CN100582982C - 驾驶支持装置及方法 - Google Patents

Abstract

在行驶支持装置(1)中的防止偏离支持ECU(10)中，根据车辆的车速设定施加到转向力矩施加装置(17)上的施加力矩。车速越大，将施加力矩设得越大。在该施加力矩中设定与车速相对应的上限值。进而，在进行施加力矩施加时的Start区间中，根据施加力矩的最大值确定到达最大值之前的变化率。并且，在Close区间以不同于Start区间的变化率来减少施加力矩，将Start区间的施加力矩的绝对值设定为大于Close区间的施加力矩的绝对值。

Description

驾驶支持装置及方法

技术领域

本发明涉及驾驶支持装置，特别地涉及进行防止行驶中的车辆从车道偏离的防止偏离车道支持的驾驶支持装置。

背景技术

有的车辆具备防止偏离车道功能，用于防止在画出了车道的道路上行驶的车辆从车道偏离。具有这种防止偏离车道功能的装置例如有日本专利文献特开平7-104850号公报(以下称为专利文献1)中公开的装置。该装置追踪车道中间的中心线，当车辆偏离中心线时，通过与转向机构相结合的电动马达给车辆的转向机构施加力矩，使车辆回复到中心线的位置。

发明内容

但在上述专利文献1中，没有特别提及向转向机构施加力矩的时间模式或其大小等。以往，是以固定的舵角模式以及力矩模式来附加施加力矩的。即这里的力矩模式来说，将所附加的力矩梯度或最大值设为固定值。

然而在以这样的固定力矩模式进行的控制中，当在低车速领域进行控制时，驾驶员会强烈感觉到车辆动作针对控制发生变化。此外，也希望能够延长偏离宽余时间或驾驶员的反应时间以及提高对报警力矩的感知。

因此，本发明所要解决的技术问题提供一种驾驶支持装置，其在进行防止偏离车道控制时，可以在低车速区域的控制时减小驾驶员感到的动作，同时延长偏离宽余时间或驾驶员的反应时间，进而提高对报警力矩的感知。

解决上述课题的本发明的驾驶支持装置是这样的，即，其在通过车道偏离判定装置判断出行驶中的车辆要偏离车道时，向车辆附加报警力矩来防止其偏离车道，其中，根据车辆的车速来确定附加到车辆上的报警力矩的施加模式。

本发明的驾驶支持装置根据车速来确定在判断出车辆偏离时所附加的报警力矩的施加模式。这样，通过根据车速确定报警力矩的施加模式来进行控制，可以在低车速领域的控制时减小驾驶员感到的动作，延长偏离宽余时间或驾驶员的反应时间，进而提高对报警力矩的感知。

这里，当判断出车辆偏离车道时的、车辆的车速越快，报警力矩就越大。

这样，通过进行车速越快而报警力矩越大的控制，可以减小赋予车辆的偏航速率。由于考虑到驾驶员通过偏航速率可以强烈地感受到车辆的动作变化，所以通过减小偏航速率，可以减小驾驶员在低车速领域感受到的动作变化。

并且，当向车辆附加报警力矩时，也可以设定报警力矩的大小，使得在车辆上产生的偏航速率固定。

这样，通过设定报警力矩的大小，使车辆产生的偏航速率变为固定，可以更加减小驾驶员在低车速领域感受到的动作变化。

此外，也可以对附加到车辆上的报警力矩设定上限值。

当附加与车速相对应的报警力矩时，虽然在低车速领域驾驶员感受到的动作变化可以变小，但在高车速领域驾驶员感受到的动作有时会变大。对此，通过对报警力矩设定上限值，即使在高车速领域也只不过是报警力矩变大。因此，可以使驾驶员感受到的动作变化不变大。

这里，上限值可以是基准车速的报警力矩。

关于对附加给车辆的报警力矩进行设定的上限值，通过将其设定为基准车速的报警力矩，可以很容易地设定附加给车辆的报警力矩的上限值。

并且，根据附加给车辆的报警力矩的最大值，可以设定到达报警力矩最大值为止的报警力矩的变化率。

附加报警力矩时，若到达报警力矩最大值之前的变化率固定，则产生目标车辆动作的时刻会有所变动。并且，在报警力矩减少时，报警力矩消失之前的时间会有所变动。因此，通过根据报警力矩的最大值来设定报警力矩的变化率，可以消除这些缺陷。

另外还可以设定报警力矩的变化率，使报警力矩到达最大值之前的时间固定下来。

报警力矩大时，到达其最大值之前需要花费很长时间，在高车速领域就会产生不能确保充足的偏离宽余时间的问题。因此，在设定报警力矩的时间变化率时，根据报警力矩的最大值来设定报警力矩的时间变化率，使得到达报警力矩最大值之前的时间固定下来，据此，可以使到达报警力矩最大值之前的时间不会太长。由此，可以确保在高车速领域的充足的偏离宽余时间。

并且，解决上述技术问题的本发明的驾驶支持装置通过车道偏离判定装置判断出行驶中的车辆要偏离车道时，向车辆附加报警力矩来防止其偏离车道，其中，当增加报警力矩之后，在增加的报警力矩减少时，以不同于报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

报警力矩增加和减少时，在报警力矩的时间变化率的绝对值相同的情况下，难以通过确保偏离宽余时间或解除紧急报警力矩来一并消除驾驶员的不适感。这一点容易进行控制，即通过将报警力矩增加和减少时报警力矩各个时间变化率的绝对值设定为不同的值，可以一并消除这些问题。

这里，可以将报警力矩增加时的时间变化率的绝对值设定为大于报警力矩减少时的时间变化率的绝对值。

通过将报警力矩的增加率的绝对值设定为大于报警力矩减少率的绝对值，可以确保充足的偏离宽余时间，同时对于驾驶员来说，可以根据转向力矩的变化早些知道防止偏离支持的开始。并且，通过报警力矩的急剧减少从而减小给驾驶员造成的不适感，并可以使在报警力矩产生之后到报警力矩消失之前，对车辆的动作变化进行稳定地制约。

并且，在解决了上述技术问题的本发明的驾驶支持装置通过车道偏离判定装置判断出行驶中的车辆要偏离车道时，当使报警力矩增加到最大值时，从增加开始时刻起将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

这样，将从施加报警力矩开始到施加最大力矩之间划分成第一增加期间和第二增加期间，并通过将第一增加期间的报警力矩的增加率设定为大于第二增加期间的报警力矩的增加率，可以早些开始用于防止偏离车道的车辆的动作。

并且，当使报警力矩从最大值开始减少时，可以从减少开始时刻起将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

这样，对从最大力矩到解除施加力矩之间也划分为第一减少区间和第二减少区间，通过将第一减少区间的报警力矩的减少率设定为大于第二减少区间的报警力矩的减少率，可以不给驾驶员带来大的不适感地结束报警力矩的附加。

并且，第一增加期间的报警力矩的增加率的绝对值可以小于第一减少期间的报警力矩的减少率的绝对值。

这样，由于第一增加期间的报警力矩的增加率的绝对值小于第一减少期间的报警力矩的减少率的绝对值，从而可以确保充足的偏离宽余时间，同时对于驾驶员来说，也可以根据转向力矩的变化知道防止偏离支持的开始。并且，通过报警力矩的急剧减少从而减少带给驾驶员的不适感，并可以使在报警力矩产生之后到报警力矩消失之前，使车辆的动作得到稳定地约束。

此外，设定通过附加报警力矩来防止偏离车道的处理，使得可以通过转向操作进行结束处理，通过转向操作进行所述结束处理时，也能够以第二减少期间的减少率来减少力矩。

驾驶员进行转向操作时，即使报警力矩没有急剧减少，由于驾驶员已经向使汽车返回车道的方向进行操作操纵，所以已经没有了转向机构的摩擦部分。因此，在这种情况下，由于没有必要设定第一减少期间，因此中止设定，使报警力矩减少，但不急剧。

这样，如果通过与本发明有关的驾驶支持装置进行防止偏离车道的控制时，在低车速领域的控制时驾驶员感受到的动作变化减小，同时也能够确保偏离宽余时间或驾驶员的反应时间，进而可以提高对报警力矩的感知。

附图说明

图1是本发明的驾驶支持装置的结构框图；

图2是仪表的正面图；

图3是本发明的驾驶支持装置的控制顺序的流程示意图；

图4是用于对行驶在道路上的车辆在防止偏离支持进行和不进行时的车辆行驶路线进行说明的图；

图5是防止偏离支持中的施加力矩波形的示例的示意图；

图6(a)是施加力矩与车速无关地被设为固定时施加力矩的设定示例的示意图，图6(b)是当时的车速与偏航速率的关系示意图，图6(c)是当时的车速与横向加速度的关系示意图；

图7(a)是根据车速增大施加力矩时的施加力矩的设定示例的示意图，图7(b)是当时的车速与偏航速率的关系示意图，图7(c)是当时的车速与横向加速度的关系示意图；

图8(a)是根据车速增大施加力矩，进而对施加力矩设定上限值时的施加力矩的设定示例的示意图，图8(b)是当时的车速与偏航速率的关系示意图，图8(c)是当时的车速与横向加速度的关系示意图；

图9是本发明的驾驶支持装置中附加的施加力矩的时间变化与以往进行比较的示意图；

图10是用于设定施加力矩初始值的横向加速度与施加力矩的关系示意图；

图11表示的是施加力矩减少区间开始处理后的顺序流程图；

图12是图11所示处理中施加力矩的时间变化的示意图；

图13是对施加力矩减少区间中施加力矩的剧减范围进行设定和不进行设定时的车辆行驶轨迹的说明图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的优选实施方式。图1是本发明的驾驶支持装置的结构框图。

如图1所示，本实施方式的驾驶支持装置1配有防止偏离支持ECU(Electric Control Unit)10。防止偏离支持ECU 10连接有车速检测装置11、转向力矩检测装置12、白线识别摄像机13、制动开关14、方向灯开关15、以及总开关16。此外，ECU 10还连接有转向力矩施加装置17、报警蜂鸣器18、以及仪表19。

防止偏离支持ECU 10根据车速检测装置11、转向力矩检测装置12、白线识别摄像机13等输出的信息来判断本车是否偏离了车道。当判断出其结果是汽车会在预定时间后偏离车道时，向转向力矩施加装置17、报警蜂鸣器18等输出预定信号。后面将对防止偏离支持ECU 10更为详细的功能予以说明。

车速检测装置11例如安装在车辆的前轮部分，通过检测车轮的速度来检测汽车行驶时的车速。车速检测装置11将检测出的车速输出给防止偏离支持ECU 10。

转向力矩检测装置12例如安装在车箱内与驾驶员操纵的方向盘相连接的转向杆上，通过驾驶员的方向盘操作来检测施加到方向盘上的转向力矩。转向力矩检测装置12将检测出的转向力矩输出给防止偏离支持ECU10。

白线识别摄像机13例如配置在车箱内从挡风玻璃上部俯视车外前方的位置，透过挡风玻璃往下望，对车外的状况进行摄像。白线识别摄像机13将拍摄到的车外状况输出给防止偏离支持ECU 10。

制动开关14例如安装在车箱内驾驶员操作的制动踏板上，检测由驾驶员进行的制动踏板的操作。当驾驶员操作制动踏板对车辆进行制动操作时，制动开关14将制动信号输出给防止偏离支持ECU 10。

方向灯开关15例如安装在车箱内驾驶员操作的方向灯控制杆上，检测驾驶员对方向灯进行的操作。当驾驶员操作方向灯控制杆打方向灯时，方向灯开关15将方向灯信号输出给防止偏离支持ECU 10。

总开关16例如安装在车箱内驾驶员可设定的位置，驾驶座侧的门内侧等位置。若驾驶员等将总开关16操作成ON，则总开关16将ON信号输出给防止偏离支持ECU 10。防止偏离支持ECU 10接收这个ON信号，开始防止偏离支持。

作为转向力矩施加装置17例如使用连接于转向系转向杆的电动动力转向装置的电动马达。转向力矩施加装置17根据从防止偏离支持ECU 10输出的施加信号，将作为本发明报警力矩的预定转向力矩施加到转向拉杆上。并且，在本说明书中，将由转向力矩施加装置17施加的转向力矩称为施加力矩。

报警蜂鸣器18例如被设置在车箱内仪表板部分，发出能够让驾驶员听到的预定音量的报警。并且，报警蜂鸣器18发出的信号中具有多种类型，根据从防止偏离支持ECU 10输出的报警信号输出预定类型的报警。

如图2所示，仪表19中设有速度表21以及转速表22。在速度表21的显示部分中，显示有用“LKA”(lane keep assist的缩写)的字母表示的防止偏离支持执行显示23、转向控制执行显示24、白线识别显示25、雷达导航显示26、以及雷达导航设定速度显示27等。根据防止偏离支持ECU 10输出的显示信号，在这些显示部分中进行适当的显示。

针对具备以上结构的本实施方式中的驾驶支持装置1中的动作、作用进行说明。在本实施方式中进行防止偏离车道支持时，虽然在进行防止偏离车道支持时赋予转向力矩施加装置17的施加力矩的模式中有特征，但在对该特征进行详细说明之前，先对驾驶支持控制的全休进行说明。图3是表示本实施方式中的驾驶支持装置1的控制步骤的流程图。

在本实施方式中的驾驶支持装置1中，在防止偏离支持ECU 10中作为开始驾驶支持的前处理，是确认总开关16为ON。若总开关16为ON，则对通过图像处理从用白线识别摄像机13摄得的图像中抽取的白线信息进行处理，识别汽车行驶车道的白线。然后，进行白线识别处理，进行基于白线检测结果的标志处理。进行白线信息的处理后，判断是否进行转向支持(S1)。是否进行转向支持的判断是根据车速检测装置11输出的车速信息、是否通过白线信息处理识别出白线的信息等来进行的。

是否进行转向支持的判断结束后，接着进行驾驶员的操作判定(S2)。驾驶员的操作判定是根据转向力矩检测装置12输出的转向力矩信号、制动开关14输出的制动信号、以及方向灯开关15输出的方向灯信号等来进行的。转向力矩信号表示预定的力矩值时，判断为驾驶员操作了方向盘。此外，当从制动开关14输出了制动信号时，判断为驾驶员进行了制动操作，并当从方向灯开关15输出了方向灯信号时，判断为驾驶员进行了方向灯操作。根据这些驾驶员操作的判断结果，判断是否继续进行驾驶支持。

进行驾驶员操作判定后，接着进行偏离缓和控制操作量的计算(S3)。在这里计算汽车返回车道内所必需的目标力矩。偏离缓和控制操作量是利用根据方向盘切角判断的汽车的回旋半径以及汽车的车速来进行计算的。并且，在偏离缓和控制操作量中设定有预定的上限值。对于偏离缓和控制操作量的计算将在后面做进一步的说明。

计算偏离缓和控制操作量之后，进行车道偏离判定(S4)。在这里，对汽车在经过预定时间、例如1秒钟后是否会偏离车道进行判定，根据车道偏离的判定结果，判断是否需要对转向力矩施加装置17等进行动作。车道的偏离判定是根据是否进行转向支持的状态、白线检测状态、汽车相对于车道的偏移量、偏转角、道路的推定R、车道宽度等来进行的。

如图4所示，假设现在汽车M正在道路R上行驶。在这里，根据汽车M的速度、偏转角、相对于道路R的偏移量等计算出约1秒钟后汽车M行驶到达的位置。当判断出其结果是汽车M到达行驶到达位置之间的行驶路线C1经过白线W时，通过转向力矩施加装置17施加在后处理中计算的施加力矩，例如使行驶路线变为C2。这样来进行控制，以改变行驶路线。这样，通过将行驶路线从C1变更为C2，可以延长车辆偏离白线之前的偏离宽余时间。并且，通过给方向盘附加施加力矩，可以将偏离的危险告知驾驶员，促使驾驶员通过自身的操作来防止偏离车道。

进行车道偏离判定后，计算偏离缓和控制目标力矩(S5)。在这里，对于偏离缓和控制量，实际上是计算由转向力矩施加装置17所施加的施加力矩的波形。后面将对此时的施加力矩的波形做进一步的说明。

计算出偏离缓和控制目标力矩后，进行用于将进行防止偏离支持的信息通知给驾驶员的蜂鸣器鸣放处理(S6)。在车道偏离判定处理中，当判断为汽车偏离车道，并由转向力矩施加装置17进行施加力矩的施加时，从报警蜂鸣器18输出预定的声音报警。

此外，进行蜂鸣器鸣放处理的同时，进行报警显示处理(S7)。在车道偏离判定处理中，当判断为汽车偏离车道，并由转向力矩施加装置17进行施加力矩的施加时，在仪表19中进行防止偏离支持执行显示23以及白线识别显示等。

之后，通过进行预定的数据输出处理(S8)，结束驾驶支持。

下面，针对由转向力矩施加装置17施加的施加力矩的时间变化波形进行说明。在本实施方式中的防止偏离支持ECU 10中，将例如如图5所示的时间变化波形的施加力矩输出到转向力矩施加装置17，并从转向力矩施加装置17作为施加力矩施加到转向拉杆上，从而被赋予到方向盘上。

在图5所示的时间变化波形中，从开始防止偏离支持直到达施加最大力矩为止的区间(Start区间)内，以固定的时间变化率来增加施加力矩。到达施加最大力矩后，暂时原样维持施加力矩(keep区间)。之后，当满足施加结束条件时，减小施加力矩(Close区间)，减少后不久，降低减少率，减少施加力矩直至变为0。之后，处理结束(Freeze区间)。下面，对于针对施加力矩时间变化波形的设定的方案进行逐个说明。

在生成所述施加力矩波形时，首先对施加最大力矩进行确定。在图3所示的流程图的步骤S3中，施加最大力矩作为偏离缓和控制操作量，是根据汽车的车速等来确定的。当最大施加力矩与车速无关而固定的情况下，在高速区域内，即使最大施加力矩是比较大的力矩，在转向感觉或车辆的动作方面也不会发生特别的问题。但是，若将在高车速领域不会对车辆动作感觉到问题的那种大小的最大施加力矩在低车速领域进行附加，则驾驶员会感到车辆动作的变化很大，从而在转向感觉方面会发生问题。

例如，如图6(a)所示，对最大施加力矩与车速无关而为固定时的情况进行考虑。此时，如图6(b)所示，车速和由施加力矩产生的偏航速率成反比关系，如图6(c)所示，产生的横向加速度固定，与车速无关。因此，当车速增加时，横向加速度没有变化而偏航速率减小。我们可以认为这个偏航速率的减小与给驾驶员的转向感觉不适是相通的。

为了缓和这种不适感，根据车速设定最大施加力矩。具体来说，根据车速设定最大施加力矩，车速越快，最大施加力矩就越大，据此，可以减小在进行防止车道偏离支持时给驾驶员的不适感。

特别是施加最大施加力矩时，最好是将车辆产生的偏航速率设定为固定，而与车速无关。如图7(a)所示，设定为若车速增加，则最大施加力矩变大。进行这样的最大施加力矩的设定时，最好是如图7(b)所示，设定最大施加力矩，使施加力矩产生的偏航速率固定，而与车速无关。

通过设定最大施加力矩，使偏航速率固定，而与车速无关，如图7(c)所示，可以使横向加速度根据车速变化，车速越快，横向加速度就越大。因此，可以进一步减小在进行施加力矩的施加时给驾驶员的不适感。

使得车速越快最大施加力矩就越大，在50～100km/h的所谓低～中高车速领域，可以使最大施加力矩和实际车辆动作的差异不会太大。但是此时，在超过上述的低～中高车速的高车速领域，横向加速度、即实际车辆动作会变得过大，可能会给驾驶员以不适感。

因此，设定最大施加力矩时，使最大施加力矩根据车速变化时，要对车速设定上限值。例如这个上限值可以根据基准车速来确定。具体来说，如图8(a)所示，当在作为上限值而设定的基准车速以下的车速领域进行防止偏离支持时，使最大施加力矩根据车速变化，车速越快，最大施加力矩就越大，如图8(b)所示，使由施加力矩产生的偏航速率固定。另一方面，在超过基准车速的车速下进行防止偏离支持时，使得最大施加力矩固定。通过使得最大施加力矩固定，即使偏航速率减小，如图8(c)所示，所产生的横向加速度也固定，转向力矩和实际车辆动作的差异也很小。

通过这样设定最大施加力矩，在低车速领域，可以随着偏航速率的减小缓和给驾驶员的不适感。并且，在高车速领域，可以随着转向力矩和实际车辆动作之间的差异来缓和给驾驶员的不适感。

下面，对图3所示流程图的步骤S5中计算的偏离缓和控制目标力矩进行说明。这里，设定直至达到最大施加力矩为止、以及从最大施加力矩直到施加力矩为零为止的施加力矩的时间变化波形。根据最大施加力矩等设定施加力矩的时间变化波形。

例如对于施加力矩，设定为图9中细线L1所示的基本模式。对于这样的基本模式，根据车速而变为最大施加力矩时，如图9中虚线L2所示，若直至达到最大施加力矩之前的变化率、与从最大施加力矩开始减小时的变化率分别固定，且最大施加力矩大于基本模式，则上升时间(从开始施加力矩直到达到最大施加力矩为止的时间)以及下降时间(从最大施加力矩开始减小到力矩的施加结束为止的时间)都会延长。

在这里，若上升时间变长，则到发生目标车辆动作的时间就要延长。由此，在高车速领域就无法确保充足的偏离宽余时间。并且，若下降时间变长，则由于用于偏离驾驶支持的必要的操作结束后不能迅速地结束控制，会使驾驶员感到不适。

对于这个问题，如图9实线L3所示，设定上升时施加力矩的时间变化率，使得到达最大施加力矩的时间为预定的固定时间、例如0.4sec。若这样来设定到达最大施加力矩为止的施加力矩的时间变化率，则可以使得从开始附加力矩直至到达最大施加力矩的时间固定。由此可以缩短到达产生目标车辆动作的时间。因此即使在高车速领域，也可以确保充足的偏离宽余时间。并且在高车速领域，由于一开始进行防止偏离支持，就附加很大的施加力矩，所以对于驾驶员来说，可以通过方向盘来得知可能处于偏离车道的危险状况。

并且，与上升时的变化率相同，下降时也是根据最大施加力矩设定从最大施加力矩开始减少的时刻起到附加结束的施加力矩的时间变化率。例如，设定报警力矩的时间变化率，使得从最大施加力矩的最大值开始减少的时刻起到附加结束的时间为第二预定时间。现在，若将施加力矩的上升时间设定为第一预定时间，则最好将作为下降时间的第二预定时间设定为长于第一预定时间。通过进行这样的设定，可以在上升时判断有必要发出报警之后立刻发出报警，同时缓解由于下降时施加力矩的急剧变动而给驾驶员带来的不适感。

这里，若确定了上升时施加力矩的时间变化率，则对于下降时施加力矩的时间变化率，可以考虑以与上升时施加力矩的时间变化率的绝对值相同的时间变化率来减少施加力矩。但是，若以与上升时施加力矩的时间变化率的绝对值相同的时间变化率来减少施加力矩，则在高车速领域，施加力矩会突然消失，从而改变转向的力度。于是驾驶员会感到不适。

所以，对于最大施加力矩下降时，如图9实线L3所示，以绝对值比上升时施加力矩的时间变化率的绝对值低的时间变化率来下降施加力矩。具体来说，例如设定下降时间为0.6sec的变化率。

这样，通过以绝对值比上升时施加力矩的时间变化率的绝对值低的时间变化率来下降施加力矩，可以减少给驾驶员的不适感，并且可以使车辆的动作稳定下来。因此，可以一下子解决确保上升时偏离宽余时间或消除在下降时给驾驶员造成的不适感的问题。

另一方面，开始防止偏离支持时，要求可以早些且可靠地将开始防止偏离支持的信息通知正在驾驶的驾驶员。在向驾驶员通知防止偏离支持时，使驾驶员感受到施加力矩是可靠的方法。因此，开始防止偏离支持时，要求使驾驶员尽快感受到施加力矩。并且，在防止偏离支持中，为了确保偏离宽余时间，也要求用于防止偏离支持的车辆早些开始动作。

对于这样的要求，根据转向机构的摩擦特性来确定施加力矩的初始值。当防止偏离支援的施加力矩小于转向机构的摩擦特性引起的转向系统摩擦量时，驾驶员感知不到施加力矩，当施加力矩超出转向系统摩擦量时，驾驶员感知到施加力矩。并且，当施加力矩超出转向系统摩擦量时，产生用于防止偏离支持的车辆动作。

因此，如图10所示，求得汽车的转向力矩和横向加速度的真实特性后，求得真实特性曲线P1。求得与这条真实特性曲线P1相切的切线P2，求得切线P2与横向加速度为0的直线的交点，将这个交点表示的力矩量X作为摩擦补偿量，将施加力矩作为初始值进行设定。在本实施方式中，尽管是将特定的力矩作为初始值进行设定，但通过设定某一程度的时间范围(称为第一增加期间)，设定比接下来的第二力矩增加期间大的力矩增加率，由此可以在初始时急速增加施加力矩。并且，在设定了特定的力矩(不是0)作为初始值时，在实际的控制中，相当于缩短到控制第一增加时间的时间步长。

这样，通过设定施加力矩的初始值，可以通过使驾驶员感受到施加力矩来早些向驾驶员通知防止偏离支持开始。并且，对于汽车可以很早地开始用于防止偏离的车辆动作。

另一方面，施加力矩从最大值开始减少时，要求施加力矩要快速地变为0。然而，若施加力矩一下子变成0，则由于施加力矩的快速消失会使驾驶员感到不适，从而要求消除这种不适感。并且，在由于施加力矩比较强或外部干扰小，从而汽车不进行用于防止偏离支持的车辆动作就回复到车道内的情况下，要求缓和车辆偏向角。

对这样的要求，施加力矩从最大值开始减少时，可以使与转向系统摩擦量相等的施加力矩部分急剧减少。这里的转向系统摩擦量在施加力矩增加时作用在反方向，由于其作用在取消所附加的施加力矩的方向上，所以可以将图10所示的力矩量X的2倍的力矩量2X作为摩擦补偿量。将减少与这个摩擦补偿量相当的施加力矩的期间设为剧减范围(第一力矩减少期间)，将其减少率设得比接下来的第二减少期间的大。在这个剧减范围，即使施加力矩急剧减少，由于转向摩擦的抵消，实际上在方向盘上的作用力的减少变小，所以由于施加力矩的减少而给驾驶员带来的不适感就会变小。并且，即使在没有进行用于偏离支持的车辆动作时，也可以减小车辆偏转角。

此外，在满足预定的施加结束条件时，结束转向力矩施加装置17进行的施加力矩的施加。在施加结束条件中有：转向操作、制动操作、方向指示灯操作、故障时总开关切断操作、从偏离车道状态回复等。转向操作、制动操作、方向指示灯操作、以及故障时总开关切断操作分别根据转向力矩检测装置12、方向指示灯开关15、制动开关14、以及总开关16的输入信号进行判断。此外，从偏离车道状态回复是根据防止偏离支持ECU10中的演算处理进行判断的。

此间，在由于驾驶员的转向操作而结束施加力矩的施加时，转向系统摩擦量就没有了。因此，在由于驾驶员的转向操作而结束施加力矩的施加时，中止设定施加力矩的剧减范围，在没有设定施加力矩的剧减范围的情况下，将施加力矩减少至0，但不是急剧减少。

下面对施加力矩减少处理开始之后的顺序进行说明。图11示为施加力矩减少区间处理开始后的顺序的流程图。

施加力矩减少区间的处理开始后，在转向施加力矩减少区间处理时，根据转向操作判断是否向施加力矩减少区间处理转移(S11)。其结果是，当根据转向操作以外的结束条件向施加力矩减少区间转移时，进行大梯度下的力矩减少处理(S12)。

此时如图12中实线Q1所示，在施加力矩减少区间(Close区间)内，首先进行大梯度的施加力矩的减少处理。在大梯度的施加力矩的减少处理中，将转向系统摩擦量的范围设为剧减范围，在这个剧减范围中急剧减少施加力矩。这样，通过急剧减少施加力矩，可以使施加力矩快速地变为0而不会让驾驶员感到不适。

之后，当剧减范围内的施加力矩的剧减处理结束后，进行小梯度的力矩减少处理(S13)。在小梯度的施加力矩减少处理中，即使施加力矩减少，也是以不会让驾驶员感到不适那种程度的变化率来减少施加力矩。

另一方面，在步骤S11中，当通过转向操作转到施加力矩减少区间处理时，由转向操作引起的转向系统摩擦量消失。此时如图12中虚线Q2所示，不设定剧减范围，使得施加力矩从最大施加力矩开始以小梯度减少(S 13)。这样之后，结束施加力矩减少区间的处理。

这样，若在施加力矩减少区间处理中设定剧减范围，可以使驾驶员几乎感受不到车辆运动或驾驶上的不适感地，在短时间内进行施加力矩减少处理。此外，当设定了剧减范围时，例如图13中实线所示，将控制结束后的汽车的走向和道路R上的白线W之间的角度设为车辆偏向角θA。与此相对，在没有设定剧减范围时，例如图13中虚线所示，将控制结束后的汽车的走向和道路R上的白线W之间的角度设为车辆偏向角θB。此时，设定了剧减范围时的车辆偏向角θA要小于没有设定剧减范围时的车辆偏向角θB。因此，设定了剧减范围时，减小了控制结束后的车辆偏向角，使得车辆能够在离沿车道方向更近的角度下进行回复。

基于以上的想法，将图3所示流程图的步骤5中的作为偏离缓和控制目标力矩的、图5所示的施加力矩的时间变化波形如下进行设定。

施加力矩的时间变化波形由Start区间、Keep区间、Close区间、以及Freeze区间这4个区间构成。首先根据在步骤3中求得的最大施加力矩来确定Keep区间的时间变化波形。在Keep区间内，持续施加作为最大施加力矩的施加力矩。Keep区间的持续时间是根据车速、车宽、汽车偏移量等，通过计算从偏离车道状态开始到回复为止的时间来进行确定的。但是，当施加结束条件是从偏离车道状态回复这以外的条件时，在满足这个施加回复条件的时刻转向Close区间。

进行了Keep区间的设定后，设定Start区间的施加力矩的初始值。将图10所示的力矩量X设为施加力矩的初始值，其中图10所示的力矩X量是根据转向机构的摩擦特性来确定的转向系统摩擦量。通过将转向系统摩擦量作为施加力矩的初始值，可以早些产生用于防止偏离的车辆动作，使驾驶员感知到该施加力矩。

下一步，Start区间的持续时间被定为固定时间、例如定为0.4sec，因而根据施加力矩的初始值和最大施加力矩来确定Start区间的施加力矩的时间变化率。根据该时间变化率增加施加力矩。由于Start区间的持续时间被设定为固定时间，所以即使在高车速领域，也可以确保充足的偏离宽余时间。

接下来确定Close区间的时间变化波形。在Close区间内，按照图12所示的流程图来确定时间变化波形。当转向Close区间由于转向操作以外的条件而产生的时候，设定剧减范围，并在相当于转向系统摩擦量的施加力矩减少之前，设定为使施加力矩急剧减少的时间变化波形。之后，减少相当于转向系统摩擦量的施加力矩，即使减少施加力矩，也是以不让驾驶员感到不适的时间变化率来使施加力矩减少的波形。这样，可以不让驾驶员感到不适地使施加力矩的施加快些结束。

另一方面，由转向操作进行向Close区间的转移时，尽管图5没有示出，但即使没有设定剧减范围，没有使施加力矩减少，也是以不让驾驶员感不适的时间变化率来设定使施加力矩减少的时间变化波形。这样，即使施加力矩减少，也可以不让驾驶员感不适。

Claims (38)

1.一种驾驶支持装置，包括：防止偏离支持ECU、车速检测装置以及白线识别装置，所述防止偏离支持ECU根据从所述车速检测装置和所述白线识别装置输出的信息来判断行驶中的车辆是否要偏离车道，当判断出行驶中的车辆要偏离车道时，向所述车辆附加报警力矩来防止其偏离车道，其特征在于，

根据所述车辆的车速确定附加到所述车辆上的报警力矩的施加模式，

当判断出所述车辆偏离车道时的所述车辆的车速越快，就使得所述报警力矩越大。

2.如权利要求1所述的驾驶支持装置，其中，

向所述车辆附加报警力矩时，设定所述报警力矩的大小，使得在所述车辆上产生的偏航速率固定。

3.如权利要求2所述的驾驶支持装置，其中，对向所述车辆附加的报警力矩设定上限值。

4.如权利要求3所述的驾驶支持装置，其中，所述上限值是基准车速中的报警力矩。

5.如权利要求1～4中任一项所述的驾驶支持装置，其中，

根据向所述车辆附加的报警力矩的最大值，设定到达所述报警力矩最大值为止的所述报警力矩的时间变化率。

6.如权利要求5所述的驾驶支持装置，其中，

设定所述报警力矩的时间变化率，使得所述报警力矩到达最大值为止的时间固定。

7.如权利要求1所述的驾驶支持装置，其中，

使所述报警力矩增加之后，在使增加的所述报警力矩减少时，以不同于所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

8.如权利要求7所述的驾驶支持装置，其中，

将使所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值设定为比使所述报警力矩减少时的时间变化率的绝对值大。

9.如权利要求1所述的驾驶支持装置，其中，

在使所述报警力矩增加至最大值的过程中，从增加开始时刻起将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

10.如权利要求1所述的驾驶支持装置，其中，

当使所述报警力矩从最大值减少时，从减少开始时刻起将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

11.如权利要求9所述的驾驶支持装置，其特征在于，

当使所述报警力矩从最大值减少时，从减少开始时刻起将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

12.如权利要求11所述的驾驶支持装置，其中，

所述第一增加期间的报警力矩的增加率的绝对值小于所述第一减少期间的报警力矩的减少率的绝对值。

13.如权利要求10～12中任一项所述的驾驶支持装置，其中，

对通过附加报警力矩来防止偏离车道的处理进行设定，使得结束处理由转向操作来进行，

由所述转向操作进行所述结束处理时，从所述减少开始时刻开始根据所述第二减少期间的力矩减少率来减少力矩。

14.如权利要求1～4中任一项所述的驾驶支持装置，其特征在于，

使所述报警力矩增加之后，在使增加的所述报警力矩减少时，以不同于所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

15.如权利要求14所述的驾驶支持装置，其中，

将所述报警力矩增加时的变化率的绝对值设定为比所述报警力矩减少时的变化率的绝对值大。

16.如权利要求14所述的驾驶支持装置，其特征在于，

在使所述报警力矩增加到最大值的过程中，从增加开始时刻开始将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

17.如权利要求14所述的驾驶支持装置，其特征在于，

当使所述报警力矩从最大值开始减少时，从减少开始时刻开始将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

18.如权利要求1～4中任一项所述的驾驶支持装置，其中，

根据向所述车辆附加的报警力矩的最大值，设定到达所述报警力矩最大值为止的所述报警力矩的时间变化率，使所述报警力矩增加之后，在使增加了的所述报警力矩减小时，以不同于所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

19.如权利要求18所述的驾驶支持装置，其中，

将所述报警力矩增加时的变化率的绝对值设定为比所述报警力矩减少时的变化率的绝对值大。

20.如权利要求18所述的驾驶支持装置，其中，在使所述报警力矩增加到最大值的过程中，从增加开始时刻开始将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

21.如权利要求18所述的驾驶支持装置，其中，

当使所述报警力矩从最大值开始减少时，从减少开始时刻开始将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

22.一种驾驶支持方法，其中，当进行车道偏离判定，判断出行驶中的车辆要偏离车道时，向所述车辆附加报警力矩来防止其偏离车道，其特征在于，

根据所述车辆的车速确定向所述车辆附加的报警力矩的施加模式，

当判断出所述车辆偏离车道时的所述车辆的车速越快，使得所述报警力矩大。

23.如权利要求22所述的驾驶支持方法，其中，

当向所述车辆附加报警力矩时，设定所述报警力矩的大小，使得在所述车辆上产生的偏航速率固定。

24.如权利要求23所述的驾驶支持方法，其中，对向所述车辆附加的报警力矩设定上限值。

25.如权利要求24所述的驾驶支持方法，其中，所述上限值是基准车速中的报警力矩。

26.如权利要求22～25中任一项所述的驾驶支持方法，其中，

根据向所述车辆附加的报警力矩的最大值，设定到达所述报警力矩最大值为止的所述报警力矩的时间变化率。

27.如权利要求26所述的驾驶支持方法，其中，

设定所述报警力矩的时间变化率，使得所述报警力矩到达最大值之前的时间固定。

28.如权利要求22所述的驾驶支持方法，其中，

在使所述报警力矩增加之后，当使增加的所述报警力矩减少时，以不同于所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

29.如权利要求28所述的驾驶支持方法，其中，

将使所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值设定为比使所述报警力矩减少时的时间变化率的绝对值大。

30.如权利要求22所述的驾驶支持方法，其中，

在使所述报警力矩增加到最大值的过程中，从增加开始时刻开始将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

31.如权利要求22所述的驾驶支持方法，其中，

当使所述报警力矩从最大值开始减少时，从减少开始时刻开始将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

32.如权利要求30所述的驾驶支持方法，其特征在于，

使所述报警力矩从最大值开始减少时，从减少开始时刻开始将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

33.如权利要求32所述的驾驶支持方法，其中，

所述第一增加期间中的报警力矩的增加率的绝对值小于所述第一减少期间报警力矩的减少率的绝对值。

34.如权利要求31～33中任一项所述的驾驶支持方法，其中，

对通过附加报警力矩来防止偏离车道的处理进行设定，使得结束处理由转向操作来进行，

由所述转向操作进行所述结束处理时，从所述减少开始时刻开始根据所述第二减少期间的力矩减少率来减少力矩。

35.如权利要求22～25中任一项所述的驾驶支持方法，其特征在于，

在使所述报警力矩增加之后，当使增加的所述报警力矩减少时，以不同于所述报警力矩增加时的时间变化率的绝对值来减少报警力矩。

36.如权利要求35所述的驾驶支持方法，其中，

将所述报警力矩增加时的变化率的绝对值设定为比所述报警力矩减少时的变化率的绝对值大。

37.如权利要求35所述的驾驶支持方法，其特征在于，

在使所述报警力矩增加到最大值的过程中，从增加开始时刻开始将预定的第一增加期间的报警力矩的时间增加率设定为大于接下来的第二增加期间的报警力矩的时间增加率。

38.如权利要求35所述的驾驶支持方法，其特征在于，

当使所述报警力矩从最大值开始减少时，从减少开始时刻开始将预定的第一减少期间的报警力矩的时间减少率设定为大于接下来的第二减少期间的报警力矩的时间减少率。

Images