JP4577013B2 - 車線逸脱防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が走行車線から逸脱傾向にあるとき、その逸脱を防止する車線逸脱防止装置に関する。

従来の車線逸脱防止装置として、車両が走行車線から逸脱傾向にあるとき、ヨー制御と減速制御とを組み合わせた制動制御、すなわち逸脱推定量に基づいて車両にヨーモーメントを付与するとともに、車両を減速させる逸脱回避制御を行う装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１１２５４０号公報

ところで、これまでの逸脱回避制御では、自車両が被牽引車両を牽引していることは問題にしていなかった。しかし、自車両が被牽引車両を牽引している状態で、逸脱回避制御によりヨーモーメントを自車両に付与してしまうと、被牽引車両を牽引している関係で、自車両に適切にヨーモーメントが付与されない場合がある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、自車両が被牽引車両を牽引している場合でも、自車両が適切に逸脱回避できる車線逸脱防止装置の提供を目的とする。

本発明に係る車線逸脱防止装置は、走行車線に対する自車両の逸脱傾向を判定する車線逸脱傾向判定手段と、自車両が被牽引車両を牽引していることを検出する牽引検出手段と、前記車線逸脱傾向判定手段が逸脱傾向があると判定した場合、自車両にヨーモーメントを付与して走行車線に対する自車両の逸脱を回避する逸脱回避制御手段とを備えている。
この車線逸脱防止装置は、前記牽引検出手段が前記牽引を検出した場合、前記ヨーモーメントを制御量補正手段により補正する。

本発明によれば、牽引検出手段が牽引を検出した場合、逸脱回避制御手段が自車両に付与するヨーモーメントを補正しているので、当該ヨーモーメントを逸脱回避挙動に起因して発生する被牽引車両から自車両への力の入力を考慮したヨーモーメントにすることができるから、自車両が被牽引車両を牽引している場合でも、適切に逸脱回避できるようになる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施形態は、本発明に係る車線逸脱防止装置を搭載した後輪駆動車両である。この後輪駆動車両は、自動変速機とコンベンショナルディファレンシャルギヤとを搭載し、前後輪とも左右輪の制動力を独立制御可能な制動装置を搭載している。

図１は、本実施形態を示す概略構成図である。
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の踏込み量に応じて、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧を各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給する。また、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部７が介装されており、この制動流体圧制御部７によって、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。

制動流体圧制御部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部を利用したものである。制動流体圧制御部７は、単独で各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御することも可能であるが、後述する制駆動力コントロールユニット８から制動流体圧指令値が入力されたときには、その制動流体圧指令値に応じて制動流体圧を制御するようにもなっている。

例えば、制動流体圧制御部７は、液圧供給系にアクチュエータを含んで構成されている。アクチュエータとしては、各ホイールシリンダ液圧を任意の制動液圧に制御可能な比例ソレノイド弁が挙げられる。
また、この車両には、駆動トルクコントロールユニット１２が設けられている。駆動トルクコントロールユニット１２は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比及びスロットルバルブ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は、燃料噴射量や点火時期を制御したり、同時にスロットル開度を制御することで、エンジン９の運転状態を制御する。この駆動トルクコントロールユニット１２は、制御に使用した駆動トルクＴｗの値を制駆動力コントロールユニット８に出力する。

なお、この駆動トルクコントロールユニット１２は、単独で後輪５ＲＬ，５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、制駆動力コントロールユニット８から駆動トルク指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値に応じて駆動輪トルクを制御するようにもなっている。
また、この車両には、画像処理機能付きの撮像部１３が設けられている。撮像部１３は、自車両の車線逸脱傾向検出用として、走行車線内の自車両の位置を検出するために備えられている。例えば、撮像部１３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラからなる単眼カメラで撮像するように構成されている。この撮像部１３は車両前部に設置されている。

撮像部１３は、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、その検出したレーンマーカに基づいて走行車線を検出している。さらに、撮像部１３は、その検出した走行車線に基づいて、自車両の走行車線と自車両の前後方向軸とのなす角（ヨー角）φ、走行車線中央からの横変位Ｘ及び走行車線曲率β等を算出する。この撮像部１３は、算出したこれらヨー角φ、横変位Ｘ及び走行車線曲率β（道路半径Ｒ）等を制駆動力コントロールユニット８に出力する。

また、この車両には、ナビゲーション装置１４が設けられている。ナビゲーション装置１４は、自車両に発生する前後加速度Ｙｇ或いは横加速度Ｘｇ、又は自車両に発生するヨーレイトφ´を検出する。このナビゲーション装置１４は、検出した前後加速度Ｙｇ、横加速度Ｘｇ及びヨーレイトφ´を、道路情報とともに、制駆動力コントロールユニット８に出力する。ここで、道路情報としては、車線数や一般道路か高速道路かを示す道路種別情報がある。なお、ヨーレイトφ´については、専用のヨーレイトセンサで検出して良い。

また、この車両には、トーイング（牽引）を検出するトーイング検出装置１５が設けられている。例えば、トーイング検出装置１５は、自車両と被牽引車とのジョイント状態からトーイングを検出したり、自車両の駆動力と実際の加速度との関係からトーイングを検出したりする。
さらに、トーイング検出装置１５は、被牽引車両の重量ｍ_ｔを検出する。例えば、非トーイング走行時の制動液圧と減速度との関係と、トーイング走行時の制動液圧と減速度との関係とからなる被牽引車両の重量のマップを用意しておく。例えば走行実験により予め得ているマップである。トーイング検出装置１５は、このようなマップを用いてトーイング検出時に被牽引車両の重量を得る。そして、トーイング検出装置１５は、トーイング検出信号や被牽引車両の重量ｍ_ｔを制駆動力コントロールユニット８に出力する。

なお、本発明は、これに限らず、例えば、車両が牽引可能な重量から予め牽引車両の重量を設定しても良く、また、運転者が操作手段等により牽引車両の重量をコントロールユニット１２に入力できるようにしても良い。
また、この車両には、マスタシリンダ３の出力圧、すなわちマスタシリンダ液圧Ｐｍｆ，Ｐｍｒ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、すなわちアクセル開度θｔ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、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、及び各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度、所謂車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を検出する車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲが設けられている。そして、これらセンサ等が検出した検出信号は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、いずれも左方向を正方向とする。すなわち、ヨーレイトφ´、横加速度Ｘｇ及びヨー角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。また、前後加速度Ｙｇは、加速時に正値となり、減速時に負値となる。

次に、制駆動力コントロールユニット８で行う演算処理手順について、図２を用いて説明する。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、この図２に示す処理内には通信処理を設けていないが、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。

先ずステップＳ１において、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各種データを読み込む。具体的には、ナビゲーション装置１４が得た前後加速度Ｙｇ、横加速度Ｘｇ、ヨーレイトφ´及び道路情報、各センサが検出した、各車輪速度Ｖｗｉ、操舵角δ、アクセル開度θｔ、マスタシリンダ液圧Ｐｍｆ，Ｐｍｒ及び方向スイッチ信号、並びに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、撮像部１３からヨー角φ、横変位Ｘ０（横変位Ｘの現在値）及び走行車線曲率β、トーイング検出装置１５が得たトーイング検出結果を読み込む。例えば、ヨー角φ、横変位Ｘ０及び走行車線曲率βは、図３に示すような値として得られる。

続いてステップＳ２において、トーイング判定をする。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだトーイング検出信号に基づいてトーイングしているか否かを判定する。ここで、トーイングを検出した場合、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗをＯＮにして、トーイングを検出できない場合、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗをＯＦＦにする。そして、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗをＯＮとした場合、トーイング検出装置１５が得た被牽引車両の重量ｍ_ｔを読み込む。

続いてステップＳ３において、車速Ｖ及び減速度ｇ_ｄを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で読み込んだ車輪速度Ｖｗｉに基づいて、下記（１）式により車速Ｖを算出する。
前輪駆動の場合
Ｖ＝（Ｖｗｒｌ＋Ｖｗｒｒ）／２
後輪駆動の場合
Ｖ＝（Ｖｗｆｌ＋Ｖｗｆｒ）／２
・・・（１）
ここで、Ｖｗｆｌ，Ｖｗｆｒは左右前輪それぞれの車輪速度であり、Ｖｗｒｌ，Ｖｗｒｒは左右後輪それぞれの車輪速度である。すなわち、この（１）式では、従動輪の車輪速の平均値として車速Ｖを算出している。なお、本実施形態では、後輪駆動の車両であるので、後者の式、すなわち前輪の車輪速度により車速Ｖを算出する。

また、このように算出した車速Ｖは好ましくは通常走行時に用いる。例えば、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System)制御等が作動している場合には、そのＡＢＳ制御内で推定している推定車体速度を前記車速Ｖとして用いるようにする。また、ナビゲーション装置１４でナビゲーション情報に利用している値を前記車速Ｖとして用いても良い。
また、自車両の減速度ｇ_ｄについては、今回処理時の車速をＶ_ｎとし、前回処理時の車速をＶ_ｐとし、処理時間をΔｔとして下記（２）式を用いて算出する。
ｇ_ｄ＝（Ｖ_ｎ−Ｖ_ｐ／Δｔ） ・・・（２）

続いてステップＳ４において、車線逸脱傾向の判定を行う。この判定処理の処理手順は具体的には図４に示すようになる。
先ずステップＳ２１において、所定時間Ｔ後の車両重心横位置の推定横変位Ｘｓを算出する。具体的には、前記ステップＳ１で得たヨー角φ、走行車線曲率β及び横変位Ｘ、及び前記ステップＳ２で得た車速Ｖを用いて、下記（３）式により推定横変位Ｘｓを算出する。
Ｘｓ＝Ｔｔ・Ｖ・（φ＋Ｔｔ・Ｖ・β）＋Ｘ ・・・（３）
ここで、Ｔｔは前方注視距離算出用の車頭時間であり、この車頭時間Ｔｔに自車速Ｖを乗じると前方注視点距離になる。すなわち、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。

続いてステップＳ２２において、逸脱判定をする。具体的には、推定横変位Ｘｓと所定の逸脱傾向判定用しきい値（横変位限界距離）Ｘ_Ｌとを比較する。
ここで、逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌは、一般的に車両が車線逸脱傾向にあると把握できる値であり、実験等で得る。例えば、逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌは、走行路の境界線の位置を示す値であり、例えば、下記（４）式により算出する。
Ｘ_Ｌ＝（Ｌ−Ｈ）／２ ・・・（４）
ここで、Ｌは車線幅であり、Ｈは車両の幅である。車線幅Ｌについては、撮像部１３が撮像画像を処理することで得ている。また、ナビゲーション装置１４から車両の位置を得たり、ナビゲーション装置１４の地図データから車線幅Ｌを得ても良い。

このステップＳ２２において、推定横変位Ｘｓが所定の逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌ以上の場合（｜Ｘｓ｜≧Ｘ_Ｌ）、車線逸脱傾向ありと判定し、推定横変位Ｘｓが所定の逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌ未満の場合（｜Ｘｓ｜＜Ｘ_Ｌ）、車線逸脱傾向なしと判定する。
続いてステップＳ２３において、逸脱判断フラグを設定する。すなわち、前記ステップＳ２２において、車線逸脱傾向ありと判定した場合（｜Ｘｓ｜≧Ｘ_Ｌ）、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮにする（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）。また、前記ステップＳ２２において、車線逸脱傾向なしと判定した場合（｜Ｘｓ｜＜Ｘ_Ｌ）、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦにする（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。

このステップＳ２２及びステップＳ２３の処理により、例えば自車両が車線中央から離れていき、推定横変位Ｘｓが逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌ以上になったとき（｜Ｘｓ｜≧Ｘ_Ｌ）、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮになる（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）。また、自車両（Ｆｏｕｔ＝ＯＮの状態の自車両）が車線中央側に復帰していき、推定横変位Ｘｓが逸脱傾向判定用しきい値Ｘ_Ｌ未満になったとき（｜Ｘｓ｜＜Ｘ_Ｌ）、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦになる（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。例えば、車線逸脱傾向がある場合に、後述する逸脱回避のための制動制御が実施されたり、或いは運転者自身が回避操作をすれば、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮからＯＦＦになる。

続いてステップＳ２４において、横変位Ｘに基づいて逸脱方向Ｄｏｕｔを判定する。具体的には、車線中央から左方向に横変位している場合、その方向を逸脱方向Ｄｏｕｔにし（Ｄｏｕｔ＝ｌｅｆｔ）、車線中央から右方向に横変位している場合、その方向を逸脱方向Ｄｏｕｔにする（Ｄｏｕｔ＝ｒｉｇｈｔ）。
以上のようにステップＳ４において車線逸脱傾向を判定する。

続いてステップＳ５において、運転者の車線変更の意図を判定する。具体的には、前記ステップＳ１で得た方向スイッチ信号及び操舵角δに基づいて、次のように運転者の車線変更の意図を判定する。
方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と、前記ステップＳ４で得た逸脱方向Ｄｏｕｔが示す方向とが同じである場合、運転者が意識的に車線変更していると判定し、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦに変更する（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。すなわち、逸脱傾向なしとの判定結果に変更する。

また、方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）と、前記ステップＳ４で得た逸脱方向Ｄｏｕｔが示す方向とが異なる場合、逸脱判断フラグＦｏｕｔを維持し、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮのままにする（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）。すなわち、逸脱傾向ありとの判定結果を維持する。
また、方向指示スイッチ２０が操作されていない場合には、操舵角δに基づいて運転者の車線変更の意図を判定する。すなわち、運転者が逸脱方向に操舵している場合において、その操舵角δとその操舵角の変化量（単位時間当たりの変化量）Δδとの両方が設定値以上のときには、運転者が意識的に車線変更していると判定し、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＦＦに変更する（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）。

このように、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮである場合において運転者が意識的に車線変更していないときには、逸脱判断フラグＦｏｕｔをＯＮに維持している。
続いてステップＳ６において、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、車線逸脱回避のための警報として、音出力又は表示出力をする。
続いてステップＳ７において、減速制御判定をする。具体的には、この判定処理の処理手順は図５に示すようになる。

先ず、ステップＳ３１において、前記ステップＳ４で算出した推定横変位Ｘｓから横変位限界距離Ｘ_Ｌを減じて得た減算値（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ）が減速制御判定用しきい値Ｘ_β以上か否かを判定する。
ここで、減速制御判定用しきい値Ｘ_βは、走行車線曲率βに応じて設定される値であり、その関係は、例えば図６に示すようになる。

この図６に示すように、走行車線曲率βが小さいときには、減速制御判定用しきい値Ｘ_βはある一定の大きい値となり、走行車線曲率βがある値より大きくなると、走行車線曲率βに対して減速制御判定用しきい値Ｘ_βは反比例の関係となり、走行車線曲率βがさらに大きくなると、減速制御判定用しきい値Ｘ_βはある一定の小さい値となる。さらに、減速制御判定用しきい値Ｘ_βは、車速Ｖが大きいほど、小さい値になるようにしても良い。

このステップＳ３１において、前記減算値（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ）が減速制御判定用しきい値Ｘ_β以上の場合、減速制御を行うと決定し、前記減算値（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ）が減速制御判定用しきい値Ｘ_β未満の場合、減速制御を行わない決定をする。
続いてステップＳ３２において、前記ステップＳ３１の判定結果に基づいて、減速制御作動判断フラグＦｇｓを設定する。すなわち、前記ステップＳ３１で減速制御を行うと決定した場合（（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ）≧Ｘ_β）、減速制御作動判断フラグＦｇｓをＯＮにして、前記ステップＳ３１で減速制御を行わないと決定した場合（（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ）＜Ｘ_β）、減速制御作動判断フラグＦｇｓをＯＦＦにする。

続いてステップＳ８において、車線逸脱回避制御として車両に付与する目標ヨーモーメントＭｓを算出する。具体的には、この算出処理の処理手順は図７に示すようになる。
先ずステップＳ４１において、前記ステップＳ４で設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔの状態を判定する。ここで、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、ステップＳ４２に進み、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦの場合、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、目標ヨーモーメントＭｓを０にする（Ｍｓ＝０）。そして、当該図７に示す処理を終了する。
また、ステップＳ４２では、前記ステップＳ４で得た推定横変位Ｘｓと横変位限界距離Ｘ_Ｌとに基づいて下記（５）式により目標ヨーモーメントＭｓを算出する。
Ｍｓ＝Ｋ_１・Ｋ_２・（｜Ｘｓ｜−Ｘ_Ｌ） ・・・（５）
ここで、Ｋ_１，Ｋ_２は車速Ｖに応じて変動する比例係数（比例ゲイン）である。例えば、図８に示すように、比例係数Ｋ_２は、低速域で大きい値になり、車速Ｖがある値になると、車速Ｖと反比例の関係になり、その後ある車速Ｖに達すると小さい値で一定値になる。

続いてステップＳ４４において、前記ステップＳ２で得たトーイング判断フラグＦ_ｔｏｗの状態を判定する。ここで、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗがＯＮの場合、ステップＳ４５に進み、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗがＯＦＦの場合、当該図７に示す処理を終了する。
ステップＳ４５では、トーイングを考慮したヨーモーメント（以下、補正用ヨーモーメントという。）Ｍｔを算出する。

図９は、逸脱回避のためのヨーモーメントを付与した際の自車両１００と被牽引車両１０１の挙動を説明するための図である。図９（ａ）は、ヨーモーメントＭを付与する前の自車両１００と被牽引車両１０１の状態を示し、図９（ｂ）は、ヨーモーメントＭを付与したときの自車両１００と被牽引車両１０１の挙動を示す。この図９（ａ）から図９（ａ）への変化からわかるように、自車両１００にヨーモーメントＭを付与すると、一時的に自車両１００の走行方向と被牽引車両１０１の走行方向とが一致しなくなる。

一方、本実施形態では、逸脱回避制御として、左右の車輪に制動力差を与えることで、自車両１００にヨーモーメントＭを付与するようになっている。よって、図９（ｂ）に示すように、逸脱回避のためのヨーモーメントＭを自車両１００に付与すると、同時に自車両１００が減速（減速度Ｇで減速）するようになる。
以上のようなことから、逸脱回避のために自車両１００にヨーモーメント１００を付与すると、自車両１００の走行方向と被牽引車両１０１の走行方向とが一致しなくなり、かつ自車両１００が減速するようになるため、被牽引車両１０１から自車両１００へ入力される走行方向への力（慣性力）が自車両１００にヨーモーメントとして作用するようになる。

ここで、図１０を用いて説明する。この図１０は、被牽引車両１０１から自車両１００へ作用する力を示す。図１０中、Ｆ_ｔ（＝ｍ_ｔ・ｇ_ｄ）は、被牽引車両１０１から自車両１００へ作用する力の入力であって、被牽引車両１０１の走行方向に向く力であり、Ｆ_ｔ１及びＦ_ｔ２はその成分になる。すなわち、Ｆ_ｔ２は、被牽引車両１０１から自車両１００への入力であって、自車両１００の走行方向に向く力であり、Ｆ_ｔ１は、被牽引車両１０１から自車両１００への入力であって、自車両１００の走行方向に垂直方向に向く力である。

このように被牽引車両１０１から自車両１００に入力がある場合、自車両１００の走行方向に垂直方向に向く力Ｆ_ｔ１が、ヨーモーメント（補正用ヨーモーメント）Ｍｔとして自車両１００に作用するようになる。すなわち、前記ステップＳ２で得た被牽引車両の重量ｍ_ｔ、前記ステップＳ３で得た自車両の減速度ｇ_ｄを用いて、下記（６）式により補正用ヨーモーメントＭｔを算出できる。
Ｍｔ＝ｍ_ｔ・ｇ_ｄ・Ｙｔ・ｓｉｎ（φｒ−φｒｓ） ・・・（６）
ここで、Ｙｔは、車両重心から車両後端（自車両と被牽引車両との連結位置）までの距離であり、φｒは、ヨーモーメントの付与を開始した時のヨー角φであり、φｒｓは、ヨーモーメントの付与を開始後の現在のヨー角φである。この（６）式が示すように、補正用ヨーモーメントＭｔは、被牽引車両の重量ｍ_ｔに応じて変化する。

続いてステップＳ４６において、前記ステップＳ４５で得た補正用ヨーモーメントＭｔを用いて下記（７）式により目標ヨーモーメントＭｓを減少するように変更する。
Ｍｓ＝Ｍｓ−Ｍｔ ・・・（７）
これにより、逸脱回避のためにヨーモーメントを付与した際に、被牽引車両１０１との関係で自車両１００に作用するヨーモーメント（補正用ヨーモーメント）Ｍｔを考慮して目標ヨーモーメントＭｓが算出されるようになる。

続いてステップＳ９において、車線逸脱回避制御として車両に減速させるための減速度を算出する。具体的には、この算出処理の処理手順は図１１に示すようになる。
先ずステップＳ５１において、前記ステップＳ４で設定した逸脱判断フラグＦｏｕｔの状態を判定する。ここで、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、ステップＳ５２に進み、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦの場合、ステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８では、前輪用の目標制動液圧Ｐｇｆと後輪用の目標制動液圧Ｐｇｒとを０にする（Ｐｇｆ，Ｐｇｒ＝０）。そして、当該図１１に示す処理を終了する。
また、ステップＳ５２では、前記ステップＳ４で得た推定横変位Ｘｓと横変位限界距離Ｘ_Ｌとに基づいて下記（８）式により前輪用の目標制動液圧（目標マスタシリンダ液圧）Ｐｇｆを算出する。
Ｐｇｆ＝Ｋｇｖ・Ｋｇｂ・（｜Ｘ_ｓ｜−Ｘ_Ｌ−Ｘ_β） ・・・（８）
ここで、Ｋｇｖは、車速Ｖに応じて変動する比例係数（比例ゲイン）であり、Ｋｇｂは、車両諸元から決まる比例係数（比例ゲイン）である。比例係数Ｋｇｖは、例えば、図１２に示すように、低速域で小さい値になり、車速Ｖがある値になると、車速Ｖと比例関係になり、その後ある車速Ｖに達すると大きい値で一定値になる。

そして、目標制動液圧Ｐｇｆに基づいて、前後配分を考慮した後輪用の制動液圧Ｐｇｒを算出する。
続いてステップＳ５３において、前記ステップＳ２で得たトーイング判断フラグＦ_ｔｏｗの状態を判定する。ここで、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗがＯＮの場合、ステップＳ５４に進み、トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗがＯＦＦの場合、後述のステップＳ５７に進む。
ステップＳ５４では、トーイングを考慮した制動液圧（以下、補正用制動液圧という。）Ｐｔｆを算出する。

前述したように（図９参照）、逸脱回避のためのヨーモーメントＭを自車両１００に付与すると、同時に自車両１００が減速するようになる。これにより、トーイングしている状態では、自車両が減速した分だけ、被牽引車両から自車両がその減速に応じた入力（ｍ_ｔ・ｇ_ｄ）が作用するようになる。その入力方向は、自車両が前方へ押される方向になる。
このようなことから、その入力に対抗するように、逸脱回避制御時に自車両に予め制動力を与えておく必要があり、その制動力が補正用制動液圧Ｐｔｆ相当になる。

補正用制動液圧Ｐｔｆは、前記ステップＳ２で得た被牽引車両の重量ｍ_ｔ、前記ステップＳ３で得た自車両の減速度ｇ_ｄを用いて、下記（９）式により算出できる。
Ｐｔｆ＝Ｋｇｔ・ｍ_ｔ・ｇ_ｄ・ｓｉｎ（φｒ−φｒｓ） ・・・（９）
ここで、Ｋｇｔは、被牽引車両からの力を制動液圧に換算するための換算係数である。例えば、予め実験により得ておく。また、φｒは、ヨーモーメントの付与を開始した時のヨー角φであり、φｒｓは、ヨーモーメントの付与を開始後の現在のヨー角φである。この（９）式が示すように、補正用制動液圧Ｐｔｆは、被牽引車両の重量ｍ_ｔに応じて変化する。

続いてステップＳ５５において、前記ステップＳ７で設定した減速制御作動判断フラグＦｇｓの状態を判定する。ここで、減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＮの場合、ステップＳ５６に進み、減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＦＦの場合、後述のステップＳ５７に進む。
ステップＳ５６では、前記ステップＳ５４で得た補正用制動液圧Ｐｔｆを用いて下記（１０）式により前輪用の目標制動液圧Ｐｇｆを増加するように変更する。
Ｐｇｆ＝Ｐｇｆ＋Ｐｔｆ ・・・（１０）

これにより、逸脱回避のためにヨーモーメントを付与した際に、被牽引車両１０１との関係で自車両１００に作用する前記入力を考慮した目標制動液圧Ｐｇｆが算出されるようになる。
続いてステップＳ５７において、後輪用の目標制動液圧Ｐｇｒを算出する。そして、目標制動液圧Ｐｇｆ，Ｐｇｒに基づいて各輪で分配する制動液圧（マスタシリンダ液圧）Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を決定する。なお、各輪の最終的な制動液圧Ｐｓｉは、次のステップＳ１０の処理で決定される。

例えば、前記ステップＳ５５で減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＮであり、前記ステップＳ５６で前輪用の目標制動液圧Ｐｇｆを変更した場合には、当該目標制動液圧Ｐｇｆに基づいて、前後配分を考慮した後輪用の目標制動液圧Ｐｇｒを算出する。
また、前記ステップＳ５５で減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＦＦの場合、すなわち、逸脱回避のための減速をしない場合には、前記ステップＳ５４で算出した前輪用の補正用制動液圧Ｐｔｆに基づいて、前後配分を考慮した後輪用の補正用制動液圧Ｐｔｒを算出する。なお、この場合、前後輪の目標制動液圧Ｐｇｆ，Ｐｇｒは０になる。

続いてステップＳ１０において、各車輪の目標制動液圧を算出する。すなわち、車線逸脱回避の制動制御の有無に基づいて最終的な制動液圧を算出する。具体的には次のように算出する。
逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＦＦの場合（Ｆｏｕｔ＝ＯＦＦ）、すなわち車線逸脱傾向がないとの判定結果を得た場合、下記（１１）式及び（１２）式に示すように、各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を制動液圧Ｐｍｆ，Ｐｍｒにする。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｓｆｒ＝Ｐｍｆ ・・・（１１）
Ｐｓｒｌ＝Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ ・・・（１２）
ここで、Ｐｍｆは前輪用の制動液圧である。また、Ｐｍｒは後輪用の制動液圧であり、前後配分を考慮して前輪用の制動液圧Ｐｍｆに基づいて算出した値になる。例えば、運転者がブレーキ操作をしていれば、制動液圧Ｐｍｆ，Ｐｍｒはそのブレーキ操作の操作量に応じた値になる。

一方、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）、すなわち車線逸脱傾向があるとの判定結果を得た場合、先ず目標ヨーモーメントＭｓに基づいて、前輪目標制動液圧差ΔＰｓｆ及び後輪目標制動液圧差ΔＰｓｒを算出する。具体的には、下記（１３）式〜（１６）式により目標制動液圧差ΔＰｓｆ，ΔＰｓｒを算出する。
｜Ｍｓ｜＜Ｍｓ１の場合
ΔＰｓｆ＝０ ・・・（１３）
ΔＰｓｒ＝Ｋｂｒ・Ｍｓ／Ｔ ・・・（１４）
｜Ｍｓ｜≧Ｍｓ１の場合
ΔＰｓｆ＝Ｋｂｆ・（Ｍｓ／｜Ｍｓ｜）・（｜Ｍｓ｜−Ｍｓ１）／Ｔ ・・・（１５）
ΔＰｓｒ＝Ｋｂｒ・（Ｍｓ／｜Ｍｓ｜）・Ｍｓ１／Ｔ ・・・（１６）
ここで、Ｍｓ１は設定用しきい値を示す。また、Ｔはトレッドを示す。なお、このトレッドＴは、簡単のため前後で同じ値にする。また、Ｋｂｆ，Ｋｂｒは、制動力を制動液圧に換算する場合の前輪及び後輪についての換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。

このように、目標ヨーモーメントＭｓの大きさに応じて車輪に与える制動力を配分している。そして、目標ヨーモーメントＭｓが設定用しきい値Ｍｓ１未満のときには、前輪目標制動液圧差ΔＰｓｆを０として、後輪目標制動液圧差ΔＰｓｒに所定値を与えて、左右後輪で制動力差を発生させ、また、目標ヨーモーメントＭｓが設定用しきい値Ｍｓ１以上のときには、各目標制動液圧差ΔＰｓｒ，ΔＰｓｒに所定値を与え、前後左右輪で制動力差を発生させる。

そして、以上のように算出した目標制動液圧差ΔＰｓｆ，ΔＰｓｒ及び減速用の目標制動液圧Ｐｇｆ，Ｐｇｒを用いて最終的な各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出する。具体的には、前記ステップＳ７で得ている減速制御作動判断フラグＦｇｓをも参照して、最終的な各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出する。

すなわち、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）、すなわち車線逸脱傾向があるとの判定結果を得ているが、減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＦＦの場合、すなわち車両にヨーモーメントだけを作用させる場合、下記（１７）式により各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出する。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍｆ＋Ｐｔｆ／２
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍｆ＋ΔＰｓｆ＋Ｐｔｆ／２
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ＋Ｐｔｒ／２
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ＋ΔＰｓｒ＋Ｐｔｒ／２
・・・（１７）

また、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮであり（Ｆｏｕｔ＝ＯＮ）、かつ減速制御作動判断フラグＦｇｓがＯＮの場合、すなわち車両にヨーモーメントを作用させつつも、車両を減速させる場合、下記（１８）式により各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出する。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍｆ＋Ｐｇｆ／２
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍｆ＋ΔＰｓｆ＋Ｐｇｆ／２
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ＋Ｐｇｒ／２
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ＋ΔＰｓｒ＋Ｐｇｒ／２
・・・（１８）

また、この（１８）式及び（１９）式が示すように、運転者によるブレーキ操作、すなわち制動液圧Ｐｍｆ，Ｐｍｒを考慮して各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出している。そして、制駆動力コントロールユニット８は、このようにして算出した各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を制動流体圧指令値として、制動流体圧制御部７に出力する。

次に一連の動作を説明する。
先ず、各センサやコントローラ、コントロールユニットから各種データを読み込む（前記ステップＳ１）。続いてトーイング判定（トーイング判断フラグＦ_ｔｏｗの設定）をする（前記ステップＳ２）。そして、車速Ｖ及び減速度ｇ_ｄを算出する（前記ステップＳ３）。
続いて、車線逸脱傾向の判定を行う（前記ステップＳ４）。具体的には、逸脱判断フラグＦｏｕｔ及び逸脱方向Ｄｏｕｔを設定する。そして、逸脱方向Ｄｏｕｔと方向スイッチ信号が示す方向（ウインカ点灯側）とに基づいて運転者の車線変更の意図を判定し、それに基づいて逸脱判断フラグＦｏｕｔを変更する（前記ステップＳ５）。そして、逸脱判断フラグＦｏｕｔがＯＮの場合、車線逸脱回避のための警報出力をする（前記ステップＳ６）。

続いて、減速制御判定（減速制御作動判断フラグＦｇｓの設定）をする（前記ステップＳ７）。
続いて、車線逸脱回避制御として車両に付与する目標ヨーモーメントＭｓを算出する（前記ステップＳ８）。例えば、トーイングを検出している場合（Ｆ_ｔｏｗ＝ＯＮ）
、目標ヨーモーメントＭｓを所定の演算により得た補正用ヨーモーメントＭｔで補正するといった処理を行う（前記図７参照）。具体的には、目標ヨーモーメントＭｓを補正用ヨーモーメントＭｔ分だけ減少させる補正を行っている（前記ステップＳ４６）。

続いて、車線逸脱回避制御として車両に減速させるための減速度を算出する（前記ステップＳ９）。例えば、トーイングを検出している場合（Ｆ_ｔｏｗ＝ＯＮ）、目標制動液圧Ｐｇｆ，Ｐｇｒを所定の演算により得た補正用制動液圧Ｐｔｆ，Ｐｔｒで補正するといった処理を行う（前記図１１参照）。具体的には、目標制動液圧Ｐｇｆ，Ｐｇｒを補正用制動液圧Ｐｔｆ，Ｐｔｒ分だけ増加させる補正を行っている。

そして、逸脱判断フラグＦｏｕｔ及び減速制御作動判断フラグＦｇｓに基づいて各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を算出し、その算出した目標制動液圧Ｐｓｉ（ｉ＝ｆｌ，ｆｒ，ｒｌ，ｒｒ）を制動流体圧指令値として制動流体圧制御部７に出力している（前記ステップＳ１０）。
制動流体圧制御部７では、制動流体圧指令値に基づいて、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。これにより、自車両が逸脱傾向にある場合に、自車両は、減速挙動や旋回挙動を示すようになる。

これにより、自車両が被牽引車両をトーイングしている場合において、車線逸脱回避制御として自車両にヨーモーメントを付与する際には、当該ヨーモーメントを自車両がトーイングしていない場合（通常の車線逸脱回避制御の場合）と比べて小さいものとしている。これにより、車線逸脱回避制御として自車両にヨーモーメントを付与することで自車両がとった逸脱回避挙動に起因して被牽引車両から自車両への入力が発生し、その入力が自車両にヨーモーメントとして作用する場合でも、自車両は適切に逸脱回避できるようになる。

さらに、自車両が被牽引車両をトーイングしている場合において、車線逸脱回避制御として自車両にヨーモーメントを付与する際には、目標制動液圧を自車両がトーイングしていない場合（通常の車線逸脱回避制御の場合）と比べて大きいものとしている。
これにより、前記被牽引車両から自車両への入力が自車両を加速させる力（走行方向に押す力）として作用する場合でも、自車両は適切に逸脱回避できるようになる。

また、車線逸脱回避制御として自車両を減速させる際にも、その減速制御に必要な目標制動液圧を自車両がトーイングしていない場合（通常の車線逸脱回避制御の場合）と比べて大きいものとしている。これにより、同様に、前記被牽引車両から自車両への入力が自車両を加速させる力（走行方向に押す力）として作用する場合でも、自車両は適切に逸脱回避できるようになる。

次に本発明の効果を説明する。
前述したように、自車両が被牽引車両をトーイングしている場合において、車線逸脱回避制御を行う際には、車線逸脱回避制御の制御量（ヨーモーメントや制動液圧）を適宜補正している。これにより、車線逸脱回避制御では、当該車線逸脱回避制御により自車両が逸脱回避挙動をとったことに起因して発生する被牽引車両から自車両への入力が考慮されることになり、自車両は適切に逸脱回避できるようになる。

また、車線逸脱回避制御として制動力差により自車両にヨーモーメントを付与するといった構成を採用した場合には、特にこのような補正は有効に作用する。
すなわち、車線逸脱回避制御には、他に、車輪を転舵して自車両にヨーモーメントを付与するものや、左右輪に駆動力差を与えて自車両にヨーモーメントを付与するものがある。このような場合でも、車線逸脱回避制御として自車両にヨーモーメントを付与すると、自車両が逸脱回避挙動をとったことに起因して被牽引車両から自車両への入力が発生する。そして、このような場合にも、前述の実施形態を適用して、車線逸脱制御の制御量を補正することは有効である。

しかし、車線逸脱回避制御として制動力差により自車両にヨーモーメントを付与した場合、その制動力により自車両にヨーモーメントを付与された際に被牽引車両から自車両への入力が顕著となり、この結果、自車両に作用するヨーモーメントや加速する方向への力も顕著になる。
このように、車線逸脱回避制御として、車輪を転舵したり、駆動力差を与えたりする場合に比べ、制動力差により自車両にヨーモーメントを付与した場合の方が、自車両に作用するヨーモーメントや加速する方向への力が大きくなることから、前述したように車線逸脱回避制御の制御量（ヨーモーメントや制動液圧）を適宜補正することが有効に作用する。

また、前述したように、車線逸脱回避制御の制御量の補正に用いる補正用ヨーモーメントＭｔや補正用制動液圧Ｐｔｆ（Ｐｔｒ）は、被牽引車両の重量ｍ_ｔに基づいて決定している（前記（６）式、（９）式参照）。被牽引車両の重量ｍ_ｔが変われば、自車両が逸脱回避挙動をとったことに起因して被牽引車両から自車両への入力の大きさも変わることから、このように補正用ヨーモーメントＭｔや補正用制動液圧Ｐｔｆ（Ｐｔｒ）を被牽引車両の重量ｍ_ｔに基づいて決定することで、さらに適切に逸脱回避できるようになる。

なお、前記実施形態の説明において、制駆動力コントロールユニット８によるステップＳ４の処理は、走行車線に対する自車両の逸脱傾向を判定する車線逸脱傾向判定手段を実現しており、トーイング検出装置１５及び制駆動力コントロールユニット８によるステップＳ２の処理は、自車両が被牽引車両を牽引していることを検出する牽引検出手段を実現しており、制駆動力コントロールユニット８によるステップＳ８〜ステップＳ１０の処理は、車線逸脱傾向判定手段が逸脱傾向があると判定した場合、自車両を走行制御して走行車線に対する自車両の逸脱を回避する逸脱回避制御手段を実現しており、制駆動力コントロールユニット８によるステップＳ４４〜ステップＳ４６及びステップＳ５３〜ステップＳ５７の処理は、牽引検出手段が牽引を検出した場合、逸脱回避制御手段の制御量を補正する逸脱回避制御量補正手段を実現している。
また、前述の実施形態の説明では、自車両にヨーモーメントとして作用する力や自車両を加速させる力（走行方向に押す力）が、被牽引車両から自車両への入力によるものとなる。

本発明の車線逸脱防止装置を搭載した車両の実施形態を示す概略構成図である。 前記車線逸脱防止装置を構成する制駆動力コントロールユニットの処理内容を示すフローチャートである。 前記制駆動力コントロールユニットの各種データ読み込み処理で読み込むヨー角φ、横変位Ｘ０及び走行車線曲率β等の説明に使用した図である。 前記制駆動力コントロールユニットの逸脱傾向判定の処理内容を示すフローチャートである。 前記制駆動力コントロールユニットの減速制御判定の処理内容を示すフローチャートである。 減速制御判定用しきい値Ｘ_βと走行車線曲率βとの関係を示す特性図である。 前記制駆動力コントロールユニットの目標ヨーモーメント算出処理の処理内容を示すフローチャートである。 比例係数Ｋ_２と車速Ｖとの関係を示す特性図である。 逸脱回避のためのヨーモーメントを付与した際の自車両と被牽引車両の挙動の説明に使用した図である。 逸脱回避のためのヨーモーメントを付与した際の被牽引車両から自車両へ作用する力の説明に使用した図である。 前記制駆動力コントロールユニットの目標制動液圧算出処理の処理内容を示すフローチャートである。 比例係数Ｋｇｖと車速Ｖとの関係を示す特性図である。

符号の説明

６ＦＬ〜６ＲＲ ホイールシリンダ
７ 制動流体圧制御部
８ 制駆動力コントロールユニット
９ エンジン
１２ 駆動トルクコントロールユニット
１３ 撮像部
１４ ナビゲーション装置
１５ トーイング検出装置
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ アクセル開度センサ
１９ 操舵角センサ
２２ＦＬ〜２２ＲＲ 車輪速度センサ

Claims (5)

1. 走行車線に対する自車両の逸脱傾向を判定する車線逸脱傾向判定手段と、
   自車両が被牽引車両を牽引していることを検出する牽引検出手段と、
   前記車線逸脱傾向判定手段が逸脱傾向があると判定した場合、自車両にヨーモーメントを付与して走行車線に対する自車両の逸脱を回避する逸脱回避制御手段と、
   前記牽引検出手段が前記牽引を検出した場合、前記ヨーモーメントを補正する制御量補正手段と、
   を備えることを特徴とする車線逸脱防止装置。
2. 前記制御量補正手段は、前記逸脱回避制御手段が自車両にヨーモーメントを付与したことに起因して前記被牽引車両から自車両に力が入力されて前記逸脱回避制御手段が自車両に付与したヨーモーメントとは別に自車両に付与されるヨーモーメントを、前記逸脱回避制御手段が付与するヨーモーメントから減算する補正を行うことを特徴とする請求項１記載の車線逸脱防止装置。
3. 前記制御量補正手段は、被牽引車両の重量を検出して、その検出した重量を基に前記別に自車両に付与されるヨーモーメントを算出することを特徴とする請求項２記載の車線逸脱防止装置。
4. 前記逸脱回避制御手段は、左右輪に制動力差を与えて自車両にヨーモーメントを付与するとともに、左右輪の制動力を同等に増加させ自車両を減速させて走行車線に対する自車両の逸脱を回避させており、
   前記制御量補正手段は、前記逸脱回避制御手段による前記左右輪の制動力差の発生により自車両が減速したことに起因して前記被牽引車両から自車両に該自車両の走行方向に入力される力が大きいほど、前記逸脱回避制御手段が前記左右輪の制動力を同等に増加させて行う自車両の減速の減速度を増加させる補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車線逸脱防止装置。
5. 前記制御量補正手段は、被牽引車両の重量を検出して、その検出した重量を基に前記入力される力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。

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