記の式４に従って演算されてもよく、また式３及び４に従って演算された値の単純平均値又は重み平均値であってもよい。
【数２】
2013069099.tif 000035
【００６６】
ステップ３２５に於いては車両の幅をＷとして、右側の距離Ｄr1、Ｄr2及び車両のヨー角ψsに基づいて下記の式５に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算され、ステップ３２５が完了すると制御はステップ３６０へ進む。目標横偏差Ｄstは車両の中央が走行車線の中央に沿って走行するために必要な車両の右側縁と走行車線の右側縁（右側白線）との目標距離又は車両の左側縁と走行車線の左側縁（左側白線）との目標距離である。
【数３】
2013069099.tif 000036
【００６７】
ステップ３６０に於いてはステップ３１０に於いて演算された走行車線の半径Ｒsと符号が同一で半径Ｒsの大きさが大きいほど大きい微小な値として車両の目標ヨー角ψstが演算される。
【００６８】
ステップ３６５に於いては車両の右側の横偏差Ｄr1及びＤr2の平均値が車両の右側の実際の横偏差Ｄsとして演算されると共に、Ｋsr、Ｋsy、Ｋshをそれぞれ予め設定された正の係数として下記の式６に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝ＫsrＲs＋Ｋsy（Ｄst−Ｄs）＋Ｋsh（ψst−ψs）  …（６）
【００６９】
ステップ３７０に於いては補正係数Ｋsが１であるか否かの判別、即ち前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfの演算モードから側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ３７５に於いて車両の目標横加速度Ｇytが側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ３８０へ進む。
【００７０】
ステップ３８０に於いては前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。この場合ステップ３１０乃至３６５と同様に前方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径、車両の横偏差、車両のヨー角、車両の目標横偏差、車両の目標ヨー角が演算され、これらに基づいて目標横加速度Ｇytfが演算される。尚目標横加速度Ｇytfは他の要領にて演算されてもよい。
【００７１】
ステップ３８５に於いてはステップ２００に於ける判別が否定判別から肯定判別へ変化した時点からの経過時間ｔfsに基づいて図１５に示されたマップより補正係数Ｋf及びＫsが演算される。図１５に示されている如く、補正係数Ｋfは経過時間ｔfsの増大につれて１から０へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔfsの増大につれて０から１へ徐々に変化し、経過時間ｔfsに関係なく補正係数Ｋf及びＫsの和は１である。
【００７２】
ステップ３９０に於いては下記の式７に従って車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
Ｇyt＝ＫfＧytf＋ＫsＧyts  …（７）
【００７３】
次に図７に示されたフローチャートを参照して上記ステップ４００にて実行される前方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００７４】
ステップ４１０に於いては、上述のステップ３８０の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。
【００７５】
ステップ４１５に於いては補正係数Ｋfが１であるか否かの判別、即ち側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsの演算モードから前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfの演算モードへの移行が完了したか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ４２０に於いて車両の目標横加速度Ｇytが前方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytfに設定され、否定判別が行われたときには制御はステップ４２５へ進む。
【００７６】
ステップ４２５に於いては、上述の３１０乃至３６５と同様に側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
【００７７】
ステップ４３０に於いてはステップ２００に於ける判別が肯定判別から否定判別へ変化した時点からの経過時間ｔsfに基づいて図１６に示されたマップより補正係数Ｋf及びＫsが演算される。図１６に示されている如く、補正係数Ｋfは経過時間ｔsfの増大につれて０から１へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔsfの増大につれて１から０へ徐々に変化し、補正係数Ｋsは経過時間ｔsfの増大につれて０から１へ徐々に変化し、経過時間ｔsfに関係なく補正係数Ｋf及びＫsの和は１である。
【００７８】
ステップ４３５に於いては上記ステップ３９０の場合と同様に式７に従って車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００７９】
次に図８に示されたフローチャートを参照して上記ステップ６００にて実行される前方及び側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇyt演算ルーチンについて説明する。
【００８０】
ステップ６１０に於いては車両の走行軌跡制御を行う上で最低限必要な長さをＬminとして、前方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線の長さＬflが必要な長さＬmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ６１５に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される左側の白線による補填が必要な長さＬslが０に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ６２０に於いて必要な長さＬslがＬmin−Ｌflに設定される。
【００８１】
ステップ６２５に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている左側の白線の長さをＬslaとして、補填が必要な長さＬslがＬsla未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ６４０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ６３０に於いて必要な長さＬslがＬslaに設定される。
【００８２】
同様にステップ６４０に於いては前方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線の長さＬfrが必要な長さＬmin未満であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ６４５に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される右側の白線による補填が必要な長さＬsrが０に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ６５０に於いて必要な長さＬsrがＬmin−Ｌfrに設定される。
【００８３】
ステップ６５５に於いては側方の撮像情報に基づいて特定されている右側の白線の長さをＬsraとして、補填が必要な長さＬsrがＬsra未満であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ６６５へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ６６０に於いて必要な長さＬsrがＬsraに設定される。
【００８４】
ステップ６６５に於いては左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填され、ステップ６７０に於いては補填後の左右の白線に基づいて上記ステップ４１０に於ける目標横加速度Ｇytfの演算と同様の要領にて前方及び側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
【００８５】
次に図９に示されたフローチャートを参照して上記ステップ９００にて実行される目標ピニオン角度φtの演算及び目標ピニオン角度φtに基づく前輪の舵角δの制御ルーチンについて説明する。
【００８６】
ステップ９１０に於いては車両の目標横加速度Ｇyt及び車速Ｖに基づいて図１７に示されたマップより走行軌跡制御の目標操舵角θlktが演算される。
【００８７】
ステップ９２０に於いては車速Ｖに基づいて図１８に於いて実線にて示されたマップより車速に基づく補正係数Ｋvが演算される。尚図１８に於いて破線は走行軌跡制御が行われない場合の車速に基づく補正係数Ｋvを示している。
【００８８】
ステップ９３０に於いては目標操舵角θlktにて補正された操舵角（θ−θlkt）に基づいて下記の式８に従って前輪の目標舵角δtに対応するピニオン３６の目標角度である目標ピニオン角度φtが演算される。
φt＝Ｋv（θ−θlkt）  …（８）
【００８９】
ステップ９４０に於いては操舵入力が与えられた場合に舵角可変装置３０が前輪を過剰に転舵し過ぎないようにするためのパラメータをΔφtとして、ピニオン角度φが最終の目標ピニオン角度φt＋Δφtになるよう舵角可変装置３０が制御され、これにより左右前輪の舵角δが目標ピニオン角度φt＋Δφtに対応する目標舵角δtに制御される。
【００９０】
かくして第一の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは７２により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。従って車両の側方が撮像されない場合に比して走行軌跡制御を正常に実行する可能性を拡張することができ、これにより精度の低下をできるだけ防止して走行軌跡制御を継続することができる。
【００９１】
尚側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続している状況に於いて、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになると、ステップ２００及び３５０に於いて否定判別が行われ、制御はステップ４００へ進むようになる。従って車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができるようになったにも拘わらず、側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が不必要に継続されることはない。
【００９２】
また側方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の長さは前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御に於いて特定される走行車線の車両前方側の長さよりも短い。しかし前方の撮像情報に基づく走行軌跡制御が中止される場合に比して確実に車両を走行車線に沿って走行させる可能性を高くすることができる。
【００９３】
また第一の実施形態によれば、補正係数Ｋf及びＫsにより、車両の目標横加速度Ｇytが前方の撮像情報に基づいて演算される制御モードと側方の撮像情報に基づいて演算される制御モードとの間で変化する際の目標横加速度Ｇytの急変を防止することができる。従って制御モードの変化に伴う目標横加速度Ｇytの急変に起因して車両の走行状態が急変することを防止することができる。尚この作用効果は後述の他の実施形態に於いても同様に得られる。
【００９４】
特に第一の実施形態によれば、ステップ３５０に於いて肯定判別が行われたときにはステップ５００の判別が行われる。そしてステップ５００に於いて前方の撮像情報に基づいて前方の走行車線の白線を予め設定された最低限の基準長さ以上特定できると判別されたときにはステップ６００が実行される。
【００９５】
図２０は車両の前方に霧の如く前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在し、撮像されるべき左右の白線１０６l及び１０６rの一部しか前方用ＣＣＤカメラ６８により撮像することができない状況を示している。図２０に於いて１０６fl及び１０６frは前方用ＣＣＤカメラ６８により撮像することができている白線を示し、１０６sl及び１０６srは側方用ＣＣＤカメラ７０及び７２により撮像されている白線を示している。
【００９６】
ステップ６００の制御により左右の白線がそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線にて補填される。即ち白線１０６sl及び１０６srのうちそれぞれ必要な長さＬsl及びＬsrの白線１０６sls及び１０６srsにて左右の白線が補填される。従って前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在する場合にも走行軌跡制御を中止することなく継続することができる。尚この作用効果は後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
【００９７】
また前方用ＣＣＤカメラ６８による撮影を阻害する障害物１１０が存在し、代替の走行軌跡制御は必要であるが、ステップ５００に於いて否定判別が行われたときには、ステップ６００が実行されることなく走行軌跡制御が中止される。よって前方の撮像情報に基づいて特定される白線の長さが必要な長さＬmin未満であるときには、走行軌跡制御が中止される。従って側方用ＣＣＤカメラ７０及び７２により撮像されている白線の情報による補填が行われても正常な走行軌跡制御を継続することができない状況に於いて走行軌跡制御が継続されることを防止することができる。尚この作用効果も後述の第二乃至第四の実施形態に於いても同様に得られる。
【００９８】
また第一の実施形態によれば、ステップ３００に於いて側方の撮像情報に基づいて特定される走行車線の半径Ｒs、車両の横偏差Ｄs、車両のヨー角ψs、車両の目標横偏差Ｄst、車両の目標ヨー角ψstが演算され、これらに基づいて目標横加速度Ｇytが演算される。従って例えば走行車線の半径Ｒsが考慮されない場合や車両の横偏差Ｄs及び目標横偏差Ｄstに基づいて目標横加速度Ｇytが演算される場合に比して、車両の姿勢を良好な姿勢に維持しつつ車両を好ましく走行車線に沿って走行させることができる。尚この作用効果は後述の第二の実施形態に於いても同様に得られる。
［第二の実施形態］
【００９９】
図１０は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第二の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図１０に於いて図６に示されたステップと同一のステップには図６に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。このことは後述の他の実施形態についても同様である。
【０１００】
この第二の実施形態に於いては、ステップ３３０乃至３４５は上述の第一の実施形態とは異なる要領にて実行されるが、ステップ３６０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１０１】
特にステップ３３０に於いては図２１に示されている如く現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の右側縁と走行車線の右側の側縁との距離Ｄr(t)及び車両の前端の左側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。
【０１０２】
ステップ３３５に於いては時間的に相前後する三つの時刻ｔ＝０、t-n、t（nは正の定数）について、図２１に示されている如く直交座標に於ける点Ｐの座標が演算される。尚直交座標は車両の走行開始時又は車両が直進走行状態より旋回走行状態へ移行する際に車両の前方基準位置を原点とし、車両の横方向をＸ軸とし、車両の前方をＹ軸として設定される。
【０１０３】
例えばβを車両のスリップ角とし、演算開始時の車両の前方基準位置の座標（Ｘ0，Ｙ0）として、下記の式９及び１０に従って各時間に於ける車両の前方基準位置（車両の中央）の座標（Ｘt，Ｙt）が演算される。また演算開始時に於ける直交座標に於ける車両１２前後方向の線１１２の傾斜角をψin0として、下記の式１１に従って現在の時刻t=tに於ける直交座標に於ける車両１２の前後方向の線１１２の傾斜角ψintが演算される。
【数４】
2013069099.tif 000037
【数５】
2013069099.tif 000038
【０１０４】
尚車両のスリップ角βは例えば以下の如く演算されてよい。まず車両の横加速度Ｇyと車速Ｖ及び車両のヨーレートγの積Ｖ・γtとの偏差Ｇy−Ｖ・γとして横加速度の偏差、即ち車両の横すべり加速度Ｖydが演算される。また横すべり加速度Ｖydが積分されることにより車体の横すべり速度Ｖyが演算され、車体の前後速度Ｖx（＝車速Ｖ）に対する車体の横すべり速度Ｖyの比Ｖyt／Ｖxとして車両のスリップ角βが演算される。
【０１０５】
更に図２０に示されている如く時間的に相前後する三つの時刻について、車両の前方基準位置（車両の中央）の座標（Ｘt，Ｙt）、傾斜角ψint及び車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の右側の側縁の点Ｐとの距離Ｄr(０)、Ｄr(t-n)、Ｄr(t)に基づいて点Ｐの座標が演算される。
【０１０６】
更に時間的に相前後する三つの時刻に於ける点Ｐの上記三つの座標（Ｘp(0)，Ｙp(0)）、（Ｘp(t-n)，Ｙp(t-n)）、（Ｘp(t)，Ｙp(t)）の値が下記の式１２に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Ｒsが演算される。
（Ｘt−Ａ）２＋（Ｙt−Ｂ）２＝Ｒs２  …（１２）
【０１０７】
ステップ３４０に於いては現在の時刻t=tに於ける点Ｐを通る右側の白線８０Ｒに対する接線１１４が求められ、前後方向の線１１２と接線１１４とがなす角度（直交座標に於ける傾きの差）として車両のヨー角ψtが演算される。
【０１０８】
尚時間的に相前後する三つの時刻ｔ＝０、t-n、tに於ける車両のヨー角ψtをそれぞれψ(0)、ψ(t-n)、ψ(t)とすると、三つの時刻ｔ＝０、t-n、tに於ける点Ｐの上記三つの座標（Ｘp(0)，Ｙp(0)）、（Ｘp(t-n)，Ｙp(t-n)）、（Ｘp(t)，Ｙp(t)）の値は下記の式１３乃至１８により表される。
【数６】
2013069099.tif 000039
【０１０９】
ステップ３４５に於いては現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)に基づいて、下記の式１９に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。
【数７】
2013069099.tif 000040
【０１１０】
かくして第二の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、側方用ＣＣＤカメラ７０若しくは７２により取得される側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１１１】
特に第二の実施形態によれば、横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)は車両の前方の基準位置のみに於ける横方向の距離であってよく、前方及び後方の両方の基準位置に於ける横方向の距離を求める必要がない。
【０１１２】
尚上述の実施形態に於いては、点Ｐの上記三つの座標（Ｘ(0)，Ｙ(0)）、（Ｘ(t-n)，Ｙ(t-n)）、（Ｘ(t)，Ｙ(t)）の値が下記の式１２に代入されることにより連立方程式が設定される。そしてその連立方程式が解かれることにより走行車線の半径Ｒsが演算される。しかし左側の白線８０Ｌ上の点Ｑの三つの座標に基づいて走行車線の半径Ｒsが演算されてもよい。また点Ｐの上記三つの座標に基づく走行車線の半径Ｒsrと点Ｑの三つの座標に基づく走行車線の半径Ｒslとの単純平均値又は重み平均値として走行車線の半径Ｒsが演算されてもよい。
【０１１３】
また上述の実施形態に於いては、点Ｐを通る右側の白線８０Ｒに対する接線１１４が求められ、前後方向の線１１２と接線１１４とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算される。しかし点Ｑを通る左側の白線８０Ｌに対する接線１１６が求められ、前後方向の線１１２と接線１１６とがなす角度として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。また接線１１４に基づく車両のヨー角ψtrと接線１１６に基づく車両のヨー角ψtlとの単純平均値又は重み平均値として車両のヨー角ψtが演算されてもよい。
［第三の実施形態］
【０１１４】
図１１は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第三の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図１１に於いて、図１０に示されたステップと同一のステップには図１０に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【０１１５】
この第三の実施形態に於いては、ステップ３３０乃至３４０は上述の第二の実施形態と同様に実行されるが、ステップ３４５及び３６５に代えてそれぞれステップ３５０及び３６５ａが実行される。またステップ３６０、３７０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１１６】
ステップ３５０に於いては図２２に示されている如く現在の時刻ｔ＝tについて車両の横方向に於ける車両の前端の側縁と走行車線の左側の側縁との距離Ｄl(t)が演算される。また車両のヨー角ψt及び左右の横方向の距離Ｄl(t)、Ｄr(t)に基づいて、上記式１９と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄrst及びＤlstが演算される。更に下記の式２０に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。
Ｄst＝（Ｄrst＋Ｄlst）／２  …（２０）
【０１１７】
ステップ３６５ａに於いては下記の式２１に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝Ｋsy（Ｄst−Ｄs）  …（２１）
【０１１８】
かくして第三の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Ｒsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１１９】
尚上述の実施形態に於いては、車両のヨー角が考慮されることなく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。しかし後述の第四の実施形態の場合と同様に車両の目標横加速度Ｇytsは下記の式２４に従って演算されてもよい。
［第四の実施形態］
【０１２０】
図１２は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第四の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【０１２１】
この第四の実施形態に於いては、ステップ３１０は実行されず、ステップ３２５及び３６５に代えてそれぞれステップ３５５及び３６５ｂが実行される。またステップ３６０、３７０乃至３９０は上述の第一の実施形態と同様に実行される。
【０１２２】
ステップ３５５に於いては左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２が使用される場合には、第二の実施形態の式１９と同一の式に従って走行車線の中央を基準とする車両の目標横偏差Ｄstが演算される。また右側方用ＣＣＤカメラ７２のみが使用される場合には、ΔＸrを下記の式２２により表される値として、下記の式２３に従って車両の目標横偏差Ｄstが演算される。尚右側方用ＣＣＤカメラ７２のみが使用される場合も同様である。尚Ｘrは走行車線の幅であり、予め一意に設定される。
【数８】
2013069099.tif 000041
【０１２３】
またステップ３６５ｂに於いては下記の式２４に従って側方の撮像情報に基づく車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。
Ｇyts＝Ｋsy（Ｄst−Ｄs）＋Ｋsh（ψst−ψs）  …（２４）
【０１２４】
かくして第四の実施形態によれば、第三の実施形態の場合と同様に、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、走行車線の半径Ｒsの演算を要することなく側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができる。
【０１２５】
特に第四の実施形態によれば、側方の撮像情報は左側又は右側の何れか一方でもよいので、左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２の一方が撮像不能になっても走行軌跡制御を継続することができる。
［第五の実施形態］
【０１２６】
図１３は本発明による車両の走行軌跡制御装置の第五の実施形態に於ける走行軌跡制御のメインルーチンの要部を示すフローチャート、図１４は第五の実施形態に於ける側方の撮像情報に基づく目標横加速度Ｇytsの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【０１２７】
この第五の実施形態に於いては、ステップ１００乃至５５０は上述の第一の実施形態の場合と同様に実行されるが、ステップ５００に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ７００へ進む。
【０１２８】
ステップ７００に於いては図６に示されたフローチャートのステップ３８０及び図７に示されたフローチャートのステップ４１０の場合と同様に前方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytfが演算される。
【０１２９】
ステップ７５０に於いては図１４に示されたフローチャートに従って側方の撮像情報に基づいて車両の目標横加速度Ｇytsが演算される。尚図１４に示されたフローチャートのステップ３１０乃至３６５は上述の第一の実施形態について図６に示されたフローチャートのステップ３１０乃至３６５と同一である。
【０１３０】
ステップ８００に於いては車速Ｖ、走行車線の半径Ｒs、走行車線の勾配に基づいて運転者の前方注視距離Ｌvが推定されると共に、前方用ＣＣＤカメラにより車両の前方の白線を認識可能な距離Ｌfdが求められる。そして前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には補正係数Ｋdが大きくなり、逆に前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には補正係数Ｋdが小さくなるよう、０より大きく且つ１より小さい値として補正係数Ｋdが演算される。
【０１３１】
ステップ８５０に於いては下記の式２５に従って補正係数Ｋdに基づく目標横加速度Ｇytf及びＧytsの線形和として車両の目標横加速度Ｇytが演算される。
Ｇyt＝（１−Ｋd）Ｇytf＋ＫdＧyts  …（２５）
【０１３２】
かくして第五の実施形態によれば、車両の前方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を正常に行うことができないときにも、前方及び側方の撮像情報に基づいて走行軌跡制御を継続することができるときには、走行軌跡制御を継続することができる。
【０１３３】
特に第五の実施形態によれば、ステップ８００に於いて補正係数Ｋｄが演算され、車両の目標横加速度Ｇytは式２５に従って補正係数Ｋdに基づく目標横加速度Ｇytf及びＧytsの線形和として演算される。そして補正係数Ｋｄは前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には補正係数Ｋdが大きくなり、逆に前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には補正係数Ｋdが小さくなるよう可変設定される。
【０１３４】
従って前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが長い場合には前方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続し、前方注視距離Ｌvに比して距離Ｌfdが短い場合には側方の撮像情報の寄与度合を高くして走行軌跡制御を継続することができる。よって補正係数Ｋdが可変設定されない場合に比して前方注視距離Ｌv及び距離Ｌfdの大小関係に応じて適切に走行軌跡制御を継続することができる。
【０１３５】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１３６】
例えば上述の各実施形態に於いては、撮像手段は前方用ＣＣＤカメラ６８と左側方用ＣＣＤカメラ７０及び右側方用ＣＣＤカメラ７２とを含んでいる。しかし撮像手段は撮像方向及び撮像角度の少なくとも一方を変更する一つ又は二つの撮像装置であってもよい。
【０１３７】
また上述の各実施形態に於いては、車両の前方及び後方の基準位置は車両の前端及び後端である。しかし前方及び後方の基準位置の少なくとも一方が車両の前端と後端との間の位置に設定されてもよく、また前方の基準位置が車両の前端よりも前方に設定されてもよく、後方の基準位置が車両の後端よりも後方に設定されてもよい。
【０１３８】
また上述の各実施形態に於いては、ステップ５００に於いて否定判別が行われたときには制御はステップ５５０へ進み、走行軌跡制御が中止されるようになっている。しかし夜間走行時や濃霧状況での走行時に於いてステップ５００に於いて否定判別が行われたときには、前照灯やフォグランプの照射方向を変更して、ステップ５００の判定が再度実行されてもよい。
【０１３９】
また上述の第一乃至第三の実施形態に於いては、車両の目標横偏差の基準は走行車線の中央であるが、走行車線の右側又は左側の側縁であってもよく、また例えば旋回内側の側縁になるよう走行車線の湾曲方向によって可変設定されてもよい。
【０１４０】
また上述の第一乃至第四の実施形態に於いて、ステップ５００及び６００が省略されてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013069099.tif 000042
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2013069099.tif 000043
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2013069099.tif 000044
【国際調査報告】
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