JP3826758B2

JP3826758B2 - 車線逸脱防止装置

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Publication number: JP3826758B2
Application number: JP2001310424A
Authority: JP
Inventors: 真次松本; 原平内藤; 智田家; 弘之吉沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP2003112620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に自車両が走行車線から逸脱しそうになったときに、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような車線逸脱防止装置としては、例えば特開平１１−９６４９７号公報に記載されるものがある。この車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱しそうになるのを判断し、走行車線の基準位置に対する自車両の走行位置の横ずれ量に応じて、運転者が容易に打ち勝てる程度の操舵制御トルクを操舵アクチュエータにより出力することで車線逸脱を防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の車線逸脱防止装置では、操舵アクチュエータを必要とするため、例えばアンチスキッド制御装置や駆動力制御装置を用いて各車輪の制動力或いは駆動力を制御し、その結果、車両にヨーモーメントを発生せしめて自車両の走行方向、或いは走行位置を制御することが考えられる。
【０００４】
そして、このように各車輪の制駆動力を制御する車線逸脱防止装置を構成すると、制駆動力制御時に自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えて、自車両が車線逸脱傾向にあることを乗員に知らせることができ、特に、乗員の注意力が低下しているときに有効であることが実験で分かっている。
しかしながら、そのような車線逸脱防止装置にあっては、制駆動力制御時に大きなピッチングが発生すると、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることが難しくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、制駆動力制御時のピッチングを抑制し、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができる走行車線逸脱防止装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する逸脱判定手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判定されると、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、を備え、前記制駆動力制御量算出手段は、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち前後輪の制駆動力差が小さくなるような制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量算出手段は、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力を発生し、自車両の後左右輪に制動力が発生するような制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、所定車輪がスリップ状態にあるか否かを判定するスリップ状態判定手段を備え、前記制駆動力制御量算出手段は、前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にあると判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち前記所定車輪の制駆動制御量が小さくなるような制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る発明は、前記制駆動力制御量算出手段は、前記制駆動力制御量算出手段は、前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にあると判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、前記所定車輪の制駆動力制御量を制限し、前記所定車輪の車両前後方向に対称な車輪の制駆動力制御量に前記制限分を加算した制駆動力制御量を算出し、前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にないと判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪のみ制動力を発生するように制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【００１０】
一方、上記課題を解決するために、請求項６に係る発明である車線逸脱防止装置は、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する逸脱判定手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判定されると、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記制駆動力制御量算出手段で算出された左右車輪の制駆動力制御量の差が所定値より大きい場合にはサスペンション装置の減衰力を大きくする減衰力制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記逸脱判定手段は、前記走行状態検出手段で検出された自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明である車線逸脱防止装置において、前記制駆動力制御量算出手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差が大きいほど大きい目標ヨーモーメントを算出し、その目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、請求項１に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、制駆動力制御で発生するヨーモーメントが大きく、左右輪の制駆動力制御量の差が大きくなったとしても、制駆動力制御時のピッチングを抑制し、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができ、自車両が車線逸脱傾向にあることを乗員に知らせることができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、左右輪の制動力を個別に制御して車両に発生するヨーモーメントを、車線逸脱回避方向への目標ヨーモーメントに一致させて走行車線からの逸脱を回避することができ、運転者の操舵操作に影響を与えることがないので、運転者に違和感を与えずに済む。
【００１５】
また、請求項３に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、後輪の各輪が発生する制動力が小さく、当該後輪のスリップ量が小さくて済み、スリップによる制御能力の低下を防ぐことができる。
【００１６】
さらに、請求項４に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、スリップ状態にある車輪の制駆動力制御量を小さくすると共に、他の車輪の制駆動力を大きくして、スリップによる制御能力の低下を防ぐというように、自車両のスリップ状態に応じて各車輪の制駆動力制御量を適切なものにすることができる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、制駆動力制御でヨーモーメントを確実に発生することができ、スリップによる制御能力の低下を防ぐことができる。
【００１８】
さらに、請求項６に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、制駆動力制御で発生するヨーモーメントが大きく、左右輪の制駆動力制御量の差が大きくなったとしても、サスペンション装置の減衰力を大きくすることで、制駆動力制御時に大きなピッチングやローリングが発生することはなく、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができ、自車両が車線逸脱傾向にあることを乗員に知らせることができる。
【００１９】
また、請求項７に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
また、請求項８に係る発明である車線逸脱防止装置にあっては、例えば、横変位と横変位限界値との差が大きくなるほど目標ヨーモーメントを大きくして、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車線逸脱防止装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の車線逸脱防止装置の一例を示す車両概略構成図である。この車両には、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも、左右輪の制動力を独立に制御可能としている。
【００２１】
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっているが、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。
【００２２】
前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述する制駆動力コントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。
【００２３】
また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、並びにスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述した制駆動力コントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。
【００２４】
また、この車両には、自車両の走行車線逸脱防止判断用に走行車線内の自車両の位置を検出するための外界認識センサとして、ＣＣＤカメラ１３及びカメラコントローラ１４を備えている。このカメラコントローラ１４では、ＣＣＤカメラ１３で捉えた自車両前方の撮像画像から、例えば白線等のレーンマーカを検出して走行車線を検出すると共に、その走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等を算出することができるように構成されている。
【００２５】
また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘg及び横加速度Ｙgを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートφ' を検出するヨーレートセンサ１６、前記マスタシリンダ３の出力圧、所謂マスタシリンダ圧Ｐm を検出するマスタシリンダ圧センサ１７、アクセルペダルの踏込み量、即ちアクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ１８、ステアリングホイール２１の操舵角δを検出する操舵角センサ１９、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖwi （ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲ、方向指示器による方向指示操作を検出する方向指示スイッチ２０が備えられ、それらの検出信号は前記制駆動力コントロールユニット８に出力される。また、前記カメラコントローラ１４で検出された走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌ等や、駆動トルクコントロールユニット１２で制御された駆動トルクＴwも合わせて制駆動力コントロールユニット８に出力される。なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。即ち、ヨーレートφ' や横加速度Ｙg、操舵角δ、ヨー角φは、左旋回時に正値となり、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となる。
【００２６】
さらに、この車両には、ディスプレイやスピーカを備えた車内情報提示装置２３が備えられ、制駆動力コントロールユニット８からの指令に応じて車線逸脱防止制御の停止等を乗員に提示する。
次に、前記制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理のロジックについて、図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 毎の所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報は随時記憶装置から読出される。
【００２７】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記各センサやコントローラ、コントロールユニットからの各種データを読み込む。具体的には、前記各センサで検出された前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、ヨーレートφ' 、各車輪速度Ｖwi 、アクセル開度Ａcc、マスタシリンダ圧Ｐm 、操舵角δ、方向指示スイッチ信号、また駆動トルクコントロールユニット１２からの駆動トルクＴw、カメラコントローラ１４からの走行車線に対する自車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β、走行車線幅Ｌを読み込む。
【００２８】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速度Ｖwiのうち、非駆動輪である前左右輪速度ＶwFL、ＶwFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、逸脱推定値として将来の推定横変位ＸＳを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ自車両の走行車線に対するヨー角φ、走行車線中央からの横変位Ｘ、走行車線の曲率β及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖを用い、下記１式に従って将来の推定横変位ＸＳを算出する。
【００２９】
ＸＳ＝Ｔt×Ｖ×（φ＋Ｔt×Ｖ×β）＋Ｘ ……… (1)
ここで、Ｔtは前方注視距離算出用の車頭時間であり、車頭時間Ｔtに自車両の走行速度Ｖを乗じると前方注視距離になる。つまり、車頭時間Ｔt後の走行車線中央からの横変位推定値が将来の推定横変位ＸＳとなる。後述するように、本実施形態では、この将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値以上となるときに自車両は走行車線を逸脱する可能性がある、或いは逸脱傾向にあると判断するのである。
【００３０】
次にステップＳ４に移行して、旋回状態の判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ横加速度Ｙgの絶対値が正値の所定値Ｙg0 以上であるときに急旋回状態であると判断し、車両不安定フラグＦCSをセットする。また、急旋回状態でないときには車両不安定フラグＦCSはリセットする。なお、これに付加して、前記ステップＳ１で読み込んだヨーレートφ' と、図３に示すように、自車両の走行速度Ｖ及び操舵角δから求まる目標ヨーレートとを比較して、自車両のステア状態、所謂オーバステアかアンダステアかの判定を行い、それらの判定結果を考慮して車両不安定フラグＦCSを設定するようにしてもよい。
【００３１】
次にステップＳ５に移行して、運転者の意図判断を行う。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ操舵角δ及び方向指示スイッチの少なくとも何れか一方から判定される自車両の進行方向（左右方向）と、前記ステップＳ３で算出された推定横変位ＸＳの符号（左方向が正）から判定される自車両の進行方向とが一致するときには、意図的な車線変更であると判断して車線変更判断フラグＦLCをセットする。また、両者が一致しないときには車線変更判断フラグＦLCはリセット状態とする。
【００３２】
次にステップＳ６に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを警報するか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、所定の横変位限界値Ｘc（例えば０．８ｍ）以上であるときに警報するとし、そうでないときには警報しないものとする。なお、前記推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜と横変位限界値Ｘc との間には若干の余裕値を持たせてもよい。また、警報のハンチングを防止するために閾値にヒステリシスを設けてもよい。さらに、横変位限界値Ｘcを、前記ステップＳ１で読み込んだ走行車線幅Ｌの半分値から自車両の車幅Ｌ0 の半分値を減じた値と所定値（例えば０．８ｍ）とのうち小さい方の値に設定してもよい。
【００３３】
次にステップＳ７に移行して、自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かの判断を行う。具体的には、前記ステップＳ６と同様に、前記ステップＳ３で算出した逸脱推定値としての将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が、前記横変位限界値Ｘc 以上であるときに自車両が走行車線から逸脱傾向にあるとして逸脱判断フラグＦLDをセットし、そうでないときには自車両は走行車線から逸脱傾向にはないとして逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。但し、前記ステップＳ４で設定した車両不安定フラグＦCSがセット状態にあるとき、或いは前記ステップＳ５で設定した車線変更判断フラグＦLCがセット状態にあるときには、車線逸脱防止制御を行わないので、これらの場合には、前記将来の推定横変位の絶対値｜ＸＳ｜が横変位限界値Ｘc 以上であっても逸脱判断フラグＦLDをリセット状態とする。
【００３４】
このように、本実施形態では、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳが所定の横変位限界値Ｘc以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあることを検出するため、自車両の走行車線に対する横位置を適切なものとすることができる。
次にステップＳ８に移行して、目標ヨーモーメントを算出設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときにだけ目標ヨーモーメントＭs を設定するので、当該逸脱判断フラグＦLDがセットされているときには、車両諸元から決まる比例係数Ｋ1 と、図４に示す走行速度Ｖに応じて設定される比例係数Ｋ2 と、前記ステップＳ３で算出された将来の推定横変位ＸＳと、横変位限界値Ｘc とを用いて、下記２式に従って目標ヨーモーメントＭs を算出する。
【００３５】
Ｍs ＝−Ｋ1 ×Ｋ2 ×（ＸＳ−Ｘc ）……… (2)
このように、本実施形態においては、自車両の走行状態から推定される将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差から目標ヨーモーメントＭsを算出するため、推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘcとの差が大きくなるほど目標ヨーモーメントが大きくなり、走行車線からの逸脱を確実に回避することができる。
【００３６】
なお、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには目標ヨーモーメントＭs は“０”とする。
次にステップＳ９に移行して、各車輪の目標制動力ＢFiを算出する。具体的には、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1未満であるときには自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪に等しい制動力を発生させ、当該目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1以上であるときには、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力を発生させると共に、前後輪の制駆動力差が小さくなるように後左右輪に制動力を発生させる。従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1未満であり、且つ、目標ヨーモーメントＭsが負値、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの前後左輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrlは“０”であり、前後右輪の目標制動力ＢFfr、ＢFrrは下記３式で与えられる。また、目標ヨーモーメントＭsが正値、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの前後右輪の目標制動力ＢFfr、ＢFrr は“０”であり、前後左輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrlは下記４式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）を示す。
【００３７】
ＢFfr＝ＢFrr＝｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (3)
ＢFfl＝ＢFrl＝｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (4)
従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1未満、即ち自車両の左右輪の制駆動力差が小さいときには、前後輪の制動力配分ＢFfl＋ＢFfr：ＢFrl＋ＢFrlは１：１となって、前後輪の制動力差が“０”になる。
【００３８】
同様に、目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1以上であり、且つ、目標ヨーモーメントＭsが負値、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの前左輪の目標制動力ＢFflは“０”であり、前右輪及び後左右輪の目標制動力ＢFfr、ＢFrl、ＢFrrは下記５式で与えられる。また、目標ヨーモーメントＭsが正値、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの前右輪の目標制動力ＢFfrは“０”であり、前左輪及び後左右輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrl、ＢFrrは下記６式で与えられる。
【００３９】
ＢFfr＝｜Ｍs ｜／Ｔ＋２×（｜Ｍs ｜−Ｍs1）／Ｔ
ＢFrl＝（｜Ｍs ｜−Ｍs1）／Ｔ
ＢFrr＝Ｍs1／Ｔ ……… (5)
ＢFfl＝｜Ｍs ｜／Ｔ＋２×（｜Ｍs ｜−Ｍs1）／Ｔ
ＢFrl＝Ｍs1／Ｔ
ＢFrr＝（｜Ｍs ｜−Ｍs1）／Ｔ ……… (6)
従って、前記目標ヨーモーメントの絶対値｜Ｍs ｜が所定値Ｍs1以上、即ち自車両の左右輪の制駆動力差が大きいときには、前後輪の制動力配分ＢFfl＋ＢFfr：ＢFrl＋ＢFrlは（３｜Ｍs｜−２Ｍs1）：｜Ｍs｜となって、必ずしも１：１にはならないが、前後輪の制動力差が十分に小さくなる。
【００４０】
このように、本実施形態にあっては、目標ヨーモーメントＭsが大きく、自車両の左右輪の制動力差が大きいときには、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力を発生させると共に、自車両の後左右輪に制動力を発生させて、前後輪の制駆動力差が小さくなるように各車輪の制駆動力制御量を算出するため、後輪の各輪が発生する制動力が小さく、当該後輪のスリップ量が小さくて済み、スリップによる制御能力の低下を防ぐことができる。
【００４１】
次にステップＳ１０に移行して、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００４２】
これに対し、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときには、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは、前記ステップＳ９で算出された各車輪の目標制動力ＢFiに応じた値をそれぞれマスタシリンダ圧Ｐm、ＰmRに加算する下記７式で与えられる。なお、式中のＫbf、Ｋbrはブレーキ諸元や輪荷重（加重移動を考慮したもの）から決まる換算係数である。
【００４３】
ＰSFL＝Ｐm ＋Ｋbf×ＢFfl
ＰSFR＝Ｐm ＋Ｋbf×ＢFfｒ
ＰSRL＝ＰmR＋Ｋbr×ＢFrl
ＰSRR＝ＰmR＋Ｋbr×ＢFrr ……… (7)
なお、目標制動流体圧Ｐsiの算出方法は、各車輪の目標制動力ＢFiに応じた制動流体圧を当該各車輪のマスターシリンダ圧Ｐm、ＰmRに加算する方法に限られるものではなく、例えばマスターシリンダ圧Ｐm、ＰmRを中央値として左右輪に制動力差を設定するようにしてもよい。制動力差を設定して目標制動流体圧Ｐsiを算出する方法では、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記８式で算出される。
【００４４】
ＰSFL＝Ｐm −（ＢFfr−ＢFfl）／２
ＰSFR＝Ｐm ＋（ＢFfr−ＢFfl）／２
ＰSRL＝ＰmR−（ＢFrr−ＢFrl）／２
ＰSRR＝ＰmR＋（ＢFrr−ＢFrl）／２ ……… (8)
但し、前右輪の目標制動力ＢFfrから前左輪の目標制動力ＢFflを減じた値の半分値がマスターシリンダ圧Ｐm 以上であるときには、前左輪の目標制動流体圧ＰSFLを“０”とし、前右輪の目標制動流体圧ＰSFR を（ＢFfr−ＢFfl）とする。また、後右輪の目標制動力ＢFrrから後左輪の目標制動力ＢFrlを減じた値の半分値がマスターシリンダ圧Ｐm 以上であるときには、後左輪の目標制動流体圧ＰSFLを“０”とし、後右輪の目標制動流体圧ＰSRRを（ＢFrr−ＢFrl）とする。
【００４５】
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記９式で算出される。
ＰSFL＝Ｐm ＋（ＢFfl−ＢFfr）／２
ＰSFR＝Ｐm −（ＢFfl−ＢFfr）／２
ＰSRL＝ＰmR＋（ＢFrl−ＢFrr）／２
ＰSRR＝ＰmR−（ＢFrl−ＢFrr）／２ ……… (9)
但し、前左輪の目標制動力ＢFflから前右輪の目標制動力ＢFfrを減じた値の半分値がマスターシリンダ圧Ｐm 以上であるときには、前右輪の目標制動流体圧ＰSFRを“０”とし、前左輪の目標制動流体圧ＰSFL を（ＢFfl−ＢFfr）とする。また、後左輪の目標制動力ＢFrlから後右輪の目標制動力ＢFrrを減じた値の半分値がマスターシリンダ圧Ｐm 以上であるときには、後右輪の目標制動流体圧ＰSRRを“０”とし、後左輪の目標制動流体圧ＰSFLを（ＢFrl−ＢFrr）とする。
【００４６】
次にステップＳ１１に移行して、駆動輪の目標駆動力を算出する。本実施形態では、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、アクセル操作が行われていてもエンジンの出力を絞って加速できなくする。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記ステップＳ１で読み込んだアクセル開度Ａccに応じた値から、前記前後輪の目標制動流体圧差の和に応じた値を減じた値とする。つまり、アクセル開度Ａccに応じた値とは、当該アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルクであり、前後輪の目標制動流体圧差の和に応じた値とは、目標制動流体圧差の和によって生じる制動トルクである。従って、逸脱判断フラグＦLDがセットされており、車線逸脱防止制御が行われるときには、前記目標制動流体圧差ΔＰSF、ΔＰSRの和によって生じる制動トルク分だけ、エンジンのトルクが低減されることになる。なお、逸脱判断フラグＦLDがリセットされているときの目標駆動トルクＴrqDSは、前記アクセル開度Ａccに応じて自車両を加速する駆動トルク分だけとなる。
【００４７】
次にステップＳ１２に移行して、前記ステップＳ１０で算出された各車輪の目標制動流体圧を前記制動流体圧制御回路７に向けて出力すると共に、前記ステップＳ１１で算出された駆動輪の目標駆動トルクを前記駆動トルクコントロールユニット１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように、且つ、前後輪の制動力が等しくなるように、図５ａに示すように自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪に等しい制動力が発生される。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、運転者に違和感を与えずに車線逸脱を防止することが可能となる。また、例えば目標ヨーモーメントＭs が大きく、左右輪の制動力の差が大きくなったとしても、制駆動力制御時に大きなピッチングが発生することはなく、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができ、自車両が車線逸脱傾向にあることを乗員に知らせることができる。ちなみに、図５ｃは、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪にだけ制動力を発生させる例であり、制駆動力制御時に大きなピッチングが発生してしまうため、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができない。
【００４８】
また、この実施形態では、目標ヨーモーメントＭsの大きさが所定値Ｍs1以上になると、図５ｂに示すように、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力が発生されると共に、前後輪の制駆動力差が小さくなるように後左右輪に制動力が発生されるので、後輪の各輪が発生する制動力が小さくなって、当該後輪のスリップ量が小さくなり、スリップによる制御能力の低下が抑制防止される。
【００４９】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第２実施形態について説明する。この実施形態では、前記第１実施形態の制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理が、前記第１実施形態の図２のものから、図６のものに変更されている。
この図６の演算処理は、前記第１実施形態の図２の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図６の演算処理では、前記図２の演算処理のステップＳ８とＳ９との間にステップＳ１３が設けられており、ステップＳ９がステップＳ９’に変更されている。
【００５０】
このうち、ステップＳ１３では、前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖから、前記ステップＳ１で読み込んだ各車輪速度Ｖwiのうち駆動輪である後左輪速度ＶwFLを減じた値が所定の設定値Ｓlmt以上であるか否か判定し、設定値Ｓlmt以上であるときには、後左輪がスリップしていると判断し、後左輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rlをセットする。また、後左輪がスリップしていないときには後左輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rlはリセットする。
【００５１】
また同様に、前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖから、前記ステップＳ１で読み込んだ後右輪速度ＶwFRを減じた値が所定の設定値Ｓlmt以上であるか否か判定し、設定値Ｓlmt以上であるときには、後右輪がスリップしていると判断し、後右輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rrをセットする。また、後右輪がスリップしていないときには後右輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rrはリセットする。
【００５２】
次にステップＳ９’に移行して、各車輪の目標制動力ＢFiを算出する。ここでは、後輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_iがリセット状態であるときには自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪に等しい制動力を発生させ、後輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_iがセット状態であるときには自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力を発生させると共に、スリップしている車輪の制動力が小さくなるように後左右輪に制動力を発生させる。従って、後右輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rr及び後左輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rlのセット状態が同じであり、且つ、目標ヨーモーメントＭsが負値、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの前後左輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrlは“０”であり、前後右輪の目標制動力ＢFrl、ＢFrrは下記１０式で与えられる。また、目標ヨーモーメントＭsが正値、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの前後右輪の目標制動力ＢFfr、ＢFrr は“０”であり、前後左輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrlは下記１１式で与えられる。なお、式中のＴはトレッド（前後輪で同じとする）を示す。
【００５３】
ＢFfr＝ＢFrr＝｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (10)
ＢFfl＝ＢFrl＝｜Ｍs ｜／Ｔ ……… (11)
同様に、後右輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rrがセット状態であり、後左輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rlがリセット状態であり、且つ、目標ヨーモーメントＭsが負値、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの前左輪の目標制動力ＢFflは“０”であり、前右輪及び後左右輪の目標制動力ＢFfr、ＢFrl、ＢFrrは下記１２式で与えられる。また、後右輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rrがリセット状態であり、後左輪のスリップ上昇判断フラグＦslp_rlがセット状態であり、且つ、目標ヨーモーメントＭsが正値、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの前左輪の目標制動力ＢFfrは“０”であり、前左輪及び後左右輪の目標制動力ＢFfl、ＢFrl、ＢFrrは下記１３式で与えられる。なお、式中のＢFrr_onはスリップ上昇判断フラグＦslp_rlがリセット状態からセット状態に変化したときの後右輪の目標制動力であり、ＢFrl_onはスリップ上昇判断フラグＦslp_rlがリセット状態からセット状態に変化したときの後左輪の目標制動力である。
【００５４】
ＢFfr＝３×｜Ｍs ｜／Ｔ−２×ＢFrr_on
ＢFrl＝｜Ｍs ｜／Ｔ−ＢFrr_on
ＢFrr＝ＢFrr_on ……… (12)
ＢFfl＝３×｜Ｍs ｜／Ｔ−２×ＢFrl_on
ＢFrl＝ＢFrl_on
ＢFrr＝｜Ｍs ｜／Ｔ−ＢFrl_on ……… (13)
この演算処理によれば、前記第１実施形態と同様に、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように、且つ、前後輪の制動力が等しくなるように、図７ａに示すように自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪に等しい制動力を発生させる。これにより、例えば操舵入力が小さいときには、車両に車線逸脱を防止するヨーモーメントが発生して車線逸脱が防止されると共に、制動力によって車両の走行速度が減速されるため、より安全に車線の逸脱を防止することが可能となる。
【００５５】
また、この実施形態では、自車両の走行速度Ｖと後左輪速度ＶwFLとの差や、自車両の走行速度Ｖと後右輪速度ＶwFRとの差が設定値Ｓlmt以上になると、後輪がスリップしていると判断されてスリップ上昇判断フラグＦslp_iがセットされ、図７ｂに示すように、スリップ傾向にある車輪の制動力が制限されると共に、前記スリップ傾向にある車輪の車両前後方向に対称な車輪の制動力に前記制限分が加算されるため、制駆動力制御でヨーモーメントが確実に発生され、スリップによる制御能力の低下が防止される。なお、この実施形態では、後輪がスリップ傾向にあることを検出する例を示したが、これに限定されるものではなく、前輪がスリップ傾向にあることを検出して、スリップ傾向にあることが検出された前輪の制動力を制限するようにしてもよい。
【００５６】
次に、本発明の車線逸脱防止装置の第３実施形態について説明する。この実施形態の車両概略構成は、前記第１実施形態の図１のものに加えて、減衰力の大きさを５段階に切り換えることができるショックアブソーバを有するサスペンション装置を備えている。その他の構成は、前記第１実施形態の図１のものと同等である。
【００５７】
この実施形態の制駆動力コントロールユニット８で行われる演算処理を図８のフローチャートに示す。この図８の演算処理は、前記第１実施形態の図２の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図８の演算処理では、前記図２の演算処理の前記ステップＳ９がステップＳ９”に、前記ステップＳ１０がＳ１０”に変更されている。
【００５８】
このうち、ステップＳ９”では、各車輪への目標制動流体圧Ｐsiを算出する。前記ステップＳ１で読み込んだマスタシリンダ圧Ｐm に対し、前後制動力配分に基づく後輪用マスタシリンダ圧をＰmRとしたとき、前記逸脱判断フラグＦLDがリセット状態にあるときには、前左右輪５ＦＬ、５ＦＲのホイールシリンダ６ＦＬ、６ＦＲへの目標制動流体圧ＰSFL 、ＰSFR は共にマスタシリンダ圧Ｐm となり、後左右輪５ＲＬ、５ＲＲのホイールシリンダ６ＲＬ、６ＲＲへの目標制動流体圧ＰSRL 、ＰSRR は共に後輪用マスタシリンダ圧ＰmRとなる。
【００５９】
一方、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときでも、前記目標ヨーモーメントＭs が負値であるとき、即ち自車両が左方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１４式で与えられる。
ＰSFL＝Ｐm
ＰSFR＝Ｐm ＋ΔＰsf
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR ……… (14)
但し、前左右輪制動流体差圧ΔＰsf＝２×Ｋbf×｜Ｍs ｜／Ｔ
これに対し、前記目標ヨーモーメントＭs が正値であるとき、即ち自車両が右方向に車線逸脱しようとしているときの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲへの目標制動流体圧Ｐsiは下記１５式で与えられる。
【００６０】
ＰSFL＝Ｐm ＋ΔＰsf
ＰSFR＝Ｐm
ＰSRL＝ＰmR
ＰSRR＝ＰmR ……… (15)
また、ステップＳ１０”では、ショックアブソーバの減衰力の大きさを設定する。ここでは、前記逸脱判断フラグＦLDがセットされているときにだけショックアブソーバの減衰力の大きさを設定するので、当該逸脱判断フラグＦLDがセットされており、且つ、前左右輪制動流体差圧ΔＰsfが所定値ΔＰss以下であるときには、当該逸脱判断フラグＦLDをセットした時点の設定値よりも減衰力を１段階大きく設定し、前左右輪制動流体差圧ΔＰsfが所定値ΔＰssより大きいときには、当該逸脱判断フラグＦLDをセットした時点の設定値よりも減衰力を２段階大きく設定する。
【００６１】
この演算処理によれば、前記第１実施形態と同様に、急旋回状態でなく、且つ運転者の意図的な車線変更でもなく、且つ将来の推定横変位ＸＳが横変位限界値Ｘc 以上となったときに、自車両は走行車線から逸脱する傾向にあると判断されて逸脱判断フラグＦLDがセットされ、前記将来の推定横変位ＸＳと横変位限界値Ｘc との差に基づいて目標ヨーモーメントＭs を算出し、その目標ヨーモーメントＭs が達成されるように制動力を発生させる。
【００６２】
また、逸脱判断フラグＦLDがセットされると、目標ヨーモーメントＭs の大きさに応じてショックアブソーバの減衰力が大きく設定されるため、目標ヨーモーメントＭsが大きく設定されて、左右輪の制駆動力差が大きくなったとしても、制駆動力制御時に大きなピッチングやローリングが発生することはなく、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができ、自車両が車線内に押し戻されているような感じを乗員に与えることができ、自車両が車線逸脱傾向にあることを乗員に知らせることができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、図１の各センサ及びカメラコントローラ１４及び図２の演算処理のステップＳ１が本発明の走行状態検出手段を構成し、以下同様に、図２の演算処理のステップＳ３が逸脱判断手段を構成し、図２、図６及び図８の演算処理のステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ９’及びＳ９”が制駆動力制御量算出手段を構成し、図１の制動流体圧制御回路７及び駆動トルクコントロールユニット１２が制駆動力制御手段を構成し、図６の演算処理のステップＳ１３がスリップ状態検出手段を構成している。
また、上記実施の形態は本発明の車線逸脱防止装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図４】図２の演算処理に用いられる制御マップである。
【図５】図２の演算処理の作用の説明図である。
【図６】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図６の演算処理の作用の説明図である。
【図８】図１の制駆動力コントロールユニット内で実行される情報演算処理の第３実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６ＦＬ〜６ＲＲはホイールシリンダ
７は制動流体圧制御回路
８は制駆動力コントロールユニット
９はエンジン
１２は駆動トルクコントロールユニット
１３はＣＣＤカメラ
１４はカメラコントローラ
１５は加速度センサ
１６はヨーレートセンサ
１７はマスタシリンダ圧センサ
１８はアクセル開度センサ
１９は操舵角センサ
２０は方向指示スイッチ
２２ＦＬ〜２２ＲＲは車輪速度センサ
２３車内情報提示装置

Claims

自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する逸脱判定手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判定されると、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、を備え、
前記制駆動力制御量算出手段は、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち前後輪の制駆動力差が小さくなるような制駆動力制御量を算出することを特徴とする車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御手段は、少なくとも左右輪の制動力を個別に制御できることを特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量算出手段は、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前輪に制動力を発生し、自車両の後左右輪に制動力が発生するような制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項２に記載の車線逸脱防止装置。
所定車輪がスリップ状態にあるか否かを判定するスリップ状態判定手段を備え、
前記制駆動力制御量算出手段は、前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にあると判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち前記所定車輪の制駆動制御量が小さくなるような制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量算出手段は、前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にあると判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、前記所定車輪の制駆動力制御量を制限し、前記所定車輪の車両前後方向に対称な車輪の制駆動力制御量に前記制限分を加算した制駆動力制御量を算出し、
前記スリップ状態判定手段で前記所定車輪がスリップ状態にないと判定されると、前記ヨーモーメントを発生する制駆動力制御量を複数算出可能である場合には、前記各車輪の制駆動力制御量として、前記複数算出可能な制駆動力制御量のうち、自車両の走行車線からの逸脱方向と反対側の前後輪のみ制動力を発生するように制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項４に記載の車線逸脱防止装置。
自車両が走行車線から逸脱傾向にあるか否かを判定する逸脱判定手段と、自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判定されると、自車両の走行車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントが発生するように各車輪の制駆動力制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、その制駆動力制御量に応じて各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記制駆動力制御量算出手段で算出された左右車輪の制駆動力制御量の差が所定値より大きい場合にはサスペンション装置の減衰力を大きくする減衰力制御手段と、を備えたことを特徴とする車線逸脱防止装置。
前記逸脱判定手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位が所定の横変位限界値以上であるときに、自車両が走行車線から逸脱傾向にあると判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。
前記制駆動力制御量算出手段は、自車両の走行状態から推定される将来の自車両の走行車線に対する横変位と横変位限界値との差が大きいほど大きい目標ヨーモーメントを算出し、その目標ヨーモーメントに基づいて各車輪の制駆動力制御量を算出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の車線逸脱防止装置。