(57)【要約】【課題】カーブ出口で逸脱を適切に防止できる逸脱防止装置を提供すること。【解決手段】自車両周囲の撮影画像を解析して車線区分標示を認識する車線区分標示認識手段１２と、自車両が前記車線区分標示を逸脱することを検出する逸脱検出手段２１と、前記逸脱検出手段が逸脱を検出した場合、逸脱を抑制する第１の目標走行ラインと、前記第１の目標走行ラインを走行して逸脱抑制された自車両の向きを修正する第２の目標走行ラインとを含む目標走行ラインを作成する目標走行ライン作成手段２２と、を有し、前記逸脱検出手段が検出した逸脱方向と前記車線区分標示の湾曲方向に応じて、前記目標走行ライン作成手段は、前記第１の目標走行ライン又は前記第２の目標走行ラインのいずれかを直線同等に設定する、ことを特徴とする。【選択図】図３
2015003566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両周囲の撮影画像を解析して車線区分標示を認識する車線区分標示認識手段と、
自車両が前記車線区分標示を逸脱することを検出する逸脱検出手段と、
前記逸脱検出手段が逸脱を検出した場合、逸脱を抑制する第１の目標走行ライン、及び、前記第１の目標走行ラインを走行して逸脱抑制された自車両の向きを修正する第２の目標走行ラインを含む目標走行ラインを作成する目標走行ライン作成手段と、を有し、
前記逸脱検出手段が検出した逸脱方向と前記車線区分標示の湾曲方向に応じて、前記目標走行ライン作成手段は、前記第１の目標走行ライン又は前記第２の目標走行ラインのいずれかを直線同等に設定する、ことを特徴とする逸脱防止装置。
【請求項２】
前記逸脱検出手段がカーブ外側への逸脱を検出した場合、前記目標走行ライン作成手段は、前記第１の目標走行ラインを直線同等に設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の逸脱防止装置。
【請求項３】
前記逸脱検出手段がカーブ内側への逸脱を検出した場合、前記目標走行ライン作成手段は、前記第２の目標走行ラインを直線同等に設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の逸脱防止装置。
【請求項４】
前記逸脱検出手段がカーブ外側への逸脱を検出した場合、前記目標走行ライン作成手段は、前記第２の目標走行ラインを直線同等に設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の逸脱防止装置。
【請求項５】
前記車線区分標示認識手段は、車線区分標示を認識することで車線区分標示の曲率を算出し、
前記逸脱検出手段がカーブ外側への逸脱を検出した場合、前記目標走行ライン作成手段は、直線同等の前記第１の目標走行ラインの向きを、前記曲率の円の接線方向に設定する、ことを特徴とする請求項２記載の逸脱防止装置。
【請求項６】
前記逸脱検出手段がカーブ内側への逸脱を検出した場合、前記目標走行ライン作成手段は、直線同等の前記第２の目標走行ラインの向きを、前記第１の目標走行ラインを走行した後の車両の車両前後方向の軸線方向に設定する、
ことを特徴とする請求項３記載の逸脱防止装置。
【請求項７】
自車両周囲の撮影画像を解析して車線区分標示を認識する車線区分標示認識手段と、
自車両が前記車線区分標示を逸脱することを検出する逸脱検出手段と、
前記逸脱検出手段が逸脱を検出した場合、逸脱を抑制する第１の目標走行ライン、及び、前記第１の目標走行ラインを走行して逸脱抑制された自車両の向きを修正する第２の目標走行ラインを含む目標走行ラインを作成する目標走行ライン作成手段と、
前記目標走行ラインを走行するための制御出力を算出する制御出力算出手段と、
前記第１の目標走行ラインを走行するための前記制御出力に応じて、前記第２の目標走行ラインを走行するための前記制御出力を決定する制御出力指示手段と、
を有することを特徴とする逸脱防止装置。
【請求項８】
前記逸脱検出手段がカーブ外側への逸脱を検出した場合、前記制御出力指示手段は、前記第２の目標走行ラインが直進同等となる前記制御出力を決定する、
ことを特徴とする請求項７記載の逸脱防止装置。
【請求項９】
前記目標走行ラインを走行するための制御出力を算出する制御出力算出手段を有し、
前記制御出力算出手段は、前記目標走行ラインを走行するための目標ステアリングトルクを算出するか、又は、前記目標走行ラインを走行するヨーモーメントを生成する目標車輪制動圧を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の逸脱防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の走行レーンから自車両が逸脱することを防止する逸脱防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の走行レーンから自車両が逸脱することを防止する逸脱防止装置が知られている。逸脱防止装置は、逸脱傾向が検出されると車両に逸脱方向とは反対方向に操舵トルクを与えたり、車輪を制動してヨーモーメントを付与することで、車両が走行レーンから逸脱することを防止する。
【０００３】
逸脱防止装置が作動しやすい走行状況として、車両がカーブを走行している場合が挙げられる。そこで、従来から、カーブの走行中に走行レーンからの逸脱を防止する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、カーブの内側方向に逸脱する傾向が検出された場合、自車両へのヨーモーメントの付与を抑制する車線逸脱防止装置が開示されている。こうすることで、カーブの内側に沿って走行する傾向がある運転者に違和感を与えたり、自車両がカーブの外側方向に向いてしまうことを抑制することを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の逸脱防止装置のようにヨーモーメントの付与を抑制したり、逸脱が予測されると車両に逸脱方向とは反対方向に逸脱抑制するだけでは、カーブの出口で逸脱を抑制できない場合があるという問題がある。
【０００６】
図１は、カーブの出口における逸脱防止について説明する図の一例である。走行中の車両は前方を含む周囲の車線を認識する際に車線の曲率を算出している。曲率は算出によるばらつきが比較的大きいため、逸脱防止装置はローパスフィルターを通して制御に用いる曲率を決定する。したがって、逸脱防止装置が制御に用いる曲率は過去の値である。曲率が大きく変化しない場合は不都合は少ないが、曲率が変化していく過程では制御に用いる曲率と車両が走行する道路の曲率が異なる状況が生じうる。
【０００７】
このため、カーブの出口において逸脱傾向が検出された場合、逸脱防止装置はカーブが終わりかけていても、過去のカーブの曲率に基づき道路形状を判断し、逸脱傾向が検出された時の一定の曲率に基づき逸脱抑制の制御を行う。この結果、以下のような不都合が生じる。
【０００８】
図１では、点線がカーブ外側への逸脱傾向が検出された時の一定曲率の道路形状を表している。実際の道路形状（実線）よりも曲率が大きくなっている。逸脱防止装置は、逸脱傾向が検出された場合、矢印線のように、走行レーンの中央方向に逸脱抑制制御を行う。しかし、逸脱傾向が検出された時の一定曲率に基づいて目標トレースラインを作成しているので、逸脱方向とは逆方向に逸脱を発生させるおそれがある。
【０００９】
また、図２のようにカーブ内側への逸脱傾向が検出された場合も、逸脱が発生するおそれがある。図２では、カーブ内側への逸脱傾向が検出されており、一度、車両は走行レーンの中央方向に逸脱抑制される。しかし、逸脱防止装置は逸脱傾向が検出された時に検出した道路の一定曲率に基づき目標トレースラインを作成しているので、逸脱方向と同じ方向に逸脱を発生させるおそれがある。
【００１０】
このように、カーブ出口において、外側逸脱が検出された場合は逸脱抑制するために逸脱方向とは反対方向に逸脱するおそれがあり、内側逸脱が検出された場合は逸脱抑制した場合でも逸脱方向と同じ方向に逸脱するおそれがあるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、カーブ出口で逸脱を適切に防止できる逸脱防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、自車両周囲の撮影画像を解析して車線区分標示を認識する車線区分標示認識手段と、自車両が前記車線区分標示を逸脱することを検出する逸脱検出手段と、前記逸脱検出手段が逸脱を検出した場合、逸脱を抑制する第１の目標走行ラインと、前記第１の目標走行ラインを走行して逸脱抑制された自車両の向きを修正する第２の目標走行ラインとを含む目標走行ラインを作成する目標走行ライン作成手段と、を有し、前記逸脱検出手段が検出した逸脱方向と前記車線区分標示の湾曲方向に応じて、前記目標走行ライン作成手段は、前記第１の目標走行ライン又は前記第２の目標走行ラインのいずれかを直線同等に設定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
カーブ出口で逸脱を適切に防止できる逸脱防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】カーブの出口における逸脱防止について説明する図の一例である。
【図２】カーブ内側への逸脱傾向が検出された場合のカーブの出口における逸脱防止について説明する図の一例である。
【図３】車線逸脱防止装置によるカーブ出口における逸脱防止について説明する図の一例である。
【図４】車線逸脱防止装置の概略構成図の一例である。
【図５】制御部の機能ブロック図の一例である。
【図６】白線認識装置による道路情報の算出について説明する図の一例である。
【図７】外側逸脱の場合の第１ライン、第２ラインを説明する図の一例である。
【図８】内側逸脱の場合の第１ライン、第２ラインを説明する図の一例である。
【図９】外側逸脱の場合の目標トレースラインについて説明する図の一例である。
【図１０】内側逸脱の場合の目標トレースラインについて説明する図の一例である。
【図１１】車線逸脱防止装置の動作手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１２】制御部の機能ブロック図の一例である。
【図１３】外側逸脱時、内側逸脱時の第１ラインと第２ラインの目標ステアリングトルクを示す図の一例である。
【図１４】外側逸脱時に直線同等とされた第２ラインを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図３は、本実施形態の車線逸脱防止装置によるカーブ出口における逸脱防止について説明する図の一例である。本実施形態では、逸脱傾向検出時に、第１ラインと第２ラインの２つのラインを含む目標トレースラインを設定する。
第１ライン：カーブ出口において逸脱抑制するための目標トレースライン
第２ライン：逸脱抑制後の車両の向きを修正するための目標トレースライン
図３（ａ）はカーブ出口におけるカーブ外側逸脱時の逸脱抑制について説明する図の一例である。カーブ外側への逸脱時、本実施形態の車線逸脱防止装置は、第１ラインを直線同等に設定する。直線とされた第１ラインは、逸脱傾向の検出時に検出された曲率に基づく走行ラインと向きが異なる。したがって、外側逸脱時に、従来の第１ライン（点線）よりも、カーブ出口で車両が逸脱するおそれを低減できる。
【００１７】
図３（ｂ）はカーブ出口におけるカーブ内側逸脱時の逸脱抑制について説明する図の一例である。カーブ内側への逸脱時、車線逸脱防止装置は第１ラインで逸脱抑制した後、第２ラインを直線同等に設定する。第１ラインは従来の逸脱抑制と同様の目標トレースラインだが、直線同等とされた逸脱抑制後の第２ラインは、逸脱傾向の検出時に検出された曲率に基づく走行ラインと向きが異なる。したがって、内側逸脱時に、従来の第２ライン（点線）よりも、カーブ出口で車両が逸脱するおそれを低減できる。
【００１８】
このように、第１ラインと第２ラインが設定可能な目標トレースラインにおいて、カーブ出口で外側逸脱が検出された場合には第１ラインを、内側逸脱が検出された場合には第２ラインを、それぞれ直線同等とすることで、カーブ出口の逸脱を抑制できる。また、直線同等のラインを目標トレースラインとするので、車両挙動を安定させることができる。
【００１９】
なおカーブとは形状が曲線や弧線に湾曲した道路形状をいうが、曲率が一定である必要はなく、また曲線が直線と接続されていたり曲線の一部に直線が含まれていたりしてもよい。
【００２０】
〔構成例〕
図４は、車線逸脱防止装置の概略構成図の一例を示す。車線逸脱防止装置１００は、制御部１５により制御される。車線逸脱防止装置１００は、前方カメラ１１、白線認識装置１２、車輪速センサ１３、ナビゲーション装置１４、操舵アクチュエータ１６、及び、ブレーキアクチュエータ１７を有している。
【００２１】
前方カメラ１１は、主に自車両前方の所定範囲を含む自車両周囲を撮影する単眼又は複眼のカメラである。カメラの光電変換素子はＣＣＤ、ＣＭＯＳなどである。前方カメラ１１は、自車両前方を撮影して得られた画像データを白線認識装置１２に出力する。自車両前方の撮影は所定のフレーム速度（例えば、毎秒３０〜６０フレーム）で周期的に行われる。
【００２２】
白線認識装置１２は、各画像データから車線区分標示を認識し、道路情報を算出する。車線区分標示とは、走行レーンを区分する路面標示をいう。車線区分標示は、例えば白色などの路面とは識別可能なペイントが道路に沿って線状に塗布されることで形成された線状の標示物である。また、道路法規や国によって黄色やオレンジなどの有彩色で形成された白線も存在する。また、車線区分標示には、線状に形成されたものだけでなく、所定長毎にペイントの非形成部を設けた点線や破線も含まれる。さらに、ペイントではなく、米国などのボッツドッツのような立体物で走行レーンを区分する場合、このような立体物も車線区分標示である。また、キャッツアイやランプのように光を発するものを道路に沿って配置することで走行レーンを区分する場合、これらも車線区分標示である。
【００２３】
また、道路情報には、自車両の走行レーンの方向と自車両の前後方向軸（後述する軸線Ｃ）とのなす角（ヨー角）φ、走行レーンの中央から車両中央までの横変位Ｘ、及び、走行車線の曲率βが含まれる。白線認識装置１２は、各画像データから算出した道路情報を制御部１５に出力する。
【００２４】
車輪速センサ１３は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲのそれぞれの車輪速度を検出する。制御部１５は、各車輪の車輪速度のうち、従動輪の２つの車輪速度の平均を車両の速度として採用する。
【００２５】
ナビゲーション装置１４は、例えばＧＮＳＳ（global navigation satellite system）で自車位置を検出し、道路地図上の走行位置を特定する。例えば、ナビゲーション装置１４により、カーブに接近していること、カーブを走行中、カーブ出口が近いことなどを検出可能である。
【００２６】
操舵アクチュエータ１６はステアリングシャフト１８を回転駆動する電気モータである。ステアリングシャフト１８には操舵トルクセンサが配置されており、運転者の操舵方向にアシストトルクを加える操舵支援を行う。また、操舵アクチュエータ１６は、目標トレースラインに応じて指示されるステアリングトルクでステアリングシャフト１８を回転駆動する。これにより、逸脱抑制のためのステアリングトルクで操舵できる。
【００２７】
ブレーキアクチュエータ１７には、各車輪を独立に制動するホイルシリンダ１９（以下、ホイルシリンダＦＬ〜ＲＲという）が接続されている。ブレーキアクチュエータ１７は各輪毎に制動油圧を独立に制御するため、制動流体の流路に配置されたソレノイドバルブの開度を調整してホイルシリンダＦＬ〜ＲＲのホイルシリンダ圧を制御する。これにより、車体に任意のヨーモーメントを与えることができる。適切なヨーモーメントを与えることで逸脱抑制することができる。
【００２８】
制御部１５は１つ又は複数の電子制御ユニットであり、主にマイコン１５２、入力回路１５１及び出力回路１５３を備える。マイコン１５２のＣＰＵはプログラムを実行することで、道路情報に基づき目標ステアリングトルクを作成し操舵アクチュエータ１６を制御する。また、道路情報に基づき制動油圧を作成しブレーキアクチュエータ１７を制御する。
【００２９】
〔制御部の機能例〕
図５（ａ）は、制御部１５の機能ブロック図の一例を示す。制御部１５には、道路情報と車速が入力され、制御部１５は目標ステアリングトルクを操舵アクチュエータ１６に出力する。
【００３０】
制御部１５は、逸脱判定部２１、目標トレースライン作成部２２、目標横加速度演算部２３、及び、目標ステアリングトルク演算部２４を有する。それぞれに機能については後述するが、逸脱判定部２１は、車両が走行レーンから逸脱するか否か判定する。目標トレースライン作成部２２は、逸脱すると判定された場合に、逸脱を抑制するための目標トレースライン（第１ライン、第２ライン）を作成する。目標横加速度演算部２３は、逸脱すると判定された場合、目標トレースラインを車両が走行するように車両の横方向の加速度である目標横加速度を算出する。目標ステアリングトルク演算部２４は、目標横加速度に基づき目標ステアリングトルクを演算する。
【００３１】
また、図５（ｂ）に示すように、逸脱抑制のための制御は、内輪と外輪の一方を制動することで生じるヨーモーメントにより行うことができる。このような制御は、電動パワーステアリングシステムを不要とするのでコスト減をもたらす。また、電動パワーステアリングシステムが搭載される場合でも、操舵アクチュエータ１６が大きなトルクを付与する必要が無くなるので、車重や発熱が増大することを抑制できる。図５（ｂ）の目標制動圧演算部２５は、目標横加速度に基づき目標制動トルクを演算する。
【００３２】
なお、制御部１５は目標ステアリングトルク演算部２４と目標制動圧演算部２５の両方を有していてもよい。これにより、逸脱抑制の制御量をステアリングトルクとヨーモーメントに分割して制御することができる。
【００３３】
＜道路情報の算出例＞
車線逸脱防止装置１００には、主に、走行レーンを維持して走行するように運転者の操舵を支援するＬＫＡ(Lane Keeping Assist)と、走行レーンからの逸脱が検出された場合に動作するＬＤＷ(Lane Departure Warning)とがある。ＬＫＡでは、定常的に、目標とする走行線（走行車線中央）からの横変位やヨー角などに応じてステアリングトルクや制動力を支援し、逸脱傾向が検出された場合には逸脱抑制するためのステアリングトルクやヨーモーメントにより逸脱抑制する。ＬＤＷでは、走行レーンからの逸脱傾向が検出された場合に、逸脱抑制するためのステアリングトルクやヨーモーメントにより逸脱抑制する。
【００３４】
したがって、ＬＫＡとＬＤＷのいずれも、逸脱傾向が検出された場合に逸脱抑制する点では同じであるため、本実施形態の逸脱抑制を好適に適用できる。以下では、主にＬＤＷを例にして説明する。
【００３５】
図６は、白線認識装置１２による道路情報の算出について説明する図の一例である。白線認識装置１２は、画像データの上下方向の所定間隔毎に、水平方向に輝度情報を走査する。これにより、水平方向の所定以上の強度のエッジを検出する。所定間隔とは例えば、実空間において５ｍ〜１０ｍ間隔となる間隔である。車線区分標示がある画素は、１本の車線区分標示毎に左右の両端でエッジ（左からだと立ち上がりのエッジと立ち下がりのエッジ）が検出される。
【００３６】
図６のように最も手前の走査位置ではP11とP12、及び、P13とP14が検出される。この１対のエッジ（P11とP12）の中心P1が左側の車線区分標示の位置であり、１対のエッジ（P13とP14）の中心P2が右側の車線区分標示の位置である。
【００３７】
前方カメラ１１の焦点距離などは明らかなので、車線区分標示の位置P1〜P10の実空間における位置も算出できる。例えば前方カメラ１１の設置位置を原点Oとし、自車の前後方向の軸線Ｃに平行にｙ軸、及び、軸線Ｃに垂直な方向にｘ軸を設定する。
【００３８】
次に、左側の車線区分標示の位置P1,3,5と、右側の車線区分標示の位置P2,4,6,にカーブフィッティングを施して、それぞれの車線区分標示の曲率βを求める。車線区分標示が円の一部であると仮定すると、位置P1,3,5,7,9は円上の点になるので、Ｘ座標（Ｘｃ）とＹ座標（Ｙｃ）を用いて最小二乗法で円にカーブフィッティングする。最小二乗法で用いる関数ｆは、例えば円を表す関数でよく以下のようになる。ａは円の中心のＸ座標、ｂはＹ座標である。
ｆ＝｛（Ｘｃ−ａ）2＋（Ｙｃ−ｂ）2｝1/2）
円の中心から車線区分標示までの距離が円の半径なのでその逆数が曲率βである。位置P2,4,6,8,10についても同様に曲率を求めることができる。
【００３９】
最小二乗法を用いる関数は円の関数である必要はなく、曲線の関数を採用してもよい。また、最小二乗法を用いるのでなく、ハフ変換して円のパラメータ（中心、半径、曲率）を算出してもよい。
【００４０】
走行レーンの走行車線中央は、位置P1〜P10の中点Pc1〜Pc5として決定してもよいし、カーブフィッティングにより求めた２つの同心円から求めてもよい。また、完全な中点である必要はなく、中点よりやや右寄り又は左寄りなどを走行線としてもよい。ＬＫＡにおいては、走行車線中央が、車両が走行時に目標とする走行線となる。
【００４１】
ｘ軸方向における走行車線中央と自車位置（原点O）との距離が横変位Ｘとなる。また、軸線Ｃと目標とする走行線のなす角がヨー角φである。白線認識装置１２は、このようにして得られた横変位Ｘ、ヨー角φ及び曲率βを道路情報として制御部１５に出力する。
【００４２】
なお、道路情報は左方向を正とする。すなわち、横変位Ｘは、走行車線中央から左方にずれているときに正値であり、ヨーレートφは軸線Ｃが目標トレースラインよりも左方向を向いている場合に正値である。曲率は左カーブの場合に正値とする。
【００４３】
曲率は、車線区分標示の認識精度やカーブフィッティングなどに起因して比較的ばらつきが大きい。このため、白線認識装置１２はローパスフィルターに通してから曲率を算出する。ローパスフィルターは例えば過去の数個の平均値を算出するフィルター、新しい曲率ほど大きな重みづけをするフィルターなどである。
【００４４】
カーブフィッティングで求めた車線区分標示の形状と実際の車線区分標示の形状はほぼ一致するが、カーブの出口などでは、クロソイド曲線でカーブから直線につながるため徐々に曲率が変化する。このため、ローパスフィルターの作用により、カーブの出口では車両がこれから走行する道路の実際の曲率よりも大きな曲率（絶対値）が算出される。
【００４５】
＜逸脱判定＞
逸脱判定部２１は、車両が走行レーンを逸脱するか否かを判定する。逸脱判定には、車両の横変位Ｘが走行レーンの右又は左の車線区分標示と一致するまでの逸脱予測時間が用いられる。白線認識装置１２は、周期的に横変位Ｘを算出しているので、ｘ軸方向の移動速度Ｖｘが明らかになっている。幅員をＤとすると、逸脱予測時間は下式で求めることができる。
【００４６】
なお、逸脱予測時間は、車両の横変位Ｘが近い方の車線区分標示に接近している場合に、接近している車線区分標示に対し算出される。
・進行方向右の車線区分標示に接近している場合（Ｘ，Ｖｘ＜０）
逸脱予測時間＝（Ｄ／２−｜Ｘ｜）／｜Ｖｘ｜
・進行方向左の車線区分標示に接近している場合（Ｘ，Ｖｘ＞０）
逸脱予測時間＝（Ｄ／２−Ｘ）／Ｖｘ
逸脱判定部２１は、逸脱予測時間が閾値以下になると逸脱傾向があることを検出する。これにより、後述する逸脱抑制のための目標トレースラインが作成される。逸脱傾向を検出するための閾値は例えば０．５〜２秒などであるが、車速に応じて閾値を動的に決定してもよい。閾値によるが、車両や運転者が逸脱回避行動するまでの時間的な遅れを考慮すると、逸脱傾向が検出されることは逸脱が検出されたとみなすことができる。
【００４７】
また、車両のいずれかの部位が車両区分標示上に移動した時に、逸脱傾向を検出してもよい。車両のいずれかの部位とは、中心（原点Ｏ）、車体の左端（左側の車線区分標示を逸脱する場合）、車体の右端（右側の車線区分標示を逸脱する場合）、左車輪（左側の車線区分標示を逸脱する場合）、右車輪（右側の車線区分標示を逸脱する場合）などである。
【００４８】
＜逸脱方向の判定＞
作成する目標トレースラインは、カーブ出口で外側逸脱する場合と内側逸脱する場合とで異なる。このため、逸脱判定部２１は外側逸脱か内側逸脱かを判定する。目標トレースライン作成部２２が逸脱方向を判定してもよい。
【００４９】
車両の逸脱方向とカーブの方向（道路の湾曲方向）が反対の場合、車両はカーブの外側に逸脱すると判定する。車両の逸脱方向とカーブの方向が同じ場合、車両はカーブの内側に逸脱すると判定する。車両の逸脱方向は横変位Ｘの正負に基づき、正値なら左方向、負値なら右方向である。また、カーブの方向は、いくつか判定方法があり、現在のステアリングシャフト１８の回転方向、横Ｇの方向、曲率βを求めた円の中心座標、ナビゲーション装置からの情報、又は、路車間通信などから判定することができる。
【００５０】
＜目標トレースライン＞
目標トレースライン作成部２２は、逸脱判定部２１が逸脱すると判定した場合、目標トレースラインを作成する。目標トレースラインには、逸脱抑制のための第１ラインと、逸脱抑制後の車両の向きを修正する第２ラインがある。第３ライン以降があってもよいが本実施形態では説明を省略する。
【００５１】
まず、本実施形態が前提とする技術（必ずしも従来技術という位置づけではない）の第１ラインと第２ラインについて説明する。
【００５２】
図７（ａ）は外側逸脱の場合の第１ラインを説明する図の一例である。外側への逸脱傾向が検出された場合、逸脱を抑制する目標トレースラインは、曲率βで認識されている外側の車線区分標示（点線）よりも内側を走行するラインとなる。具体的には、少なくとも外側の車線区分標示と同程度の向きであり、好ましくは外側の車線区分標示（点線）よりもやや内側のラインとすることができる。外側の車線区分標示の形状は、エッジの位置P2,4,6,8,10に基づき白線認識装置１２により検出された曲率により求められている。
【００５３】
外側の車線区分標示（点線）よりもやや内側のラインを目標トレースラインとするため、車線区分標示の曲率βよりも曲率が大きい（半径が小さい）第１ラインを設定する。したがって、第１ラインの曲率β'は例えば以下のように算出する。Δβは曲率の増大分であり、例えば曲率の１０〜３０％のように決定する。
第１ラインの曲率β'＝曲率β＋Δβ
よって、逸脱傾向が検出された車両の原点Oを通過する曲率β'（左旋回なので正値）の曲線が目標トレースラインの第1ラインとなる。横変位Ｘは目標トレースラインに対する原点Ｏの変位量であり、ヨー角φは目標トレースラインと軸線Ｃとのなす角である。この目標トレースラインに沿って走行すれば、逸脱を抑制することができる。
【００５４】
図７（ｂ）は外側逸脱の場合の第２ラインを説明する図の一例である。逸脱が抑制された車両の向きは第１ラインにより外側の車線区分標示の曲率よりも内側を向いているため、そのままでは内側の車線区分標示を逸脱するおそれがある（車両の向きを修正する必要がある）。そこで、第１ラインを目標トレースラインとする車両の向きを外側に修正する第２ラインを設定する。
【００５５】
第２ラインは、第１ラインよりも向きが外側に修正され（曲率が小さくなり）、かつ、外側の車線区分標示よりも内側を走行するラインとなる。
第２ラインの曲率β''＝曲率β'−（Δβ／ｎ）
ｎは１より大きい実数である。つまり、ΔＢ未満の範囲で曲率β'に接近する方向に修正する。
【００５６】
このように第１ラインと第２ラインを決定することで、逸脱傾向が検出された直後は、逸脱を抑制するためにヨー角を大きく内側に変更して、逸脱抑制後は車線区分標示の曲率に近づくように向きを修正できる。
【００５７】
図８（ａ）は内側逸脱の場合の第１ラインを説明する図の一例である。内側への逸脱傾向が検出された場合、逸脱を抑制する目標トレースラインは、曲率βで認識されている内側の車線区分標示（点線）よりも外側を走行するラインとなる。具体的には、簡単な方法としては、曲率の正負を逆にすれば（図の場合、左旋回を右旋回に変更する）車線区分標示（点線）の形状よりも外側を目標トレースラインとすることができる。曲率βの絶対値が大きければその分、目標トレースラインを大きく変更することになる。また、車線区分標示（点線）とのヨー角φだけ外側に向きを変更する曲線を第１ラインとしてもよい。
【００５８】
しかしながら、急激な操舵方向の変更は車両挙動を不安定にするため、軸線Ｃと設定される第１ラインのヨー角φが閾値を超えないように第１ラインが設定される。
第１ラインの曲率β'＝−１×曲率β（ただし、φ≦閾値）
よって、逸脱傾向が検出された車両の原点Oを通過する曲率β'（右旋回なので負値）の曲線が目標トレースラインの第1ラインとなる。横変位Ｘは目標トレースラインに対する原点Ｏの変位量であり、ヨー角φは目標トレースラインと軸線Ｃとのなす角である。この目標トレースラインに沿って走行すれば、逸脱を抑制することができる。
【００５９】
図８（ｂ）は内側逸脱の場合の第２ラインを説明する図の一例である。逸脱が抑制された車両の向きは第１ラインにより内側の車線区分標示（点線）よりも外側を向いているため、そのままでは外側の車線区分標示を逸脱するおそれがある（車両の向きを修正する必要がある）。そこで、第１ラインを目標トレースラインとする車両の向きを、内側に修正する第２ラインを設定する。
【００６０】
第２ラインは、第１ラインよりも向きが内側に修正された走行ラインとなる。具体的には曲率β'（絶対値）を少し小さくすることで、曲率を緩やかにすることができる。Δβについては上記と同じである。
第２ラインの曲率β''＝曲率β'（負値）＋Δβ（正値）
なお、第１ライン、第２ラインの設定方法は一例であって、第１ラインは逸脱抑制という目的を果たすラインであればよく、第２ラインは向きの修正という目的を果たすラインであればよい。
【００６１】
・本実地形態の目標トレースラインについて  
以上のように、第1ラインと第２ラインを作成しても、外側逸脱の場合、逸脱傾向の検出時に算出された車線区分標示（点線）の曲率の影響を受け、内側に逸脱するおそれが残る。また、内側逸脱の場合、第１ラインから修正された第２ラインが内側を向きやすく、逸脱傾向の検出時に算出された車線区分標示（点線）の曲率の影響を受け内側の車線区分標示を逸脱するおそれが残る。
【００６２】
そこで、本実施形態では、カーブ出口において第１ライン又は第２ラインを直線同等とすることで、これらの不都合を抑制する。
【００６３】
・外側逸脱の場合
図９は、外側逸脱の場合の目標トレースラインについて説明する図の一例である。
外側逸脱が検出された場合、目標トレースライン作成部２２は、第１ラインを直線同等とする目標トレースラインを作成する。
【００６４】
直線の起点は、逸脱傾向が検出された時の車両の原点Oである。直線の方向はいくつかの決定方法がある。
(i)   逸脱傾向が検出された時の車線区分標示（点線）の接線方向
(ii)   (i) の接線方向を内側に修正した方向
(iii)  軸線Cの方向を内側に修正した方向
図７に示したように、カーブの出口で作成された第１ライン（と第２ライン）の方向は、逸脱傾向の検出時に算出された車線区分標示（点線）の向きと近いため、カーブの内側に再度、逸脱するおそれがあったが、第１ラインを直線同等に設定することで逸脱を抑制できる。
【００６５】
・内側逸脱の場合
図１０は、内側逸脱の場合の目標トレースラインについて説明する図の一例である。
内側逸脱が検出された場合、目標トレースライン作成部２２は、第２ラインを直線同等とする。
【００６６】
直線の起点は、例えば、第１ラインを所定時間、走行した時点の車両の原点Oである。直線の方向はいくつかの決定方法がある。
(i)   第１ラインを所定時間、走行した時点の車両の軸線Ｃの方向
(ii)  (i)の方向を進行方向左又は右に所定角度修正した方向
図８に示したように、カーブの出口で作成された第２ラインの方向は、第１ラインの方向又は第２ラインの修正量によっては内側を向くおそれがあり、また、車両が内側の車線区分標示の近くを走行しているため、再度、逸脱するおそれがあったが、第２ラインを直線同等に設定することで逸脱を抑制できる。
【００６７】
なお、直線同等とは、直線そのもの又は厳密には曲線であるが直線と見なせる（曲率がほぼゼロ、半径が極めて大きい）線である。具体的にはステアリング操舵角又は舵角が中立な状態で車両は直線で走行する。  
外側逸脱時に作成された第１ライン又は内側逸脱時に作成された第２ラインは、再度、逸脱判定されるまで維持されるか、運転者が所定値以上のステアリングトルクで操舵することにより解除される。
【００６８】
＜目標横加速度の演算＞
目標横加速度演算部２３は、目標トレースラインを走行するための目標横加速度を出力する。目標横加速度演算部２３は、目標トレースラインと目標トレースラインに対する道路情報を用いて目標加速度を演算する。Ｇ１をフィードフォワード演算子（ゲイン）、Ｇ２をフィードバック演算子、Ｇ３をフィードバック演算子として、目標横加速度は例えば以下のように算出される。
目標横加速度Ｇｘ＝G１・Ｖ２・β＋G２・φ＋Ｇ３・Ｘ
なお、このような算出方法は一例であって、例えば横変位Ｘとヨー角φだけから算出してもよいし、ヨー角φのフィードバック項に速度を含めてもよい。また、単純に、ヨー角φと横変位Ｘに目標横加速度Ｇｘを対応づけたマップから読み出してもよい。
【００６９】
なお、ＬＫＡの場合、目標横加速度演算部２３は、走行車線中央の走行線を走行するための目標横加速度を出力するが、本実施形態では説明を省略する。
【００７０】
＜目標ステアリングトルクの演算＞
目標ステアリングトルク演算部２４は、目標横加速度と車速から目標ステアリングトルクを演算する。
【００７１】
具体的には、車速に応じてゲインＫを決定し、ゲインＫと目標横加速度とに基づいて、下式により目標ステアリングトルクを算出する。
目標ステアリングトルクＳＴ＝Ｋ・Ｇｘ
ゲインＫは、目標トレースラインをトレースするために必要なステアリングトルクが車速に応じて異なることを考慮して定められた車速の関数である。これにより、低速では確実に操舵し、高速で車両挙動が不安定なることを防止できる。
【００７２】
目標ステアリングトルク演算部２４は、目標ステアリングトルクを操舵アクチュエータ１６に出力する。これにより、車両は目標トレースラインをトレースするように走行できる。
【００７３】
＜目標制動トルクの演算＞
図５（ｂ）の構成でヨーモーメントにより逸脱抑制する場合について説明する。目標制動圧演算部２５は、目標横加速度と車速から目標制動トルクを演算する。具体的には、目標横加速度に基づいて、前輪の目標シリンダ圧差ΔＰｆと後輪の目標シリンダ圧差ΔＰｒを算出する。
ΔＰｆ＝２・Ｃｆ・（目標横加速度−Ｔｈ）／Ｔｒ
ΔＰｒ＝２・Ｃｒ・目標横加速度／Ｔｒ
Ｔｒはトレッド長、Ｃｆ，Ｃｒは、横加速度をホイルシリンダ圧に換算する場合の換算係数である。また、Ｔｈは前輪の目標シリンダ圧差ΔＰｆを後輪よりも小さくするための定数である。
【００７４】
外側逸脱の場合は、外輪（左カーブの場合は左側）の前輪の目標ホイルシリンダ圧を内輪の前輪の目標ホイルシリンダ圧よりもΔＰｆ大きくし、外輪の後輪の目標ホイルシリンダ圧を内輪の後輪の目標ホイルシリンダ圧よりもΔＰｒ大きくする。これにより、内向きのヨーモーメントが発生し逸脱を抑制できる。
【００７５】
また、内側逸脱の場合は、外輪（左カーブの場合は右側）の前輪の目標ホイルシリンダ圧を内側の前輪の目標ホイルシリンダ圧よりもΔＰｆ大きくし、外輪の後輪の目標ホイルシリンダ圧を内側の後輪の目標ホイルシリンダ圧よりもΔＰｒ大きくする。これにより、外向きのヨーモーメントが発生し逸脱を抑制できる。
【００７６】
〔動作手順〕
図１１は、車線逸脱防止装置１００の動作手順を示すフローチャート図の一例である。
【００７７】
逸脱判定部２１は、逸脱予測時間などに基づき逸脱するか否か定期的に判定する（Ｓ１０）。逸脱傾向が検出されない場合、逸脱判定を繰り返す。
【００７８】
逸脱傾向が検出された場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、逸脱判定部２１はカーブに対し外側逸脱か否かを判定する（Ｓ２０）。なお、逸脱傾向が検出された場合、カーブ走行中であるか否を判定してもよく、カーブ走行中の場合、さらにカーブの出口を走行しているか否かを判定してもよい。
【００７９】
外側逸脱の場合（Ｓ２０Ｙｅｓ）、目標トレースライン作成部２２は第１ラインを直線同等とする目標トレースラインを作成する（Ｓ３０）。
【００８０】
外側逸脱でない場合（Ｓ２０Ｎｏ）、内側逸脱なので、目標トレースライン作成部２２は第２ラインを直線同等とする目標トレースラインを作成する（Ｓ４０）。
【００８１】
以上説明したように、カーブ出口で外側逸脱が検出された場合には第１ラインを、内側逸脱が検出された場合には第２ラインを、それぞれ直線同等とすることで、カーブ出口の逸脱を抑制できる。
【実施例２】
【００８２】
実施例１では、第２ラインは逸脱抑制後の車両の向きを修正するものと説明した。本実施例では、第２ラインを求めることなく、第２ラインの目標ステアリングトルクを固定することで、第１ラインによる車両の向きを修正し、かつ、車両挙動を安定化させる車線逸脱防止装置について説明する。
【００８３】
図１２は、制御部１５の機能ブロック図の一例を示す。本実施例において、図５において同一の符号を付した構成要素は同様の機能を果たすので、主に本実施例の主要な構成要素についてのみ説明する場合がある。
【００８４】
図１２の目標トレースライン作成部２２は第１ラインのみを作成する。また、図１２の制御部１５は出力演算部２６を有している。出力演算部２６は、第２ラインの目標ステアリングトルクを、第１ラインの目標ステアリングトルクに応じて決定する。すなわち、第２ラインの目標ステアリングトルクは、第１ラインのステアリングトルクによって自動的に決定される（第１ラインのステアリングトルクにより固定される）。
【００８５】
図１３（ａ）は外側逸脱時の第１ラインと第２ラインの目標ステアリングトルクを、図１３(ｂ)は内側逸脱時の第１ラインと第２ラインの目標ステアリングトルクを、それぞれ示す図の一例である。いずれも左カーブとする。
【００８６】
図７に示したように、外側逸脱時は外側の車線区分標示（点線）よりも内側に第１ラインが設定されるので、正の目標ステアリングトルクが出力される。第２ラインの目標ステアリングトルクは、第１ラインの目標ステアリングトルクよりも小さい逆向きのトルクである。したがって、例えば、以下のように決定される。
第２ラインの目標ステアリングトルク＝−P×第１ラインの目標ステアリングトルク
Pは１未満の値で例えば０．１〜０．９などように予め定められている。したがって、第２ラインの目標ステアリングトルクを、第１ラインの目標ステアリングトルクと逆向きの３０〜９０％の大きさに決定でき、逸脱抑制後の車両の向きを修正することができる。
【００８７】
Pの大きさは固定である必要はなく、第１ラインの目標ステアリングトルクの大きさや車速に応じて決定してもよい。例えば、第１ラインの目標ステアリングトルクが大きいほどPを大きくすることで、第１ラインによるヨーレートが大きいほど第１ラインを大きく修正できる。
【００８８】
ステアリングトルクでなくヨーモーメントで逸脱抑制する場合も同様に、第１ラインの目標制動トルクに基づき、第２ラインのΔＰｆ、ΔＰｒを算出する。
【００８９】
第２ラインが第１ラインの制御出力によって固定されるので、第２ラインをトレースするように走行するよりも車両挙動を安定させやすくなる。
【００９０】
本実施例によれば、第１ラインで逸脱抑制した後、第２ラインの目標ステアリングトルクを固定することで、第２ラインを求める必要なく第１ラインによる車両の向きを修正し、かつ、車両挙動を安定化させることができる。
【実施例３】
【００９１】
実施例２では、第１ラインの目標ステアリングトルクから第２ラインの目標ステアリングトルクを決定した。本実施例では、第２ラインの目標ステアリングトルクを直進走行するためのステアリングトルクに決定する車線逸脱防止装置について説明する。機能ブロック図は実施例２と同様である。
【００９２】
実施例１では、外側逸脱時の第１ライン、及び、内側逸脱時の第２ラインを直線同等とした。しかし、外側逸脱時に第２ラインを直線同等とすることも有効である。そこで、本実施例では、外側逸脱時の第１ラインを直線とすることなく、第２ラインを直線とする。これにより、第１ラインによる逸脱抑制後の車両の向きを修正するとともに、外側逸脱時の車両挙動を安定させやすくなる。また、直線同等なので、逸脱傾向検出時に検出された曲率による影響を受けにくいため、再度の逸脱を抑制できる。
【００９３】
図１４は外側逸脱時に直線同等とされた第２ラインを模式的に示す図である。第１ラインにより逸脱抑制され、車体の向きが外側の車線区分標示（点線）よりも内側を向いている。この状態で第２ラインを直線同等とすることで、車両挙動を安定化させると共に、再度、内側の車線区分標示を逸脱することを抑制できる。
【００９４】
第２ラインの直線の向きは、実施例２で説明したように第１ラインの目標ステアリングトルクにより決定される。第２ラインで車両が直線同等で走行するための第２ラインの目標ステアリングトルクは、例えば以下のように算出される。
・予め、ステアリング操舵角と操舵方向を中立状態に戻すために必要な目標ステアリングトルクとを対応づけたマップを用意しておき、出力演算部２６が第２ラインに切り替える時点の操舵角に対応づけられた目標ステアリングトルクを読み出す。この目標ステアリングトルクで操舵すれば車両が直線同等で走行する。
・中立状態に対する正方向のステアリングトルク又は負方向のステアリングトルクをそれぞれ積算して保持しておく。第２ラインに切り替える時点で正側のステアリングトルクが蓄積されていれば、ステアリングトルクをゼロにする負値のトルクを第２ラインの目標ステアリングトルクに決定する。第２ラインに切り替える時点で負側のステアリングトルクが蓄積されていれば、ステアリングトルクをゼロにする正値のトルクを第２ラインの目標ステアリングトルクに決定する。
【００９５】
本実施例によれば、外側逸脱時の第２ラインを直線同等とすることで、再度の逸脱を抑制し、かつ、車両挙動を安定化しやすくなる。
【００９６】
なお、実施例１において外側逸脱時に第２ラインの目標トレースラインを直線同等としてもよい。この場合の直線の向きは、例えば、第１ラインを所定時間、走行した時点の車両の軸線Ｃの方向を進行方向右に所定角度修正した方向である。また、本実施例において、内側逸脱時に第２ラインの目標ステアリングトルクを、第１ラインの目標ステアリングトルクに基づき直線同等なるように決定してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１１    前方カメラ
１２    白線認識装置
１５    制御部
１６    制御アクチュエータ
１７    ブレーキアクチュエータ
１８    ステアリングシャフト
２１    逸脱判定部
２２    目標トレースライン作成部
２３    目標横加速度演算部
２４    目標ステアリングトルク演算部
２５    目標制動圧演算部
１００  車線逸脱防止装置
【図１】
2015003566.tif 000003
【図２】
2015003566.tif 000004
【図３】
2015003566.tif 000005
【図４】
2015003566.tif 000006
【図５】
2015003566.tif 000007
【図６】
2015003566.tif 000008
【図７】
2015003566.tif 000009
【図８】
2015003566.tif 000010
【図９】
2015003566.tif 000011
【図１０】
2015003566.tif 000012
【図１１】
2015003566.tif 000013
【図１２】
2015003566.tif 000014
【図１３】
2015003566.tif 000015
【図１４】
2015003566.tif 000016