(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行車線に対するずれ量に関する値を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出されたずれ量に関する値が所定値より大きくなったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、
前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、
前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする車両用警報装置。
【請求項２】
更に、前記車両の走行車線の路面摩擦係数を入手する入手手段を備え、
前記制御手段は、前記入手手段によって入手した路面摩擦係数が小さいときほど、前記所定値を小さな値に補正することを特徴とする請求項１記載の車両用警報装置。
【請求項３】
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態が所定の状態となったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、
前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、
前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする車両用警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用警報装置に関し、例えば代表的な車両である自動車に搭載して好適な警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、代表的な車両である自動車においては、ドライバに報知したい所定の状態が発生したときに、そのことを警報する装置が提案されており、このような警報装置の一例として、例えば特開平１１−３４７７４号には、走行車線からの逸脱をドライバに未然に報知すべく、自動車のステアリング機構に設けたアクチュエータによって当該ステアリング機構を振動させ、これによって発生するステアリングホイールの振動により、ドライバに危険を報知する警報装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライバは、走行車線から自車両が逸脱しない状況においても、ステアリングホイールを介した触覚として、走行中の路面の状態（凹凸やわだち等）によって発生する振動を常に感じているので、走行中の路面の状態によっては、現在走行中の路面状態に起因するステアリングホイールの振動と、警報として発生させたステアリング機構の振動とを識別することが困難な場合が想定される。
【０００４】
そこで本発明は、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて適切に調整する車両用警報装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両用警報装置は、以下の構成を特徴とする。
【０００６】
即ち、車両の走行車線に対するずれ量に関する値を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段により検出されたずれ量に関する値が所定値より大きくなったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする。
また、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段により検出された走行状態が所定の状態となったときに、その旨をドライバに報知すべく、前記車両のステアリング機構を振動させる警報手段と、前記警報手段が作動していない状態における前記ステアリング機構の振動レベルを検出するステアリング振動検出手段と、前記警報手段によって前記ステアリング機構を振動させる際の振動レベルを、前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルに基づいて設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め定めた基準振動レベルと前記ステアリング振動検出手段によって検出された振動レベルとの差分が予め定めた閾値以下である場合は、前記基準振動レベルに予め定めた補正量を加算した振動レベルを設定し、前記差分が前記閾値を超える場合は、前記基準振動レベルを設定することを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記車両の走行車線の路面摩擦係数を入手する入手手段を更に備え、前記制御手段は、前記入手手段によって入手した路面摩擦係数が小さいときほど、前記所定値を小さな値に補正すると良い。
【００１０】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて適切に調整する車両用警報装置の提供が実現する。
【００１１】
即ち、請求項１及び請求項３の発明によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動を、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて、振動レベルを変更することによって適切に調整することができるので、ドライバは、現在走行中の路面状態によってステアリング機構に発生した振動と、警報としてのステアリング機構の振動とを容易に判別することができるようになる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、路面摩擦係数μが小さな走行車線が滑り易い状態のときには、路面摩擦係数μが大きなときと比較して、前記ステアリング機構を振動させることによる警報が早めに実行されるので、ドライバによる急な回避操作を未然に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用警報装置を、代表的な車両である自動車に適用した時として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る車両用警報装置を搭載した自動車の全体構成を示す図である。
【００１５】
同図において、２は、自車両（車両１００）の前方を撮影するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラである。３は、自車速Ｖを検出する車速センサである。４は、車両１００の４つの車輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサである。６は、ドライバによるステアリングホイールの操舵トルク（操舵反力）を検出する操舵トルクセンサである。７は、車両１００の操舵角度を検出する操舵角センサである。尚、これらのセンサ自体は現在では一般的であるため、本実施形態における詳細な説明は省略する。
【００１６】
そして、制御ユニット１は、これらのセンサの検出結果に基づいて、後述する如くステアリングアクチュエータ１０を駆動することにより、ドライバに対する警報の一態様として、車両１００のステアリング機構に振動を発生させる。
【００１７】
次に、図１に示す各センサの検出結果を利用して制御ユニット１が行うステアリングアクチュエータ１０の制御処理について、図３を参照して説明する。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットにて行われる制御処理を説明するブロック図であり、制御ユニット１に設けられた不図示のマイクロコンピュータが、予め格納された制御プログラムを実行することによって実現する機能を概説する図である。
【００１９】
同図において、まず、ＣＣＤカメラ２による撮影画像に基づいて現在走行中の車線の区分線（例えば白線）を一般的な画像処理によって検出すると共に、その検出した区分線に基づいて算出した現在の目標軌跡（例えば、走行中の車線中央を結ぶ軌跡）ＴＲに対する自車両の横位置偏差（即ち、コースずれ）ｄｙ０、ヨー角φを検出し、前方注視点ｙ１における目標軌跡ＴＲの変化分ΔＹを推定する。尚、これらの値の求め方自体は現在では一般的であるため、詳細な説明は省略する。
【００２０】
そして、前方注視点ｙ１における横位置偏差の予測値（将来横偏差）ｄｙ１を算出する。例えば、図３に示すように、車両１００の目標軌跡ＴＲに対する自車両の横位置偏差ｄｙ０がＹ軸上に載るように、当該目標軌跡ＴＲの軌跡上（車線中央）にローカル座標系Ｘ−Ｙを設定した場合において、予測値ｄｙ１は、以下に示す式により算出することができる。
【００２１】
ｄｙ１＝ΔＹ＋（ｄｙ０＋φ×Ｌ），
但し、上記の式において、φは自車両のヨー角であり、前方注視距離Ｌ＝自車速Ｖ×ｔ（ｔは前方注視点ｙ１に自車両１００が到達するまでの所要時間（車頭時間）である。
【００２２】
次に、前方注視点ｙ１に自車両１００が到達した時点における車線幅Ｗの走行車線を区画する車線（白線）までの距離ＤＬは、以下に示す式により算出することができる。
【００２３】
ＤＬ＝Ｗ／２−｜ｄｙ１｜，
そして、ステアリングアクチュエータ１０を駆動することによる警報は、算出した距離ＤＬが車線逸脱判定のためのしきい値Ａより小さいときに行う。このしきい値Ａは、４つの車輪速センサ４によりそれぞれ検出される車輪の回転速度の差分に基づいて一般的な方法によって算出した路面摩擦計数μに応じて、路面摩擦計数μが小さいときにはしきい値Ａを大きく、路面摩擦計数μが大きなときにはしきい値Ａを小さく変更する（図６参照）。また、警報の停止は、上記の距離ＤＬがしきい値Ａより大きくなり、車線逸脱判定の条件から外れた場合、或いは車線逸脱を回避可能な方向に操舵が行われた場合（操舵角センサ７により検出した操舵角度が車線逸脱を回避可能な方向にしきい値ｄより大きく増加した場合）に行う。
【００２４】
また、本実施形態において、上記の如くステアリングアクチュエータ１０を駆動するに際して、車両１００のステアリング機構を振動させる振動制御の態様は、ステアリング機構に発生させる振動の大きさを変更する制御と、その振動の周波数を変更する制御からなる。即ち、振動の大きさを変更する制御は、ステアリングアクチュエータ１０に対する制御量（当該アクチュエータが電動モータの場合には制御トルク）Ｔを調整することにより実現し、一方、振動周波数を変更する制御は、算出した制御量Ｔをステアリングアクチュエータ１０に対して出力する制御信号のパルスレートの変更や制御ゲインを変更する周期の調整等により実現すれば良い。
【００２５】
これらの振動及びその周波数を制御する具体的な手順としては、基準となる通常走行時（一般的な舗装道路を走行中）の振動制御レベルＴ０、振動周波数ｆ０を予め記憶しておき、現在走行中の道路における車両１００のステアリング機構の振動レベルＴ１ｐｐ及び振動周波数ｆ１を操舵トルクセンサ６によって検出し、｜Ｔ０−Ｔ１ｐｐ｜の算出値が制御量調整のためのしきい値ｃより小さいときにはステアリングアクチュエータ１０に対する制御量を大きくすると共に、｜ｆ０−ｆ１｜が振動周波数調整のためのしきい値ｂより小さいときには、ｆ０とｆ１との大小関係に応じて、発生させる振動周波数を大きくまたは小さく変更する。
【００２６】
このような制御を行うことにより、ドライバは、現在走行中の路面状態によってステアリング機構に発生した振動と、警報としてのステアリング機構の振動とを容易に判別することができるようになる。
【００２７】
次に、上述した警報機能を実現すべく、制御ユニット１の不図示のマイクロコンピュータが実行する制御処理の手順を、図４乃至図６を参照して説明する。
【００２８】
図４及び図５は、本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートであり、例えば車両１００のイグニッションキースイッチがオンに操作されることにより開始される。
【００２９】
同図において、ステップＳ１：図１及び図２に示した各センサによる検出結果を更新する。
【００３０】
ステップＳ２〜ステップＳ４：上述した予測値ｄｙ１を算出に使用すべく、前方注視距離Ｌを推定すると共に、横位置偏差ｄｙ０及びヨー角φを算出する。
【００３１】
ステップＳ５：ＣＣＤカメラ２による撮影画像に基づいて現在走行中の車線の区分線（例えば白線）を一般的な画像処理によって検出すると共に、その検出した区分線に基づいて目標軌跡ＴＲを算出する。
【００３２】
ステップＳ６，ステップＳ７：上述した計算式により、将来横偏差ｄｙ１を算出する（ステップＳ６）と共に、前方注視点ｙ１に自車両１００が到達した時点における車線（白線）までの距離ＤＬを算出する（ステップＳ７）。
【００３３】
ステップＳ８：４つの車輪速センサ４によりそれぞれ検出された車輪の回転速度の差分に基づいて、一般的な手順により路面摩擦計数μを算出する。
【００３４】
ステップＳ９：ステップＳ８にて算出した路面摩擦計数μに応じて図１０に示すルックアップテーブルを参照することにより、車線逸脱判定のためのしきい値Ａを設定する。
【００３５】
ステップＳ１０：距離ＤＬがしきい値Ａより小さいかを判断し、この判断でＹＥＳ（ＤＬ≦Ａ）のときにはステップＳ１１に進み、ＮＯ（ＤＬ＞Ａ）のときには車線逸脱を報知する警報は必要無いのでリターンする。
【００３６】
ステップＳ１１〜ステップＳ１３：警報動作を実行中であるか否かを表わす内部フラグＳＴＲ＿ＦＧ（０で実行中、１で停止中）が”１”に設定されているかを判断し、その判断でＮＯ（当該ＦＬ＝０）のときには既に警報動作を実行中のためそのままステップＳ１４に進む。一方、ステップＳ１１の判断でＹＥＳ（当該ＦＬ＝１）のときには、操舵角センサ７により検出した現在の操舵角θを、警報停止のための基準操舵角θ０として設定し（ステップＳ１２）、当該ＦＬを”０”に設定する。
【００３７】
ステップＳ１４，ステップＳ１５：操舵トルクセンサ６によって検出したステアリング反力ノイズ（振動周波数）ｆ１と、メモリ内に予め記憶している通常走行時の振動周波数ｆ０との差分｜ｆ０−ｆ１｜が、振動周波数調整のためのしきい値ｂより小さいかを判断し、この判断でＮＯ（｜ｆ０−ｆ１｜＞ｂ）のときにはステップＳ１８に進み、ＹＥＳ（｜ｆ０−ｆ１｜≦ｂ）のときには、ｆ０とｆ１との大小関係を比較し（ステップＳ１５）し、この判断でｆ０＜ｆ１のときにはステップＳ１６に進み、ｆ０≧ｆ１のときにはステップＳ１７に進む。
【００３８】
ステップＳ１６：現在の振動周波数ｆ１が振動周波数ｆ０より大きいので、警報実行時の周波数ｆを、現在の振動周波数ｆ１より所定の補正量α（α＞ｂ）だけ小さい周波数に設定する。
【００３９】
ステップＳ１７：現在の振動周波数ｆ１が振動周波数ｆ０より小さいので、警報実行時の周波数ｆを、現在の振動周波数ｆ１より所定の補正量α（α＞ｂ）だけ大きな周波数に設定する。
【００４０】
ステップＳ１８：現在の振動周波数ｆ１と振動周波数ｆ０との差分がしきい値ｂより大きいため、現在走行中の路面状態によって発生したステアリング機構の振動周波数と、警報としてのステアリング機構の振動周波数とをドライバが混同する可能性は低いと判断できるので、予めメモリに記憶している振動周波数ｆ０を、警報実行時の周波数ｆとして設定する。
【００４１】
ステップＳ１９〜ステップＳ２１：操舵トルクセンサ６によって検出したステアリング振動ノイズ（振動レベル）Ｔ１ｐｐと、メモリ内に予め記憶されている通常走行時の振動制御レベルＴ０との差分｜Ｔ０−Ｔ１ｐｐ｜が、振動レベル調整のためのしきい値ｃより小さいかを判断する。そして、この判断でＹＥＳ（｜Ｔ０−Ｔ１ｐｐ｜≦ｃ）のときには、ステアリングアクチュエータ１０に対する制御トルクＴを、基準となる振動制御レベルＴ０より所定の補正量βだけ大きな値に設定し（ステップＳ２０）、ＮＯ（｜Ｔ０−Ｔ１ｐｐ｜＞ｃ）のときには、現在走行中の路面状態によって発生したステアリング機構の振動の大きさと、警報としてのステアリング機構の振動の大きさとをドライバが混同する可能性は低いと判断できるので、ステアリングアクチュエータ１０に対する制御トルクＴを、予めメモリに記憶されている振動制御レベルＴ０に設定する。
【００４２】
ステップＳ２２：ステップＳ６にて算出した将来横偏差ｄｙ１が０より大きいかを判断することにより、車両１００が右車線に逸脱する可能性があるかを判断する。
【００４３】
ステップＳ２３〜ステップＳ２６：ステップＳ２２において右車線に逸脱する可能性がある（ｄｙ１＞０）と判断されたので、その右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたかを判断すべく、ステップＳ２３では、操舵角センサ７により検出された操舵角の変化量（操舵量）からステップＳ１２にて設定した基準操舵角θ０を引いた差分が、しきい値ｄより小さいかを判断する（但し、右方向への舵角を正、左方向への操舵を負とする）。この判断でＹＥＳ（θ−θ０≦ｄ）のときには、当該右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたと判断することができるので、警報動作を停止すると共に、内部フラグＳＴＲ＿ＦＧを”１”に設定し（ステップＳ２４）、リターンする。一方、ステップＳ２３の判断で、ＮＯ（θ−θ０＜ｄ）のときには、当該右車線への逸脱を回避可能な操舵が行われていないと判断することができるので、ステップＳ１６乃至ステップＳ１８にて設定した振動周波数ｆ、並びにステップＳ２０またはステップＳ２１にて設定した制御トルクＴにて警報動作を行うことを決定し（ステップＳ２５）、それらの値によってステアリングアクチュエータ１０を駆動し（ステップＳ２６）、リターンする。
【００４４】
ステップＳ２７〜ステップＳ３０：ステップＳ２２において左車線に逸脱する可能性がある（ｄｙ１≦０）と判断されたので、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたかを判断すべく、ステップＳ２７では、操舵角センサ７により検出された操舵角の変化量（操舵量）からステップＳ１２にて設定した基準操舵角θ０を引いた差分が、しきい値ｄより大きいかを判断する。この判断でＹＥＳ（θ−θ０≧ｄ）のときには、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われたと判断することができるので警報動作を停止すると共に、内部フラグＳＴＲ＿ＦＧを”１”に設定し（ステップＳ２８）、リターンする。
【００４５】
一方、ステップＳ２７の判断で、ＮＯ（θ−θ０＞ｄ）のときには、当該左車線への逸脱を回避可能な操舵が行われていないと判断することができるので、ステップＳ１６乃至ステップＳ１８にて設定した振動周波数ｆ、並びにステップＳ２０またはステップＳ２１にて設定した制御トルクＴにて警報動作を行うことを決定し（ステップＳ２９）、それらの値によってステアリングアクチュエータ１０を駆動し（ステップＳ３０）、リターンする。
【００４６】
このように、上述した本実施形態によれば、警報としてステアリング機構に発生させる振動の振動周波数ｆ及び／または制御トルクＴの大きさを、そのステアリング機構に外部から伝わる振動に応じて、その外部から伝わる振動とは異なる振動態様をステアリング機構にて発生させるように適切に調整することができる。これにより、ドライバは、現在走行中の路面状態に起因して発生したステアリング機構の振動がステアリングホイールに伝達しても、警報としてステアリング機構に発生させた振動を容易に判別することができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、路面摩擦係数μが小さいときには、大きなときと比較して車線逸脱警報が早めに報知するので、滑り易い路面における急な回避操作を未然に防止することができる。
【００４８】
尚、上述した本実施形態においては、本実施形態に係る警報装置を、走行車線からの逸脱防止を警報する装置として構成したが、この装置構成に限られるものではなく、例えば、車両前方に存在する障害物に関する警報装置、或いは車両後側方に位置する他車両等に関する警報装置として構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両用警報装置を搭載した自動車の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットにて行われる制御処理を説明するブロック図である。
【図３】車両１００の車線逸脱を防止する警報のために算出すべき値を説明する図である。
【図４】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る車両用警報装置の制御ユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図６】路面摩擦計数μに応じて車線逸脱判定のためのしきい値Ａを変更する際に使用するルックアップテーブルを例示する図である。
【符号の説明】
１：制御ユニット，
２：ＣＣＤカメラ，
３：車速センサ，
４：車輪速センサ，
６：操舵トルクセンサ，
７：操舵角センサ，
１０：ステアリングアクチュエータ，
１００：車両，
【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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