(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逸脱判定手段により車両が走行路から逸脱傾向にあると判定された場合、車線逸脱対応手段によりドライバーに対し逸脱回避操作を促す警報を与えたり逸脱回避方向に修正操舵を与える車線逸脱対応装置において、
操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、
操舵角速度が設定閾値以上になって操舵角速度条件が成立すると、操舵角速度条件の成立から、少なくとも外乱に対応するための一時的な操作による操舵角を定常走行を保つ位置に戻すのに要する設定時間が経過した後に操舵角が設定操舵角以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定するドライバー操舵介入判定手段と、
前記ドライバー操舵介入判定手段によりドライバーによる操舵介入であると判定された場合、逸脱判定結果にかかわらず前記車線逸脱対応手段の作動を停止させる車線逸脱対応停止手段と、
を備えていることを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車線逸脱対応装置において、
車両位置と走行車線の中央位置との横方向位置ずれ量である横変位量を算出する横変位量算出手段を設け、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、横変位量が小さいほど操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定する第１の操舵角速度閾値設定部を有することを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車線逸脱対応装置において、
車両が走行車線の中央位置から右側にずれた位置か左側にずれた位置かを検出する横位置検出手段を設け、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、車両が車線中央に対して右側を走行している場合には左方向への操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定し、逆に、車両が車線中央に対して左側を走行している場合には右方向への操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定する第２の操舵角速度閾値設定部を有することを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車線逸脱対応装置において、
走行車線が左右のどちらにカーブしているかを検出する走行路形状検出手段を設け、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、車両が右カーブを走行中は右方向への操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定し、逆に、車両が左カーブを走行中は左方向への操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定する第３の操舵角速度閾値設定部を有することを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４の何れかに記載の車線逸脱対応装置において、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、操舵角速度の設定閾値が小さい値に設定されるほど、操舵角速度が設定閾値以上になってからの設定時間の値を大きい値に設定する第１の判定時間設定部を有することを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れかに記載の車線逸脱対応装置において、
車速を検出する車速検出手段と、車速検出値と、ヨー角と、自車両の車線区分線からの距離と、に応じて車両が車線逸脱であると判定されるまでの逸脱余裕時間を算出する逸脱余裕時間算出手段とを設け、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、逸脱余裕時間が大きいほど操舵角速度が設定閾値以上になってからの設定時間の値を大きい値に設定し、逸脱余裕時間が小さいほど操舵角速度が設定閾値以上になってからの設定時間の値を小さい値に設定する第２の判定時間設定部を有することを特徴とする車線逸脱対応装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れかに記載の車線逸脱対応装置において、
前記ドライバー操舵介入判定手段は、操舵角速度が設定閾値以上になってから設定時間後の操舵角として、定常走行状態での操舵角の定常値からの変化分を用いることを特徴とする車線逸脱対応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が走行路から逸脱傾向にあると判定された場合にドライバーに対し逸脱回避操作を促す警報を与えたり逸脱回避方向に修正操舵を与える車線逸脱対応装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車線逸脱対応装置としては、例えば、特開平５−２９４２５０号公報に記載のものが知られている。この公報には、ドライバーによる方向指示器操作が有るときに、車両が走行する走行路から逸脱動作により移動する側の走行路に後方車両が有るかどうかを検出し、後方車両が有りのときには警報を行い、後方車両が無しのときには警報を行わない。また、方向指示器操作が無しのときに、車両が走行する走行路から逸脱動作により移動する側の走行路に後方車両が有るかどうかを検出し、後方車両が有りのときには車両が走行中の走行路を維持して走行する走行路逸脱防止の修正操舵を行い、後方車両が無しのときには警報を行うことが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車線逸脱対応装置にあっては、方向指示器操作の有無と後方車両の有無に応じて、修正操舵有りと警報有りと警報無しとを切り替え制御しているが、方向指示器の操作がなければ、ドライバーの意思にかかわらず、修正操舵もしくは警報作動が行われてしまうという問題があった。
【０００４】
すなわち、方向指示器操作無しで、ドライバーの意思により走行路から逸脱する方向に操舵を行う操舵介入を行った場合に修正操舵が行われると、ドライバーによる介入方向とは反対方向に操舵トルクが付与され、レーンチェンジ等を意図して行われる操舵介入を阻害してしまうことになる。
【０００５】
また、方向指示器操作無しで、ドライバーの意思により走行路から逸脱する方向に操舵を行う操舵介入を行った場合に警報が作動すると、ドライバーの意思により車線逸脱を承知しながら操舵介入を行っている以上、ドライバーにとっては不要な警報が増えてしまうことになる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、早期に、かつ、精度の高いドライバーの操舵介入判定により、ドライバーにとって不要な警報や修正操舵を減らすことができる車線逸脱対応装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明では、
逸脱判定手段により車両が走行路から逸脱傾向にあると判定された場合、車線逸脱対応手段によりドライバーに対し逸脱回避操作を促す警報を与えたり逸脱回避方向に修正操舵を与える車線逸脱対応装置において、
操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、
操舵角速度が設定閾値以上になって操舵角速度条件が成立すると、操舵角速度条件の成立から、少なくとも外乱に対応するための一時的な操作による操舵角を定常走行を保つ位置に戻すのに要する設定時間が経過した後に操舵角が設定操舵角以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定するドライバー操舵介入判定手段と、
前記ドライバー操舵介入判定手段によりドライバーによる操舵介入であると判定された場合、逸脱判定結果にかかわらず前記車線逸脱対応手段の作動を停止させる車線逸脱対応停止手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、車線逸脱対応手段とは、警報ブザー作動、警報ランプ点灯、ステアリングホイールへの振動付与、横ジャークの付与、等の単独又は組み合わせによりドライバーに対し逸脱回避操作を促す警報を与える手段や、車線逸脱が判定されると操舵アクチュエータにより逸脱を回避する方向に積極的に修正操舵を与える手段、もしくは、車線逸脱が判断されると、逸脱を回避する方向に各輪の制駆動力の配分を調整する制駆動力制御手段をいう。
【０００９】
なお、請求項２、請求項３、請求項４に係る発明は、それぞれドライバー操舵介入判定にて操舵角速度の設定閾値を可変値で与える発明であり、請求項５及び請求項６に係る発明は、ドライバー操舵介入判定にて操舵角速度が設定閾値以上になってから操舵角を判定するまでの設定時間を可変値で与える発明であり、請求項７に係る発明は、ドライバー操舵介入判定にて定常値を基準とした変化分を操舵角情報として用いる発明である。
【００１０】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、ドライバー操舵介入判定手段において、操舵角速度検出手段からの操舵角速度が設定閾値以上になって操舵角速度条件が成立すると、操舵角速度条件の成立から、少なくとも外乱に対応するための一時的な操作による操舵角を定常走行を保つ位置に戻すのに要する設定時間が経過した後に操舵角検出手段からの操舵角が設定操舵角以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定され、このドライバー操舵介入判定手段によりドライバーによる操舵介入であると判定された場合、車線逸脱対応停止手段において、逸脱判定結果にかかわらず車線逸脱対応手段の作動が停止される。
【００１１】
すなわち、一般的に路面からの外乱等により一時的に操舵角速度が生じてしまうような場合は、その後、操舵角が一定以上の値に保持されることがないため、操舵角速度が設定閾値以上になって操舵角速度条件が成立すると、操舵角速度条件の成立から、少なくとも外乱に対応するための一時的な操作による操舵角を定常走行を保つ位置に戻すのに要する設定時間が経過した後に操舵角が設定操舵角以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定することにより、ドライバーの操舵介入によるステアリングホイールの動きと、外乱によるステアリングホイールの動きを区別することができる。しかも、外乱による操舵とは区別される操舵介入判定としたため、操舵介入判定用の操舵角速度の設定閾値を小さい値に設定することができる。
【００１２】
この結果、早期に、かつ、精度の高いドライバーの操舵介入判定が行われ、ドライバーにとって不要な警報や修正操舵を減らすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車線逸脱対応装置を実現する実施の形態を、請求項１，７に対応する第１実施例と、請求項２，５，６，７に対応する第２実施例と、請求項３，５，６，７に対応する第３実施例と、請求項４，５，６，７に対応する第４実施例とに基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車線逸脱対応装置を示す概略構成図であり、図中、１００は操舵アクチュエータ、１０１は撮像装置、１０２はコントロールユニット、１０３は車速センサ（車速検出手段）、１０４はステアリングホイール角センサ（操舵角検出手段）、１０５はターンシグナルスイッチ、１０６はブレーキペダルスイッチ、１０７は油圧パワーステアリング装置、１０８は横加速度センサ、１０９はヨーレートセンサ、１１０は右前輪、１１１は左前輪、１１２はステアリングラック、１１３はステアリングホイール、１１４はナビゲーション装置（走行路形状検出手段）、１１５はステアリングシャフト、１１６はブザー・スピーカー（車線逸脱対応手段）、１１７は画像処理装置（走行路形状検出手段）である。
【００１５】
車両前方に向けて取り付けられた撮像装置１０１は、車両前方の映像を取り込み、取り込まれた車両前方の映像は撮像装置１０１と一体となっている画像処理装置１１７へと入力される。画像処理装置１１７で得られた道路形状や車線区分線（白線）の情報は、コントロールユニット１０２へと入力される。なお、個々で説明した撮像装置１０１は、例えば、ＣＣＤカメラであり、コントロールユニット１０２は、例えば、マイクロコンピュータである。
【００１６】
前記コントロールユニット１０２には、車速センサ１０３からの自車速と、ステアリングホイール角センサ１０４からのステアリングホイール角の情報も入力され、これらの情報に基づいて、コントロールユニット１０２は自車両の状態量を算出する。なお、コントロールユニット１０２に入力する信号としては、推定または算出される車両の状態量の精度を向上させるため、横加速度センサ１０８からの横加速度や、ヨーレートセンサ１０９からの車両ヨーレート、また、ナビゲーション装置１１４からの道路のカーブ情報や分岐・合流情報などを加えても良い。
【００１７】
前記コントロールユニット１０２では、車両状態量を推定または算出すると共に、自車速、自車位置、自車の向きに基づいて、車両が車線から逸脱傾向にあると判断された場合には、車線の逸脱回避をドライバーに促すための操舵アクチュエータ駆動電流を決定する。このコントロールユニット１０２では、また、逸脱回避操作をドライバーに促すだけでなく、逸脱余裕時間を延ばしたり、場合によっては逸脱を防止するように操舵アクチュエータ駆動電流を決定することもできる。
【００１８】
前記操舵アクチュエータ１００は、減速ギア，電磁クラッチ等を介してステアリングコラムに設けられており、コントロールユニット１０２から供給されるアクチュエータ駆動電流に応じた操舵トルクをステアリングシャフト１１５に伝達し、左右前輪１１０，１１１を転舵させることができる。
【００１９】
図２は第１実施例の車線逸脱対応装置の制御系ブロック図であり、図中、１は舵角検出手段（図１のステアリングホイール角センサ１０４に相当）、２は自車速検出手段（図１の車速センサ１０３に相当）、３は白線検出手段（図１の撮像装置１０１及び画像処理装置１１７に相当）、４はターンシグナル検出手段（図１のターンシグナルスイッチ１０５に相当）、５は車両状態推定手段（図１のコントロールユニット１０２に相当）、６は逸脱判定手段（図１のコントロールユニット１０２に相当）、７は操舵アクチュエータ駆動指令手段（図１のコントロールユニット１０２に相当）、８は操舵トルク付加手段（図１の操舵アクチュエータ１００に相当）、９は車両、１０はブレーキ操作検出手段（図１のブレーキペダルスイッチ１０６に相当）、１１は横加速度検出手段（図１の横加速度センサ１０８に相当）、１２はヨーレート検出手段（図１のヨーレートセンサ１０９に相当）、１４は逸脱警報信号生成手段（図１のコントロールユニット１０２に相当）、１５は警報音発生装置（図１のブザー・スピーカー１１４に相当）である。
【００２０】
前記車両状態推定手段５には、舵角検出手段１により得られるステアリングホイール角θと、自車速検出手段２により得られる自車速Ｖと、白線検出手段３により得られる道路形状情報や白線情報が入力され、これらの情報に基づいて、車両状態推定手段５は、自車両の状態量（基準となる走行中の車線中央からの横変位ｙcr、横速度dｙcr、ヨー角φ、ヨーレートγ＝dφ）を算出する。なお、車両状態推定手段５に入力する信号としては、車両の状態量の精度を向上させるため、横加速度検出手段１１により得られる横加速度や、ヨーレート検出手段により得られるヨーレートや、図外のナビゲーション情報などが加えられる。
【００２１】
前記逸脱判定手段６は、車両状態推定手段５により推定された車両状態量および自車位置算出結果のうち、自車位置（白線からの距離ｙcdまたは車線中央からの距離ｙcr）、自車の向き（ヨー角φr）、自車速検出手段２からの自車速Ｖに基づいて、車両が左右どちらの車線方向に逸脱傾向があるかを判定する。ここで、車線の逸脱傾向を判定する際には、ターンシグナル検出手段４により得られるターンシグナル信号の有無や、ブレーキ操作検出手段１０により得られるブレーキ操作の有無等により、ドライバーに車線変更の意思（操舵介入）を確認し、ドライバーの車線変更の意思があると判断した場合には、逸脱警報の停止やアクチュエータ駆動電流の停止等の処理を行う。
【００２２】
前記操舵アクチュエータ駆動指令手段７は、逸脱判定手段６による車線逸脱傾向判定結果と、車両状態推定手段５により推定された車両状態量および自車位置算出結果のうち、自車位置（白線からの距離ｙcdまたは車線中央からの距離ｙcr）、自車の向き（ヨー角φr）、自車速検出手段２からの自車速Ｖと、に基づいて、操舵トルク付加手段８に印加する駆動電流Irを決定する。
【００２３】
前記操舵トルク付加手段８は、操舵アクチュエータ駆動指令手段７で算出された駆動電流Irを、同じく操舵アクチュエータ駆動指令手段７で算出された電流印加時間Ｔをモータに印加することで、所望の操舵トルクτを車両の構成要素であるステアリングコラムに伝達し、車線逸脱をドライバーに知らせる車線逸脱警報として、車両の横方向の運動を発生させたり、ステアリングホイール１１３を振動させたりすることができる。
【００２４】
前記逸脱警報信号生成手段１４は、逸脱判定手段６による車線逸脱傾向判定結果と、車両状態推定手段５により推定された車両状態量および自車位置算出結果のうち、自車位置（白線からの距離ｙcdまたは車線中央からの距離ｙcr）、自車の向き（ヨー角φr）、自車速検出手段２からの自車速Ｖと、に基づいて、警報音発生装置１５に印加する逸脱警報信号が生成される。
【００２５】
前記警報音発生装置１５は、逸脱警報信号生成手段１４により生成された逸脱警報信号により、車線逸脱状況に応じた警報音が発せられる。
【００２６】
次に、作用を説明する。
【００２７】
［車線逸脱対応制御処理］
図３はコントロールユニット１０２で実行される車線逸脱対応制御処理手順を表す全体フローチャートである。この車線逸脱対応制御処理は、所定時間（例えば、10msec）毎のタイマ割込処理として実行される。
【００２８】
先ず、ステップ１２では、ステアリングホイール角センサ１０４からステアリングホイール角θを読み込み、車速センサ１０３から自車速Ｖを読み込み、画像処理装置１１７から白線検出座標を読み込み、ステップ１５に移行する。
【００２９】
次に、ステップ１５では、ステアリングホイール角θ，自車速Ｖ，白線検出座標を用いて、車両状態推定手段５において、自車両の状態量（基準となる走行中の車線中央からの横変位ｙcr、横速度dｙcr、ヨー角φ、ヨーレートγ＝dφ）を算出し、次のステップ１６では、これらの車両状態量に基づいて、車両から白線までの距離ｙcdを算出する。
【００３０】
次のステップ１７では、ステップ１６で算出されたヨー角φrと、車両から白線までの距離ｙcdと、車速センサ１０３から得られた自車速Ｖと、ターンシグナルスイッチ１０５から得られたターンシグナル信号等に基づいて、逸脱判定手段６において、ドライバーの意図しない車線逸脱を判定し（図４）、次いでステップ１８に移行する。
【００３１】
ステップ１８では、ステップ１７により、ドライバーの意図しない車線逸脱と判定された場合に警報信号を生成する。ここで、警報信号とは、車両に取り付けられたブザー装置等の駆動信号であって、一定時間ブザーを鳴らし続ける場合にはその時間を、また、間欠音である場合にはそのパターン（ON時間とOFF時間の設定、繰り返す回数等）を設定する処理を行う。これらの警報信号は、１個のブザーを用いた単音であっても良いし、複数のブザーを用いて車両の逸脱方向に応じて切り替え、ドライバーに逸脱方向を知らせるようなものであっても良い。また、オーディオ装置を利用することができ、左右のスピーカを独立に鳴らすことができる場合には、車線の逸脱方向に応じて警報音を左右切り替えるような信号を生成しても良い。例えば、車両が車線の右に向かって逸脱傾向である場合には右側のスピーカ、車両が車線左に向かって逸脱傾向である場合には左側のスピーカから警報音を発すべく左右二種類の警報信号を生成する。
さらに、ここで設定される警報信号は、ブザーやオーディオ装置からの音声信号にとどまらず、ステップ１７により、ドライバーの意図しない車線逸脱と判定された場合、車線逸脱を回避する方向へ操舵トルクがステアリングシャフト１１５へ入力されるように、操舵アクチュエータ１００の駆動電流値を設定する処理を行ってもよい（修正操舵）。また、操作アクチュエータ１００の駆動電流値は、ステアリングホイール１１３を微振動させるようなサイン波（または、三角波、矩形波の繰り返し波形）に設定しても良い。このステップ１８において警報信号を生成したらステップ１９に移行する。
【００３２】
次のステップ１９では、警報装置を駆動する。警報音の発生装置としてブザーを利用している場合には、ブザーに対し駆動電圧を供給し、警報音の発生装置としてオーディオ装置を利用している場合には、オーディオ装置のヘッドユニットと通信して警報音がスピーカから流れるような指令を送信する。
【００３３】
最後にステップ１９では、ステップ１７により決定されたアクチュエータ駆動電流Irと、実際にアクチュエータ（モータ）に印加される電流が一致するように電流のサーボ処理を行う。
【００３４】
［自車両状態量の推定法］
前記ステップ１５における自車両状態量の推定法について説明する。
状態方程式と出力方程式で記述される動的システム
0003835222.tif 000002
について、ある行列Ｌを用いた状態方程式
0003835222.tif 000003
によりｘ＾を算出する。ｘ＾は状態変数ｘの推定値であり、上記遷移行列Ａ−ＬＣの固有値の実部が負になるようにＬを決定すれば、十分に時間が経過後、状態変数ｘと一致する。(3)式はオブザーバと呼ばれ、動的システムの状態推定に良く利用される手法である。
車両の運動方程式は次式で記述され、
0003835222.tif 000004
ただし、Ｉ：ヨー慣性モーメント、ｍ：車両重量、Ｖ：車速、
β：車体横滑り角、dφ：ヨーレート、
Ｃｆ（Ｃｒ）：前（後）輪コーナリングパワー（二輪分）、
Ｉｆ（Ｉｒ）：重心〜前（後）輪間距離、
δ：前輪実舵角、Ｎ：操舵系ギヤ比
白線を認識する撮像装置１０１は、前方ＬＳ[m]の注視点での目標軌道（車線中央）からの横変位を検出することができる。車両が目標軌道の近傍を走行する場合の近似式が、前方注視点での横変位ｙsrは、目標軌道からの相対横変位ｙcr，相対ヨー角φrを用いて次式により記述される。
0003835222.tif 000005
ここで、状態ベクトルを、ヨーレートdφ、ヨー角φr、目標ラインからの横速度dｙcr、目標ラインからの横変位ｙcrを用いて、
0003835222.tif 000006
で定義すると、(3)式の行列Ａ，Ｂ，Ｃに対応した次のような行列が得られる。
0003835222.tif 000007
これらを、(3)式に適用することにより、操舵角、画像データによる前方横変位データから、車両状態量を推定することができる。
【００３５】
［逸脱判定処理］
図４は図３のステップ１７で実行される逸脱判定処理の手順を示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３６】
先ず、ステップ３２では、ターンシグナルスイッチ１０５により検出されたターンシグナル信号を用いてドライバーの介入操作を判断する。ターンシグナルが検出された場合、ステップ３８へ進み、ステップ３８では、ドライバーの介入操作が行われたと判断して逸脱判定フラグF_dptに０を代入し、逸脱判定処理を終了する。そして、ステップ３２でターンシグナルが検出されなかった場合、ドライバーの介入操作が行われなかったと判断してステップ３３へ移行する。ここで、ターンシグナルについてのみ説明したが、同様に、ドライバーのブレーキ操作をブレーキペダルスイッチ１０６により検出してドライバーの介入操作が行われたと判定しても良い。
【００３７】
ステップ３３では、ターンシグナルを行わずにレーンチェンジを行おうとしたような場合のドライバーの操舵介入判定処理を行い（図６）、次のステップ３４へ移行する（ドライバー操舵介入判定手段）。
【００３８】
ステップ３４では、ステップ３３での結果、ドライバーの操舵介入が行われた判定された場合には、ステップ３８へ進み、ステップ３８では、ドライバーの介入操作が行われたと判断して逸脱判定フラグF_dptに０を代入し、逸脱判定処理を終了する。ここで、操舵介入が行われなかったと判定された場合にはステップ３５へ移行する。なお、ステップ３４及びステップ３８は、車線逸脱対応停止手段に相当する。
【００３９】
ステップ３５では、車速Ｖと、ヨー角φrと、予め設定された逸脱余裕時間パラメータに基づいて、逸脱判定閾値ｙdを算出し（図５）、ステップ３６へ移行する。
【００４０】
ステップ３６では、車両が右車線方向に逸脱傾向にあるかどうかが判定される。ステップ３５で算出した逸脱判定閾値ｙdと車両の右前輪横変位を比較し、右前輪と右車線の間隔が逸脱判定閾値ｙdよりも小さい場合に右車線方向への逸脱傾向にあると判断して、ステップ３９へ進み、ステップ３９では、逸脱判定フラグF_dptに１を代入し、逸脱判定処理を終了する。右前輪と右車線の間隔が逸脱判定閾値ｙdよりも大きい場合には、左車線方向への逸脱傾向を判定するためにステップ３７へ移行する。
【００４１】
ステップ３７では、車両が左車線方向に逸脱傾向にあるかどうかが判定される。ステップ３３で算出した逸脱判定閾値ｙdと車両の左前輪横変位を比較し、左前輪と左車線の間隔が逸脱判定閾値ｙdよりも小さい場合に左車線方向への逸脱傾向にあると判断して、ステップ４０へ進み、ステップ４０では、逸脱判定フラグF_dptに−１を代入し、逸脱判定処理を終了する。また、左前輪と左車線の間隔が逸脱判定閾値ｙdよりも大きい場合に左右の車線中央部を自車が走行していて逸脱傾向にないと判断して、ステップ４１へ進み、ステップ４１では、逸脱判定フラグF_dptに０を代入し、逸脱判定処理を終了する。
【００４２】
［逸脱判定処理例］
ここで、ステップ３５での逸脱判定閾値ｙdを算出するための具体的な演算内容の一例を、図５を用いて説明する。
第１実施例においては、逸脱余裕時間Ｔを定めた上で、下記の式(8)を用いて逸脱判定閾値ｙdを算出する。第１実施例では、同じヨー角φであっても車速Ｖの増加に応じて車線逸脱速度が増加してしまうことから、車速センサ１０３で検出された自車速Ｖの増加に応じて車両前輪と車線との距離ｙcdの大小を判断するための逸脱判定閾値ｙdを増加させている。
ｙd＝Ｖ×Ｔ×｜φ｜                                  (8)
式(8)によると、逸脱判定閾値ｙdは、ヨー角φと自車速Ｖに比例しており、現時点から逸脱余裕時間Ｔを経過するまでの移動する車両の横移動量である。車両の前輪と車線との距離が逸脱判定閾値ｙdと比較して小さくなった場合、車両が逸脱傾向にあると判定し、判定のための条件式は下記の(9)式で与えられる。
【００４３】
逸脱判定条件
ｗ/2−ｙd＜ｙcd   （右車線方向へ逸脱）
ｙcd＜−ｗ/2＋ｙd （左車線方向へ逸脱）              (9)
ただし、ｗは車線の巾である。また、ｙcdは走行中の車線中央を基準とした前輪の横変位であり、
ｙcd＝ｙcr＋H/2（右前輪）
ｙcd＝ｙcr＋H/2（左前輪）                            (10)
の式を用いて算出する（横変位量算出手段）。
【００４４】
［操舵介入判定処理］
図６は図４のステップ３３で実行される操舵介入判定処理の手順を示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００４５】
先ず、ステップ５３では、白線検出手段３により得られる道路形状情報や車線区分線（白線）情報、自車速検出手段２により得られる自車速Ｖ、舵角検出手段１により得られるステアリングホイール角θ、及びこれら各種センサ信号を入力とする車両状態推定手段５により推定された車両状態量及び自車位置算出結果等を用いて、現在、車両が車線に沿って安定して走行中であるか否かを判断する。車両が車線無いを右側に寄って走行したり、左側に寄って走行したりすることを繰り返すような場合は、ドライバーの覚醒度が低下しているなどの理由により、車両が白線に近づきそうになる度にドライバーの修正操舵が行われていることが多い。したがって、万一車線から逸脱しそうな場合は警報を行ってドライバーに適切な操作を促す必要があるため、ステップ５３にて定常走行と判断されず、本介入判定処理は終了する。
逆に、車両がある横変位を保って定常的な走行状態である場合には、ドライバーの操舵介入を判定するためにステップ５４へ移行する。このとき、路面片勾配や道路がカーブしている影響により定常走行状態であっても操舵角の定常値が０とならない場合がある。ステップ５４へ移行する時には、操舵角の定常値を記憶し、後の操舵介入判断に用いる操舵角については、ここで記憶した定常値から増加または減少分が所定の閾値より大きいか小さいかを判定することによりあらゆる路面環境において対応できる。
【００４６】
ステップ５４では、操舵角速度条件の成立によりセットされる介入一次フラグＦ_1が、Ｆ_1＝０か否かが判断され、ＹＥＳの場合にはステップ５５へ移行し、ＮＯの場合（Ｆ_1＝１）にはステップ５７へ移行する。
【００４７】
ステップ５５では、ドライバーの操舵介入を判定するための操舵角速度絶対値｜ｄθ｜が設定閾値ｄθ１（予め定めた固定値）以上か否かが判断され、ＹＥＳの場合にはステップ５６へ移行し、ＮＯの場合は本介入判定処理を終了する。
【００４８】
ステップ５６では、ステップ５５の操舵角速度条件が一度だけでも成立することにより介入一次フラグＦ_1が、Ｆ_1＝１にセットされる。
【００４９】
ステップ５７では、タイマーカウンター値ｔｍｒが設定時間Ｔ１（予め定めた固定値）以上かどうかが判断され、ＹＥＳの場合にはステップ５８へ移行し、ＮＯの場合はステップ６１へ移行し、ステップ６１では、タイマーカウンター値ｔｍｒが１だけインクリメントされる。
【００５０】
ステップ５８では、操舵角θ（定常値からの変化量）が設定操舵角θ１以上かどうかが判断され、ＹＥＳの場合にはステップ５９へ移行し、ＮＯの場合はステップ６０へ移行する。
【００５１】
ステップ５９では、ステップ５８での判断で操舵角θが設定操舵角θ１以上であれば、図７に示すように、設定閾値ｄθ１以上の操舵角速度ｄθが発生してから設定時間Ｔ１を経過しても操舵角が保持されており、ドライバーがステアリングホイール１１３を操作して左右のどちらかにトルクを加えているドライバー操舵介入状態と考えられるので、ステップ５８の操舵角条件が成立した時点でドライバー操舵介入と判定し、操舵介入フラグＦ_strが、Ｆ_str＝１にセットされる。
【００５２】
ステップ６０では、ステップ５８での判断で操舵角θが設定操舵角θ１未満であれば、設定閾値ｄθ１以上の操舵角速度ｄθが発生してから設定時間Ｔ１を経過した時点では既に操舵角が定常走行を保つ位置に戻されており、外乱に対応するためにドライバーがステアリングホイール１１３を一時的に操作しただけの状態と考えられるので、介入一次フラグＦ_1が、Ｆ_1＝０にクリアされる。
【００５３】
［車線逸脱対応作用］
ターンシグナルもドライバー操舵介入も無しで、かつ、車両が車線逸脱することなく走行しているときは、図４のフローチャートにおいて、ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ステップ３５→ステップ３６→ステップ３７→ステップ４１へと進む流れとなり、ステップ４１においては、逸脱判定フラグF_dptに０が代入され、警報装置の駆動も操舵アクチュエータの駆動もなされない。
【００５４】
ターンシグナルもドライバー操舵介入も無しで、かつ、車両が右側に車線逸脱して走行しているときは、図４のフローチャートにおいて、ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ステップ３５→ステップ３６→ステップ３９へと進む流れとなり、ステップ３９においては、逸脱判定フラグF_dptに１が代入され、同様に、車両が左側に車線逸脱して走行しているときは、図４のフローチャートにおいて、ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ステップ３５→ステップ３６→ステップ３７→ステップ４０へと進む流れとなり、ステップ４０においては、逸脱判定フラグF_dptに−１が代入される。よって、警報装置と操舵アクチュエータの駆動がなされ、警報装置の駆動においては、右側逸脱か左側逸脱かにより異なる警報とすることもできる。
【００５５】
ドライバーがターンシグナルを出してレーンチェンジ等を行う場合は、図４のフローチャートにおいて、ステップ３２→ステップ３８へと進む流れとなり、ステップ３８においては、逸脱判定フラグF_dptに０が代入され、警報装置の駆動も操舵アクチュエータの駆動もなされない。これはターンシグナルを出すこと自体がドライバーの操舵介入意図を表すことによる。
【００５６】
ターンシグナルは出していないが、ドライバーによる操舵介入有りの走行時には、図４のフローチャートにおいて、ステップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ステップ３８へと進む流れとなり、ステップ３８においては、逸脱判定フラグF_dptに０が代入され、警報装置の駆動も操舵アクチュエータの駆動もなされない。ここで、ステップ３３で行われる操舵介入判定は、図６に示すように、操舵角速度絶対値｜ｄθ｜が設定閾値ｄθ１以上になってから設定時間Ｔ１後に操舵角θが設定操舵角θ１以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定される。
【００５７】
すなわち、一般的に路面からの外乱等により一時的に操舵角速度が生じてしまうような場合は、その後、操舵角が一定以上の値に保持されることがないため、操舵角速度絶対値｜ｄθ｜が設定閾値ｄθ１以上になってから設定時間Ｔ１後に操舵角θが設定操舵角θ１以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定することにより、ドライバーの操舵介入によるステアリングホイール１１３の動きと、外乱等によるステアリングホイール１１３の動きを区別することができ、これにより精度の高いドライバーの操舵介入判定を行うことができる。
しかも、外乱等による操舵とは区別される操舵介入判定としたため、操舵介入判定用の操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定することができ、これにより早期にドライバーの操舵介入判定を行うことができる。
【００５８】
次に、効果を説明する。
【００５９】
(1) 操舵角速度絶対値｜ｄθ｜が設定閾値ｄθ１以上になってから設定時間Ｔ１後に操舵角θが設定操舵角θ１以上である場合にドライバーによる操舵介入であると判定し、ドライバー操舵介入判定時には、警報装置の駆動も操舵アクチュエータの駆動も停止するようにしたため、早期に、かつ、精度の高いドライバーの操舵介入判定により、ドライバーにとって不要な警報や修正操舵を減らすことができる。
【００６０】
(2) ドライバー操舵介入判定において、操舵角速度絶対値｜ｄθ｜が設定閾値ｄθ１以上になってから設定時間Ｔ１後の操舵角θとして、定常走行状態での操舵角の定常値からの変化分を用いるようにしたため、路面片勾配や道路がカーブ等に影響されることなく、あらゆる路面環境において適正な操舵角情報を得ることができる。
【００６１】
（第２実施例）
第２実施例は、ドライバーの操舵介入を判定するきっかけとなる操舵角速度の設定閾値ｄθ１の値と、操舵介入を判定する設定時間Ｔ１を、前輪横変位ｙcdに応じて可変にする例である。
【００６２】
すなわち、図８に示すように、走行中の車線を基準とした前輪横変位ｙcdが小さいほど、操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定すると共に（第１の操舵角速度閾値設定部）、操舵角速度の設定閾値ｄθ１が小さい値に設定されるほど、操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している（第１の判定時間設定部）。
【００６３】
また、図８に示すように、自車速Ｖに応じて車両が車線逸脱であると判定されるまでの逸脱余裕時間Ｔを算出し（逸脱余裕時間算出手段）、逸脱余裕時間Ｔが大きいほど操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、逸脱余裕時間Ｔが小さいほど設定時間Ｔ１の値を小さい値に設定している（第２の判定時間設定部）。
【００６４】
さらに、図８に示すように、逸脱余裕時間Ｔが小さい領域では、自車速Ｖが小さいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、自車速Ｖが大きいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している。
【００６５】
なお、第２実施例の他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００６６】
次に、作用を説明する。
操舵角速度ｄθの大小によりドライバーの操舵介入を判定する場合、操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定すると、路面からの外乱等が車両の操舵系に入力された場合にドライバーの操舵介入がなされたという誤判定の割合が増加する。したがって、操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定したときには、ある程度、設定時間Ｔ１を長めの値に設定し、かつ、設定時間Ｔ１の経過後も操舵角が保持されていることを確認する必要がある。
【００６７】
車両が車線の片側に寄って走行している場合は、車線を逸脱するまでの距離が短いため、車線を逸脱するまでの時間も短い。したがって、確実に操舵介入と判定するためには、大きい操舵角速度の設定閾値ｄθ１と短い設定時間Ｔ１とする必要がある。
【００６８】
これとは逆に、車両が車線中央付近を走行している場合は、車線を逸脱するまでの距離が長いため、車線を逸脱するまでの時間も長い。したがって、小さい値の操舵角速度の設定閾値ｄθ１を設定することができ、ドライバーの操舵介入を速やかに判定することができる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
この第２実施例の車線逸脱対応装置では、第１実施例の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７０】
(3) 走行中の車線を基準とした前輪横変位ｙcdが小さいほど、操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定したため、車線中央を走行している場合は、より速くドライバーの操舵介入判定を行うことができる。
【００７１】
(4) 操舵角速度の設定閾値ｄθ１が小さい値に設定されるほど、操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定したため、操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定された場合、ドライバーの操舵介入がなされたという誤判定を防止することができる。
【００７２】
(5) 自車速Ｖに応じて車両が車線逸脱であると判定されるまでの逸脱余裕時間Ｔを算出し、逸脱余裕時間Ｔが大きいほど操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、逸脱余裕時間Ｔが小さいほど設定時間Ｔ１の値を小さい値に設定したため、どのような車速で走行中であっても、速やかにドライバーの操舵介入を判定することができる。
【００７３】
（第３実施例）
第３実施例は、ドライバーの操舵介入を判定するきっかけとなる操舵角速度の設定閾値ｄθ１の値と、操舵介入を判定する設定時間Ｔ１を、車両が走行車線の中央位置から右側にずれた位置か左側にずれた位置かに応じて可変にする例である。
【００７４】
すなわち、図９に示すように、左右の前輪横変位ｙcd，ｙcdに基づき、車両が走行車線の中央位置から右側にずれた位置か左側にずれた位置かを検出し（横位置検出手段）、車両が車線中央に対して右側を走行している場合には左方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値（車線中央における値と同じ値）に設定し、逆に、車両が車線中央に対して左側を走行している場合には右方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値（車線中央における値と同じ値）に設定すると共に（第２の操舵角速度閾値設定部）、操舵角速度の設定閾値ｄθ１が小さい値に設定されるほど、操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している（第１の判定時間設定部）。
【００７５】
また、図９に示すように、自車速Ｖに応じて車両が車線逸脱であると判定されるまでの逸脱余裕時間Ｔを算出し（逸脱余裕時間算出手段）、逸脱余裕時間Ｔが大きいほど操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、逸脱余裕時間Ｔが小さいほど設定時間Ｔ１の値を小さい値に設定している（第２の判定時間設定部）。
【００７６】
さらに、図９に示すように、逸脱余裕時間Ｔが小さい領域では、自車速Ｖが小さいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、自車速Ｖが大きいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している。
【００７７】
なお、第３実施例の他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００７８】
次に、作用を説明する。
車両が車線中央に対して右よりを走行している場合にさらに右方向への操舵角速度が発生した場合や、車両が車線中央に対して左よりを走行している場合にさらに左方向への操舵角速度が発生した場合には、車線を逸脱するまでの距離が短いため、車線を逸脱するまでの時間も短い。したがって、確実に操舵介入を判定するためには、大きい操舵角速度の設定閾値ｄθ１と、短い操舵介入判定のための設定時間Ｔ１にする必要がある。
【００７９】
これとは逆に、車両が車線中央に対して右よりを走行している場合の左方向への操舵角速度が発生した場合や、車両が車線中央に対して左よりを走行している場合の右方向への操舵角速度が発生した場合には、車線を逸脱するまでの距離が長いため、車線を逸脱するまでの時間も長い。したがって、小さい操舵角速度の設定閾値ｄθ１とすることができ、ドライバーの操舵介入を速やかに判定することができる。
【００８０】
次に、効果を説明する。
この第３実施例の車線逸脱対応装置では、第１実施例及び第２実施例の(4),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８１】
(6) 車両が走行車線の中央位置から右側にずれた位置か左側にずれた位置かを検出し、車両が車線中央に対して右側を走行している場合には左方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定し、逆に、車両が車線中央に対して左側を走行している場合には右方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定したため、車線中央を走行している場合に限らず、より速くドライバーの操舵介入を判定することができる。
【００８２】
（第４実施例）
第４実施例は、ドライバーの操舵介入を判定するきっかけとなる操舵角速度の設定閾値ｄθ１の値と、操舵介入を判定する設定時間Ｔ１を、走行車線が左右のどちらにカーブしているか応じて可変にする例である。
【００８３】
すなわち、図１０に示すように、走行車線が左右のどちらにカーブしているかを検出し（走行路形状検出手段）、車両が右カーブを走行中は右方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値（車線中央における値と同じ値）に設定し、逆に、車両が左カーブを走行中は左方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値（車線中央における値と同じ値）に設定すると共に（第３の操舵角速度閾値設定部）、操舵角速度の設定閾値ｄθ１が小さい値に設定されるほど、操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している（第１の判定時間設定部）。
【００８４】
また、図１０に示すように、自車速Ｖに応じて車両が車線逸脱であると判定されるまでの逸脱余裕時間Ｔを算出し（逸脱余裕時間算出手段）、逸脱余裕時間Ｔが大きいほど操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、逸脱余裕時間Ｔが小さいほど設定時間Ｔ１の値を小さい値に設定している（第２の判定時間設定部）。
【００８５】
さらに、図１０に示すように、逸脱余裕時間Ｔが小さい領域では、自車速Ｖが小さいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定し、自車速Ｖが大きいほど設定時間Ｔ１の値を大きい値に設定している。
【００８６】
なお、第４実施例の他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８７】
次に、作用を説明する。
道路が右カーブの場合、ドライバーの覚醒度が低下して車線を逸脱するような場合には、ステアリングホイール１１３がさらに右側に操舵されることは少なく、このような操舵が行われた場合にはドライバーが自分の意思で操舵した場合がほとんどである。したがって、カーブの内側に向かっての操舵介入判定に用いる操舵角速度の設定閾値ｄθ１は、第２実施例や第３実施例で大きい値に設定していた部分を、小さい値に修正することができる。これにより、さらに確実にドライバーの操舵介入判定が可能となる。
【００８８】
次に、効果を説明する。
この第４実施例の車線逸脱対応装置では、第１実施例と第２実施例の(4),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８９】
(7) 走行車線が左右のどちらにカーブしているかを検出し、車両が右カーブを走行中は右方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定し、逆に、車両が左カーブを走行中は左方向への操舵角速度の設定閾値ｄθ１を小さい値に設定したため、車線中央を走行している場合に限らず、走行車線のカーブの方向に応じてより速くドライバーの操舵介入判定を行うことができる。
【００９０】
（他の実施例）
以上、本発明の車線逸脱対応装置を第１実施例ないし第４実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９１】
第２〜第４実施例では、操舵角速度の設定閾値ｄθ１の値は車線中央からの横変位に応じて比例的に設定する例を示したが、例えば、図１１に示すように、二次曲線等を用いて設定しても同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、第２〜第４実施例では、操舵角速度絶対値｜θ｜が設定閾値ｄθ１以上になってからの設定時間Ｔ１の値を横変位に応じて比例的に設定する例を示したが、操舵角速度の設定閾値ｄθ１と同様に、二次曲線等を用いて設定しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車線逸脱対応装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施例の車線逸脱対応装置の制御系ブロック図である。
【図３】第１実施例装置のコントロールユニットで実行される車線逸脱対応制御処理手順を表す全体フローチャートである。
【図４】第１実施例装置のコントロールユニットで実行される逸脱判定処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第１実施例装置での逸脱判定処理例を示す図である。
【図６】第１実施例装置のコントロールユニットで実行される操舵介入判定処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第１実施例装置でのドライバー操舵介入判定例を示すタイムチャートである。
【図８】第２実施例装置でのドライバー操舵介入判定に用いる操舵角速度設定閾値特性と設定時間特性を示す図である。
【図９】第３実施例装置でのドライバー操舵介入判定に用いる操舵角速度設定閾値特性と設定時間特性を示す図である。
【図１０】第４実施例装置でのドライバー操舵介入判定に用いる操舵角速度設定閾値特性と設定時間特性を示す図である。
【図１１】ドライバー操舵介入判定に用いる操舵角速度設定閾値特性と設定時間特性の実施例以外の設定例を示す図である。
【符号の説明】
１  舵角検出手段
２  自車速検出手段
３  白線検出手段
４  ターンシグナル検出手段
５  車両状態推定手段
６  逸脱判定手段
７  操舵アクチュエータ駆動指令手段
８  操舵トルク付加手段
９  車両
１０  ブレーキ操作検出手段
１１  横加速度検出手段
１２  ヨーレート検出手段
１４  逸脱警報信号生成手段
１５  警報音発生装置
１００  操舵アクチュエータ
１０１  撮像装置
１０２  コントロールユニット
１０３  車速センサ
１０４  ステアリングホイール角センサ
１０５  ターンシグナルスイッチ
１０６  ブレーキペダルスイッチ
１０７  油圧パワーステアリング装置
１０８  横加速度センサ
１０９  ヨーレートセンサ
１１０  右前輪
１１１  左前輪
１１２  ステアリングラック
１１３  ステアリングホイール
１１４  ナビゲーション装置
１１５  ステアリングシャフト
１１６  ブザー・スピーカー
１１７  画像処理装置
【図１】
0003835222.tif 000008
【図２】
0003835222.tif 000009
【図３】
0003835222.tif 000010
【図４】
0003835222.tif 000011
【図５】
0003835222.tif 000012
【図６】
0003835222.tif 000013
【図７】
0003835222.tif 000014
【図８】
0003835222.tif 000015
【図９】
0003835222.tif 000016
【図１０】
0003835222.tif 000017
【図１１】
0003835222.tif 000018