JP2016078490A

JP2016078490A - 操舵支援制御装置

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Publication number: JP2016078490A
Application number: JP2014208824A
Authority: JP
Inventors: 恵太郎仁木; Keitaro Niki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: CN105501288B; DE102015219531A1; US20160101812A1; CN105501288A; US10046801B2; DE102015219531B4; JP6075351B2

Abstract

【課題】自車両の進行方向の撮像画像を用いて自車両が走行する車線を認識し、当該車線に沿って自車両が走行するように自車両の操舵を制御する装置において、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる操舵支援制御装置を提供する。
【解決手段】車線認識部２１が認識した車線に沿って自車両が走行するような操作量により自車両の操舵を制御する操舵支援制御部２２と、異常検出部２３が車線認識部２１の認識異常を検出したときに、操作量を経時的に減少させる制御停止部とを備えた操舵支援制御装置１において、制御停止部２４により、認識異常の態様に応じた操作量減少率により操作量が減少させられる。これにより、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明の一側面は、操舵支援制御装置に関する。

近年、自動車の運転を支援する装置として、車線に沿って自車両が走行するような操作量により自車両の操舵を制御する操舵支援制御を行う装置が提案されている。例えば、特許文献１には、車線を区画する車線境界線を検出する走行レーン情報検出手段３１と、走行レーン情報検出手段３１により検出された情報に基づいて、操作量として操舵系に操舵用制御トルクを付与することにより自車両を車線内に保持する制御手段１４とを備えた装置が開示されている。特許文献１の装置では、走行レーン情報検出手段３１により車線境界線を検出可能な状態から検出不能な状態になると、制御手段１４は、自車両の挙動変化を抑制できるように操舵用制御トルクを設定し、この操舵用制御トルクを漸減させていって操舵用制御トルクの操舵系への付与を停止する。

特開２００３‐０４０１３２号公報

ところで、上記特許文献１の装置のように、車線を正常に認識不可能となる認識異常が発生したときに一律に操舵支援制御の操作量を漸減させたのでは、認識異常の態様に関わらず、通常の認識異常が発生したときと同様に操舵支援制御が停止されることになる。そのため、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる装置が望まれている。

例えば、車線境界線の部分的な欠損等により車線境界線を極めて短時間だけ検出不可能となるような認識異常の態様では、異常が回復する可能性が高いため、操舵支援制御の操作量を比較的に長い時間をかけて停止させることが望まれる。一方、自車両が走行していない分岐路の車線境界線を自車両が走行している車線の車線境界線と誤検出しているような認識異常の態様では、不適切な方向に自車両の操舵が制御される可能性があるため、操舵支援制御の操作量を比較的に短時間で停止させることが望まれる。

そこで本発明は、自車両の進行方向の撮像画像を用いて自車両が走行する車線を認識し、当該車線に沿って自車両が走行するように自車両の操舵を制御する装置において、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる操舵支援制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る操舵支援制御装置は、自車両の進行方向の撮像画像を用いて自車両が走行する車線を認識する車線認識部と、車線認識部が認識した車線に沿って自車両が走行するような操作量により自車両の操舵を制御する操舵支援制御部と、車線認識部の車線の認識異常及び認識異常の態様を検出する異常検出部と、異常検出部が車線認識部の認識異常を検出したときに、操作量を経時的に減少させる制御停止部とを備え、制御停止部は、認識異常の態様に応じた操作量減少率により操作量を減少させる、操舵支援制御装置である。

この構成によれば、制御停止部により、認識異常の態様に応じた操作量減少率により操作量が減少させられる。これにより、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

この場合、異常検出部は、車線認識部の認識異常の態様として、車線認識部が撮像画像から車線を区画する車線境界線を判別できなくなる第１異常態様、車線認識部が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる第２異常態様、及び車線認識部が判別した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく第３異常態様を検出し、制御停止部は、異常検出部が第１異常態様を検出したときは、操作量減少率として第１操作量減少率により操作量を減少させ、異常検出部が第２異常態様を検出したときは、操作量減少率として第１操作量減少率より大きい第２操作量減少率により操作量を減少させ、異常検出部が第３異常態様を検出したときは、操作量減少率として第２操作量減少率より大きい第３操作量減少率により操作量を減少させてもよい。

この構成によれば、異常検出部が第１異常態様を検出したときは、制御停止部により、第１操作量減少率により操作量が減少させられ、異常検出部が第２異常態様を検出したときは、第１操作量減少率より大きい第２操作量減少率により操作量が減少させられ、異常検出部が第３異常態様を検出したときは、第２操作量減少率より大きい第３操作量減少率により操作量が減少させられる。

例えば、自車両が曲率が大きいカーブを走行している場合や、自車両が車線境界線が途切れた区間を走行している場合に、車線認識部が撮像画像から車線を区画する車線境界線を判別できなくなる第１異常態様の場合は、自車両がカーブを抜ければ、車線認識部が車線境界線を再び認識可能になることが予測される。このため認識異常の態様が第１異常態様の場合は、第２異常態様の場合の第２操作量減少率及び第３異常態様の場合の第３操作量減少率に比べて小さな第１操作量減少率により、操作量が減少させられる。

また、車線認識部が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる第２異常態様の場合は、車線認識部は、例えば、分岐車線を区画する車線境界線を自車両が走行する車線の車線境界線と誤判別していることが予測される。この場合は、操舵支援制御部により、自車両が走行する車線と分岐車線との間の方向に操舵が行われる等の不適切な操舵が行われる可能性がある。このため、認識異常の態様が第２異常態様の場合は、第１異常態様の場合の第１操作量減少率に比べて大きな第２操作量減少率により、操作量が減少させられる。

さらに、車線認識部が判別した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく第３異常態様の場合は、車線認識部は、例えば、実線と破線との複合線からなる車線境界線を認識していることが予測される。この場合は、車線認識部による車線境界線の認識は比較的に長時間にわたって安定しない可能性がある。このため、認識異常の態様が第３異常態様の場合は、第２異常態様の場合の第２操作量減少率に比べて大きな第３操作量減少率により、操作量が減少させられる。以上により、認識異常が発生したときでも、認識異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

また、自車両が走行する車線の曲率を取得する曲率取得部をさらに備え、制御停止部は、同じ認識異常の態様に対して、曲率取得部が取得した曲率が予め設定された閾値以上のときは、曲率が閾値未満のときよりも小さな操作量減少率により操作量を減少させてもよい。

曲率が大きいカーブにおいては、大きな操作量減少率により操作量が減少させられると、自車両の挙動が安定しない可能性がある。そこで、この構成によれば、同じ認識異常の態様に対して、自車両が走行する車線の曲率が予め設定された閾値以上のときは、曲率が閾値未満のときよりも小さな操作量減少率により操作量が減少させられる。このため、曲率が大きいカーブにおいて、操舵支援制御の安定性を高めることができる。

また、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かを検出する把持検出部をさらに備え、制御停止部は、同じ認識異常の態様に対して、把持検出部がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出しているときは、把持検出部がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出していないときよりも大きな操作量減少率により操作量を減少させてもよい。

認識異常の発生時にドライバーがステアリングホイールを把持している場合は、自ら運転操作を行う意思がある可能性が高いと考えられる。そこで、この構成によれば、ドライバーがステアリングホイールを把持しているときは、ドライバーがステアリングホイールを把持していないときよりも大きな操作量減少率により、操作量が減少させられる。このため、ドライバーが自ら運転操作を行う意思に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

本発明の一側面によれば、認識異常の発生時に認識異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

実施形態の操舵支援制御装置を示すブロック図である。図１の操舵支援制御装置の動作を示すフローチャートである。異常の態様等に応じて設定された減少率を示す表である。減少率ごとの操作量の変化の一例を示すグラフである。減少率ごとの操作量の変化の他の例を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る操舵支援制御装置について詳細に説明する。図１に示す操舵支援制御装置１は、自車両の進行方向の撮像画像を用いて自車両が走行する車線を認識し、当該車線に沿って自車両が走行するように自車両の操舵を制御するための装置である。操舵支援制御とは、車線に沿って自車両が走行するような操作量により自車両の操舵を制御することを意味する。操舵支援制御装置１は、カメラ１１、ライダ１２、車速センサ１３、ヨーレートセンサ１４、舵角センサ１５、操舵トルクセンサ１６、タッチセンサ１７、ナビゲーションシステム１８、ＥＣＵ２０及びステアリングアクチュエータ３１を備える。

カメラ１１は、自車両前方を撮像する撮像装置である。カメラ１１は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラを適用することができる。カメラ１１は、自車両が走行する車線を区画する２本の車線境界線を認識するために、自車両が走行する道路を撮像することにより、自車両の進行方向の撮像画像を取得する。カメラ１１からの出力はＥＣＵ２０に入力されており、カメラ１１による撮像画像はＥＣＵ２０により取得される。

ライダ１２は、自車両の前方にパルス状にレーザ光を照射し、路面からの反射光を測定することにより、自車両の進行方向の撮像画像を取得する。車線境界線と車線境界線が無い路面とはレーザ光の反射率が異なるため、反射光の光強度の差を利用して車線境界線を認識することができる。ライダ１２は自らレーザ光を照射するため、自然光の影響を受けにくい利点がある。ライダ１２からの出力はＥＣＵ２０に入力されており、ライダ１２により取得された路面からの反射光についての情報はＥＣＵ２０により取得される。なお、本実施形態の操舵支援制御装置１では、カメラ１１及びライダ１２の両方を備えている必要は無く、カメラ１１及びライダ１２のいずれかを備えていてもよい。また、ライダ１２に代えて、ミリ波レーダを備えてもよい。

車速センサ１３は、自車両の車輪の回転速度をパルス信号として検出することにより、自車両の進行方向への速度を測定するためのセンサである。車速センサ１３からの出力はＥＣＵ２０に入力され、車速センサ１３により検出されたパルス信号はＥＣＵ２０により取得される。

ヨーレートセンサ１４は、自車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出するためのセンサである。ヨーレートセンサ１４としては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサ１４は、検出した車両のヨーレートに応じた信号をＥＣＵ２０へ出力する。

舵角センサ１５は、自車両の舵角を検出するためのセンサである。舵角センサは、例えばステアリングシャフトに取付けられ、舵角の左右の向き、中立位置及び舵角に応じた信号をＥＣＵ２０へ出力する。舵角センサ１５は、例えば発光ダイオード、フォトトランジスタ、ステアリングシャフトに取付けられたスリット板等から構成されている。発光ダイオードとフォトトランジスタはスリット板を間に挟んで対向している。ステアリングシャフトと共に回転するスリット板が、発光ダイオードからの光を透過及び遮光し、フォトトランジスタがオン・オフすることにより、舵角に応じた信号が出力される。舵角センサ１５は、ステアリングアクチュエータ３１の内部に内蔵されていてもよい。

操舵トルクセンサ１６は、例えば、自車両のステアリングシャフトに対して設けられ、自車両のドライバーがステアリングホイールに与える操舵トルクを検出する。操舵トルクセンサ１６は、検出した操舵トルクに関する情報をＥＣＵ２０へ送信する。

タッチセンサ１７は、例えば、自車両のステアリングホイールに設けられ、ステアリングホイールに対する自車両のドライバーの接触及び運転者がステアリングホイールを握る圧力を検出する。操舵タッチセンサ８としては、例えば、感圧式のセンサを用いることができる。タッチセンサ１７は、ステアリングホイールに対するドライバーの接触及びステアリングホイールを握る圧力に関する情報をＥＣＵ２０へ送信する。なお、本実施形態の操舵支援制御装置１では、操舵トルクセンサ１６及びタッチセンサ１７の両方を備えている必要は無く、操舵トルクセンサ１６及びタッチセンサ１７のいずれかを備えていてもよい。

ナビゲーションシステム１８は、自車両が走行する道路の形状を取得するために用いられる。ナビゲーションシステム１８は、ＧＰＳ（Global Positioning System）、加速度センサ、ジャイロセンサ及び地図情報が蓄積されたデータベースから構成される。ナビゲーションシステム１８は、ＧＰＳ、加速度センサ、ジャイロセンサ及び車速センサ１３から得られた情報により自車両の位置を測位する。ナビゲーションシステム１８は、地図情報及び自車両の位置から自車両が走行する車線の曲率に関する情報を取得する。

ＥＣＵ（electronic control unit）２０は、操舵支援制御装置１を制御するコンピュータである。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ及び入出力インターフェイス等を備える。ＥＣＵ２０は、車線認識部２１、操舵支援制御部２２、異常検出部２３、制御停止部２４、曲率取得部２５及び把持検出部２６を備える。ＥＣＵ２０のハードウェアが予め定められたプログラムに従って動作することにより、ＥＣＵ２０のハードウェアが車線認識部２１、操舵支援制御部２２、異常検出部２３、制御停止部２４、曲率取得部２５及び把持検出部２６として機能する。

車線認識部２１は、カメラ１１又はライダ１２により取得された自車両進行方向の撮像画像に基づいて、車線を区画する車線境界線を判別することにより、自車両が走行する車線を認識する。車線認識部２１は、２本の車線境界線それぞれの自車両に対する位置に関する情報を取得する。また、車線認識部２１は、２本の車線境界線それぞれの間隔（車線幅）に関する情報を取得する。

操舵支援制御部２２は、車線認識部２１が認識した車線に沿って自車両が走行するような操作量により自車両の操舵を制御する。操舵支援制御部２２は、車速センサ１３により検出された車速、ヨーレートセンサ１４により検出されたヨーレート及び舵角センサにより検出された舵角に基づいて、舵角に対する操作量として、車線に沿って自車両が走行するために必要な操舵トルクを演算する。操舵支援制御部２２は、ステアリングアクチュエータ３１が演算された操舵トルクを出力するように、ステアリングアクチュエータ３１に制御信号を送信する。

異常検出部２３は、操舵支援制御装置１の異常及び異常の態様を検出する。異常検出部２３は、操舵支援制御装置１の異常及び異常の態様として、車線認識部２１の車線の認識異常及び認識異常の態様を検出する。認識異常とは、車線認識部２１が自車両が走行する車線を正常に認識不可能となる状態を意味する。異常検出部２３は、車線認識部２１の認識異常の態様として、車線認識部２１が撮像画像から車線を区画する車線境界線を判別できなくなる第１異常態様、車線認識部２１が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる第２異常態様、及び車線認識部２１が判別した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく第３異常態様を検出する。

第１異常態様は、例えば、自車両が曲率が大きい車線を走行している場合、自車両が車線境界線が薄い区間や車線境界線が途切れた区間を走行している場合、又は雨天等の場合に、車線認識部２１が撮像画像から車線を区画する車線境界線を判別できなくなる認識異常の態様である。異常検出部２３は、車線認識部２１が車線境界線の一部又は全部を判別不可能であるときに、認識異常の態様を第１異常態様であると検出する。

第２異常態様は、例えば、車線認識部２１が分岐車線を区画する車線境界線を自車両が走行する車線の車線境界線と誤判別しているために、車線認識部２１が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる認識異常の態様である。異常検出部２３は、車線認識部２１が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値を超えたときに、認識異常の態様を第２異常態様であると検出する。この場合の予め設定された値には、例えば、道路種別に応じた平均的な２本の車線境界線の間隔又は車線認識部２１により正常に認識されていた２本の車線境界線の間隔の１．５〜２．２倍又は１．６〜２．０倍の値に設定することができる。

第３異常態様は、例えば、車線認識部２１が、実線と破線との複合線からなる車線境界線を認識しているために、車線認識部２１が認識した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく認識異常の態様である。異常検出部２３は、車線認識部２１が認識した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつくときに、認識異常の態様を複合線であると検出する。この場合の予め設定された頻度には、例えば、自車両が０．５〜５ｍの距離を走行する間に１回以上の車線境界線の位置のバラツキが有るような頻度に設定することができる。異常検出部２３が検出した認識異常の有無及び認識異常の態様に関する情報は制御停止部２４に送信される。

また、異常検出部２３は、異常検出部２３は、操舵支援制御装置１の異常及び異常の態様として、操舵支援制御装置１の動作異常を検出する。動作異常とは、操舵支援制御装置１の各機器が故障等のために正常な動作を行うことが不可能な状態を意味する。異常検出部２３は、動作異常として、操舵支援制御装置１のＥＣＵ２０とカメラ１１等とを接続するＣＡＮ（Controller Area Network）の通信が途絶するＣＡＮ通信途絶を検出する。また、異常検出部２３は、ＣＡＮ通信途絶を例えばカメラ１１等からの情報の更新状況から検出する。また、異常検出部２３は、動作異常として、ＥＣＵ２０の操舵支援制御部２２等の出力が異常値となるＥＣＵ異常値出力を検出する。異常検出部２３は、例えばＥＣＵ２０のガード処理からＥＣＵ異常値出力を検出する。また、異常検出部２３は、動作異常として、ステアリングアクチュエータ３１が異常となるステアリングアクチュエータ異常を検出する。異常検出部２３は、ステアリングアクチュエータ３１や舵角センサ１５から送信された情報から、アクチュエータ異常を検出する。

制御停止部２４は、異常検出部２３が車線認識部２１の認識異常を検出したとき及び異常検出部２３が操舵支援制御装置１の動作異常を検出したときに、自車両の操舵を制御する操作量を減少させる。また、制御停止部２４は、後述するように、認識異常及び動作異常の態様に応じた操作量減少率により操作量を減少させる。操作量減少率とは、操作量の時間当たりの減少量を意味する。本実施形態では、制御停止部２４のデータベースには、異常の態様に応じた操作量減少率が予め記憶されている。

また、制御停止部２４は、同じ認識異常及び動作異常の態様に対して、曲率取得部２５が取得した曲率が予め設定された閾値以上のときは、曲率が閾値未満のときよりも小さな操作量減少率により操作量を減少させる。また、制御停止部２４は、同じ認識異常及び動作異常の態様に対して、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出しているときは、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出していないときよりも大きな操作量減少率により操作量を減少させる。

曲率取得部２５は、自車両が走行する車線の曲率を取得する。曲率取得部２５は、カメラ１１及びライダ１２による撮像画像に基づいて、２本の車線境界線、ガードレール、縁石等の曲率から車線の曲率を取得する。あるいは、曲率取得部２５は、ナビゲーションシステム１８により取得された自車両が走行する車線の形状に基づいて、車線の曲率を取得してもよい。曲率取得部２５は取得した車線の曲率を制御停止部２４に送信する。

把持検出部２６は、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かを検出する。把持検出部２６は、操舵トルクセンサ１６又はタッチセンサ１７により取得された情報により、ドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かを検出する。

ステアリングアクチュエータ３１は、例えば、自車両の電動パワーステアリングシステム［ＥＰＳ：Electric Power Steering］を制御する電子ユニットである。ステアリングアクチュエータ３１は、電動パワーステアリングシステムのうち、自車両の操舵トルクをコントロールするアシストモータを駆動させることにより、自車両の操舵角を制御する。ステアリングアクチュエータ３１は、ＥＣＵ２０の操舵支援制御部２２からの制御信号に応じて操舵角を制御する。ステアリングアクチュエータ３１は、ステアリングアクチュエータ３１が発生させている操舵トルク及び操舵角を操舵支援制御部２２及び異常検出部２３にフィードバックする。

以下、本実施形態の操舵支援制御装置１の動作について説明する。前提として、自車両のドライバーによる入力操作により、操舵支援制御が開始されている状況を想定する。図２に示すように、ＥＣＵ２０の車線認識部２１は、自車両の進行方向の撮像画像を用いて自車両が走行する車線を認識する（Ｓ１１）。ＥＣＵ２０の異常検出部２３は、車線認識部２１の認識異常、当該認識異常の態様、動作異常及び当該動作異常の態様を検出する（Ｓ１２）。

もし、異常検出部２３が認識異常及び動作異常を検出したときは、ＥＣＵ２０の制御停止部２４は、ＥＣＵ２０の異常検出部２３により検出された認識異常の態様及び動作異常の態様、ＥＣＵ２０の曲率取得部２５により取得された自車両が走行する車線の曲率が予め設定された閾値以上であるか否か、及びＥＣＵ２０の把持検出部２６により検出された自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かに応じた操作量減少率を制御停止部２４のデータベースから選択する（Ｓ１３）。

図３の表に示すように、制御停止部２４のデータベースには、認識異常の態様、動作異常の態様、自車両が走行する車線の曲率が予め設定された閾値以上であるか否か及び自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かに応じた操作量減少率が予め記憶されている。なお、本実施形態では、曲率取得部２５により取得された自車両が走行する車線の曲率が予め設定された閾値未満のときに、自車両が直線の車線を走行していると判定される。また、曲率取得部２５により取得された車線の曲率が閾値以上のときに、自車両がカーブの車線を走行していると判定される。自車両が直線の車線を走行しているか、カーブの車線を走行しているかを判定するための閾値は、例えば、１００〜１０００Ｒの範囲に設定することができる。

図３に示すように、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否か、及び自車両が直線の車線を走行しているかカーブの車線を走行しているかにかかわらず、ステアリングアクチュエータ異常の場合は、操舵支援制御は即停止される。

以下に、図３の表において、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合について説明する。図３及び図４に示すように、操作量減少率Ａ＞操作量減少率Ｂ＞…＞操作量減少率Ｅである。認識異常の場合は、異常検出部２３が第１異常態様を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｅ（第１操作量減少率）が選択される。また、異常検出部２３が第２異常態様を検出したときは、操作量減少率として、操作量減少率Ｅよりも大きい操作量減少率Ｄ（第２操作量減少率）が選択される。また、異常検出部２３が第３異常態様を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｄより大きい操作量減少率Ｃ（第３操作量減少率）が選択される。

また、動作異常の態様として異常検出部２３がＣＡＮ通信途絶を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｂが選択される。動作異常の態様として異常検出部２３がＥＣＵ異常値出力を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｂよりも大きい操作量減少率Ａが選択される。

次に、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両がカーブの車線を走行している場合について説明する。図３において、操作量減少率Ｆ＞操作量減少率Ｇ＞…＞操作量減少率Ｊである。したがって、上述した自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合と同様に、第１異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｊ（第１操作量減少率）が選択され、第２異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｊよりも大きい操作量減少率Ｉ（第２操作量減少率）が選択され、第３異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｉより大きい操作量減少率Ｈ（第３操作量減少率）が選択される。また、ＣＡＮ通信途絶を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｇが選択される。動作異常の態様として異常検出部２３がＥＣＵ異常値出力を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｇよりも大きい操作量減少率Ｆが選択される。

図３において、操作量減少率Ａ＞操作量減少率Ｂ＞…＞操作量減少率Ｅ＞操作量減少率Ｆ＞操作量減少率Ｇ＞…＞操作量減少率Ｊである。つまり、同じ認識異常及び動作異常の態様に対して、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両がカーブの車線を走行しているときは、自車両が直線の道路を走行しているときよりも小さな操作量減少率が選択される。

次に、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持していない場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合について説明する。図３において、操作量減少率Ｋ＞操作量減少率Ｌ＞…＞操作量減少率Ｏである。したがって、上述した自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合と同様に、第１異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｏ（第１操作量減少率）が選択され、第２異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｏよりも大きい操作量減少率Ｎ（第２操作量減少率）が選択され、第３異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｎより大きい操作量減少率Ｍ（第３操作量減少率）が選択される。また、ＣＡＮ通信途絶を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｌが選択される。動作異常の態様として異常検出部２３がＥＣＵ異常値出力を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｌよりも大きい操作量減少率Ｋが選択される。

図３において、操作量減少率Ａ＞操作量減少率Ｂ＞…＞操作量減少率Ｅ＞操作量減少率Ｆ＞操作量減少率Ｇ＞…＞操作量減少率Ｊ＞操作量減少率Ｋ＞操作量減少率Ｌ＞…＞操作量減少率Ｏである。つまり、同じ認識異常及び動作異常の態様に対して、自車両が直線の車線を走行している場合であって、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出しているときは、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出していないときよりも大きな操作量減少率が選択される。

次に、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持していない場合であって、自車両がカーブの車線を走行している場合について説明する。図３において、操作量減少率Ｐ＞操作量減少率Ｑ＞…＞操作量減少率Ｔである。したがって、上述した自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合と同様に、第１異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｔ（第１操作量減少率）が選択され、第２異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｔよりも大きい操作量減少率Ｓ（第２操作量減少率）が選択され、第３異常態様のときは、操作量減少率として操作量減少率Ｓより大きい操作量減少率Ｒ（第３操作量減少率）が選択される。また、ＣＡＮ通信途絶を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｑが選択される。動作異常の態様として異常検出部２３がＥＣＵ異常値出力を検出したときは、操作量減少率として操作量減少率Ｑよりも大きい操作量減少率Ｐが選択される。

図３において、操作量減少率Ａ＞操作量減少率Ｂ＞…＞操作量減少率Ｅ＞操作量減少率Ｆ＞操作量減少率Ｇ＞…＞操作量減少率Ｊ＞操作量減少率Ｋ＞操作量減少率Ｌ＞…＞操作量減少率Ｏ＞操作量減少率Ｐ＞操作量減少率Ｑ＞…＞操作量減少率Ｔである。つまり、同じ認識異常及び動作異常の態様に対して、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持していない場合であって、自車両がカーブの車線を走行しているときは、自車両が直線の道路を走行しているときよりも小さな操作量減少率が選択される。

なお、操作量減少率Ａ〜Ｔは必ずしも、操作量減少率Ａ＞操作量減少率Ｂ＞…＞操作量減少率Ｔになるように順次異なる値に設定されていなくともよい。例えば、自車両が直線の車線を走行しているか否か及びステアリングホイールが把持されているか否かの状況が同じである場合に、第１異常態様の操作量減少率よりも第２異常態様の操作量減少率の方が大きく、第２異常態様の操作量減少率よりも第３異常態様の操作量減少率の方が大きければよい。また、例えば、操作量減少率Ａ〜Ｔは、同じ認識異常及び動作異常の態様について、自車両がカーブの車線を走行しているときは、自車両が直線の道路を走行しているときよりも小さな操作量減少率が選択され、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出しているときは、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出していないときよりも大きな操作量減少率が選択されればよい。この場合は、操作量減少率Ａ〜Ｔの一部が同じ値に設定されていてもよい。

また、操作量減少率は、経時的に変化する値に設定されていてもよい。なお、異なる態様の認識異常や動作異常が同時に生じた場合は、制御停止部２４は、認識異常及び動作異常の態様それぞれに応じた操作量減少率の内で最も大きい操作量減少率を選択する。

制御停止部２４は、選択された操作量減少率により、車線認識の結果に応じた操作量を減少させた操作量を演算する（Ｓ１４）。操舵支援制御部２２は、演算された操作量によりステアリングアクチュエータ３１を駆動して操舵支援制御を行なう（Ｓ１５）。一方、異常検出部２３が認識異常及び動作異常を検出しないときは（Ｓ１２）、制御停止部２４は、車線認識の結果に応じた操作量を演算する（Ｓ１６）。

上記のＳ１１〜Ｓ１６の処理は１〜５００ｍｓごとにＥＣＵ２０により繰り返し行われる。操舵支援制御装置１による操舵支援制御は、操作量減少率により減少させられた操作量が０となったときに終了する。また、操舵支援制御装置１による操舵支援制御は、自車両のドライバーによる操舵支援制御を停止させる入力操作があったときに終了する。

なお、操作量が操作量減少率により減少させられている間に、曲率取得部２５が取得した車線の曲率が予め設定された閾値以上であるか否かや、把持検出部２６がドライバーがステアリングホイールを把持していることを検出しているか否かの状況が変化した時は、制御停止部２４は変化した状況に応じた操作量減少率により操作量を減少させる。例えば、図５に示すように、異常検出部２３により異常が検出されてから、把持検出部２６によりドライバーがステアリングホイールを把持していることが検出されるまでは、制御停止部２４は操作量減少率Ｍにより操作量を減少させ、把持検出部２６によりドライバーがステアリングホイールを把持していることが検出された後は、制御停止部２４は操作量減少率Ｍよりも大きい操作量減少率Ｃにより操作量を減少させることができる。

本実施形態によれば、制御停止部２４により、認識異常の態様に応じた操作量減少率により操作量が減少させられる。これにより、異常の発生時に異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

また、本実施形態によれば、自車両のドライバーがステアリングホイールを把持している場合であって、自車両が直線の車線を走行している場合は、異常検出部２３が第１異常態様を検出したときは、制御停止部２４により、操作量減少率Ｅにより操作量が減少させられ、異常検出部２３が第２異常態様を検出したときは、操作量減少率Ｅより大きい操作量減少率Ｄにより操作量が減少させられ、異常検出部２３が第３異常態様を検出したときは、操作量減少率Ｄより大きい操作量減少率Ｃにより操作量が減少させられる。

例えば、自車両が曲率が大きいカーブを走行している場合や、自車両が車線境界線が途切れた区間を走行している場合に、車線認識部２１が撮像画像から車線を区画する車線境界線を判別できなくなる第１異常態様の場合は、自車両がカーブを抜ければ、車線認識部２１が車線境界線を再び認識可能になることが予測される。このため認識異常の態様が第１異常態様の場合は、第２異常態様の場合の操作量減少率Ｄ及び第３異常態様の場合の操作量減少率Ｃに比べて小さな操作量減少率Ｅにより、操作量が減少させられる。

また、車線認識部２１が判別した２本の車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる第２異常態様の場合は、車線認識部２１は、例えば、分岐車線を区画する車線境界線を自車両が走行する車線の車線境界線と誤判別していることが予測される。この場合は、操舵支援制御部２２により、自車両が走行する車線と分岐車線との間の方向に操舵が行われる等の不適切な操舵が行われる可能性がある。このため、認識異常の態様が第２異常態様の場合は、第１異常態様の場合の操作量減少率Ｅに比べて大きな操作量減少率Ｄにより、操作量が減少させられる。

さらに、車線認識部２１が判別した車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく第３異常態様の場合は、車線認識部２１は、例えば、実線と破線との複合線からなる車線境界線を認識していることが予測される。この場合は、車線認識部２１による車線境界線の認識は比較的に長時間にわたって安定しない可能性がある。このため、認識異常の態様が第３異常態様の場合は、第２異常態様の場合の操作量減少率Ｄに比べて大きな操作量減少率Ｃにより、操作量が減少させられる。以上により、認識異常が発生したときでも、認識異常の態様に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

曲率が大きいカーブにおいては、大きな操作量減少率により操作量が減少させられると、自車両の挙動が安定しない可能性がある。そこで、本実施形態では、同じ認識異常の態様に対して、自車両が走行する車線の曲率が予め設定された閾値以上のときは、曲率が閾値未満のときよりも小さな操作量減少率により操作量が減少させられる。このため、曲率が大きいカーブにおいて、操舵支援制御の安定性を高めることができる。

認識異常の発生時にドライバーがステアリングホイールを把持している場合は、自ら運転操作を行う意思がある可能性が高いと考えられる。そこで、本実施形態では、ドライバーがステアリングホイールを把持しているときは、ドライバーがステアリングホイールを把持していないときよりも大きな操作量減少率により、操作量が減少させられる。このため、ドライバーが自ら運転操作を行う意思に応じて、より適切に操舵支援制御の操作量を減少させることができる。

尚、本発明の実施形態の操舵支援制御装置１は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態において、操舵支援制御装置１は、自車両のドライバーの覚醒度を検出する覚醒度検出部をさらに備え、制御停止部２４は、覚醒度検出部により検出されたドライバーの覚醒度が低いほど、より小さい減少率により操作量を減少させてもよい。

あるいは、操舵支援制御装置１は、自車両の周囲の交通量を検出する交通量検出部をさらに備え、制御停止部２４は、交通量検出部により検出された交通量が多いほど、より小さい操作量減少率により操作量を減少させてもよい。

１…操舵支援制御装置、１１…カメラ、１２…ライダ、１３…車速センサ、１４…ヨーレートセンサ、１５…舵角センサ、１６…操舵トルクセンサ、１７…タッチセンサ、１８…ナビゲーションシステム、２０…ＥＣＵ、２１…車線認識部、２２…操舵支援制御部、２３…異常検出部、２４…制御停止部、２５…曲率取得部、２６…把持検出部、３１…ステアリングアクチュエータ。

Claims

自車両の進行方向の撮像画像を用いて前記自車両が走行する車線を認識する車線認識部と、
前記車線認識部が認識した前記車線に沿って前記自車両が走行するような操作量により前記自車両の操舵を制御する操舵支援制御部と、
前記車線認識部の前記車線の認識異常及び前記認識異常の態様を検出する異常検出部と、
前記異常検出部が前記車線認識部の前記認識異常を検出したときに、前記操作量を経時的に減少させる制御停止部と、
を備え、
前記制御停止部は、前記認識異常の前記態様に応じた操作量減少率により前記操作量を減少させる、操舵支援制御装置。
前記異常検出部は、前記車線認識部の前記認識異常の前記態様として、前記車線認識部が前記撮像画像から前記車線を区画する車線境界線を判別できなくなる第１異常態様、前記車線認識部が判別した２本の前記車線境界線の間隔が予め設定された値よりも拡がる第２異常態様、及び前記車線認識部が判別した前記車線境界線の位置が予め設定された頻度よりも大きな頻度でばらつく第３異常態様を検出し、
前記制御停止部は、
前記異常検出部が前記第１異常態様を検出したときは、前記操作量減少率として第１操作量減少率により前記操作量を減少させ、
前記異常検出部が前記第２異常態様を検出したときは、前記操作量減少率として前記第１操作量減少率より大きい第２操作量減少率により前記操作量を減少させ、
前記異常検出部が前記第３異常態様を検出したときは、前記操作量減少率として前記第２操作量減少率より大きい第３操作量減少率により前記操作量を減少させる、請求項１に記載の操舵支援制御装置。
前記自車両が走行する前記車線の曲率を取得する曲率取得部をさらに備え、
前記制御停止部は、同じ前記認識異常の前記態様に対して、前記曲率取得部が取得した前記曲率が予め設定された閾値以上のときは、前記曲率が前記閾値未満のときよりも小さな前記操作量減少率により前記操作量を減少させる、請求項１又は２に記載の操舵支援制御装置。
前記自車両のドライバーがステアリングホイールを把持しているか否かを検出する把持検出部をさらに備え、
前記制御停止部は、同じ前記認識異常の前記態様に対して、前記把持検出部が前記ドライバーが前記ステアリングホイールを把持していることを検出しているときは、前記把持検出部が前記ドライバーが前記ステアリングホイールを把持していることを検出していないときよりも大きな前記操作量減少率により前記操作量を減少させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵支援制御装置。