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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-29
(54)【発明の名称】逸脱率に基づく車線維持支援
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20240221BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20240221BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00 ZYW
B62D101:00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023552191
(86)(22)【出願日】2022-02-02
(85)【翻訳文提出日】2023-10-23
(86)【国際出願番号】 US2022014868
(87)【国際公開番号】W WO2022182486
(87)【国際公開日】2022-09-01
(31)【優先権主張番号】17/186,160
(32)【優先日】2021-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506335204
【氏名又は名称】アール．エイチ．シェパード カンパニー、インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000626
【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】スリバサン、スリマティ
(72)【発明者】
【氏名】ジャマイヤー、アプルバ
【テーマコード（参考）】
3D232
【Ｆターム（参考）】
3D232CC20
3D232DA03
3D232DA22
3D232DA23
3D232DA24
3D232DA33
3D232DA64
3D232DA84
3D232DA88
3D232DA90
3D232DA92
3D232DA93
3D232DA99
3D232DC01
3D232DC03
3D232DC33
3D232DC38
3D232DD01
3D232DD02
3D232DE02
3D232EA01
3D232EB04
3D232EB11
3D232EC23
3D232GG01
3D232GG02
(57)【要約】
車両用車線維持支援システムは、車両の点から車両の走行車線に対する車線マーカーの端までの第１の時点及び第２の時点での距離の値を含む第１の信号及び第２の信号を受信するコントローラを含む。コントローラは、第１の信号と第２の信号とに応じて距離の変化率を決定し、変化率に応じてパワーステアリングシステム制御信号を生成する。制御信号は、車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された車両のステアリングギアに加わる力を生成して変化率に応じた力の量で走行車線に対する車両の位置を制御する。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用車線維持支援システムであって、前記車両の第１の点から前記車両に対する走行車線の第１の側の第１の車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号を受信し、
前記車両の前記第１の点から前記第１の車線マーカーの前記端までの前記第１の時点後の第２の時点での前記距離の値を含む第２の信号を受信し、
前記第１の信号と前記第２の信号に応じて前記車両の前記第１の点から前記第１の車線マーカーの前記端までの前記距離の変化率を決定し、
第１のパワーステアリングシステム制御信号であって、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された前記車両のステアリングギアに加わる力を生成して前記走行車線に対する前記車両の位置を制御するように構成され、前記力の量は前記変化率に応じた量である、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号を前記変化率に応じて生成するように構成された、
車線維持支援コントローラを含む、車線維持支援システム。
【請求項2】
前記車線維持支援コントローラは更に、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記端の内側又は前記第１の車線マーカーの前記端の外側に配置されているかどうかを判定するように構成され、前記力の量は、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記内側に配置されている場合、前記変化率に応じた第１の値に設定され、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側に配置されている場合、前記変化率に応じた、前記第１の値よりも大きな、第２の値に設定される、請求項１に記載の車線維持支援システム。
【請求項3】
前記車線維持支援コントローラは更に、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定し、前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するように構成される、請求項２に記載の車線維持支援システム。
【請求項4】
前記車線維持支援コントローラは更に、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定し、前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに第２のパワーステアリングシステム制御信号を生成するように構成され、前記第２のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両を前記走行車線から隣接する走行車線に付勢する前記ステアリングギアに加わる力を生成するように構成され、前記力の量は、前記変化率に応じて前記第２のパワーステアリングシステム制御信号により生成される、請求項２に記載の車線維持支援システム。
【請求項5】
前記車線維持支援コントローラは更に、車両動作条件の存在又は不在を示す抑制信号を受信し、前記抑制信号が前記車両動作条件の存在を示す場合に前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するように構成される、請求項１に記載の車線維持支援システム。
【請求項6】
前記車両動作条件は、車両方向指示器の起動、非常ブレーキシステムの起動、安定性制御システムの起動、及び転倒防止システムの起動のうちの１つを含む、請求項５に記載の車線維持支援システム。
【請求項7】
前記第１の信号は、前記車両の第２の点から前記走行車線の第２の側の第２の車線マーカーの端までの前記第１の時点での距離の値を更に含み、前記第２の信号は、前記車両の前記第２の点から前記第２の車線マーカーの前記端までの前記第２の時点での前記距離の値を更に含み、前記車線維持支援コントローラは更に、前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの少なくとも一方に応じて前記走行車線の幅を決定し、前記走行車線の前記幅が所定の車線幅に対する所定の条件を満たす場合に前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するように構成される、請求項１に記載の車線維持支援システム。
【請求項8】
前記車線維持支援コントローラは、自動車技術者協会Ｊ１９３９伝送プロトコルに従ってデータを伝送するように構成された通信バスを介して通信する、請求項１に記載の車線維持支援システム。
【請求項9】
車両を走行車線内に維持する支援を提供するための方法であって、該方法は、前記車両の第１の点から前記車両に対する走行車線の第１の側の第１の車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号を受信するステップと、
前記車両の前記第１の点から前記第１の車線マーカーの前記端までの前記第１の時点後の第２の時点での前記距離の値を含む第２の信号を受信するステップと、
前記第１の信号と前記第２の信号とに応じて前記車両の前記第１の点から前記第１の車線マーカーの前記端までの前記距離の変化率を決定するステップと、
第１のパワーステアリングシステム制御信号であって、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された前記車両のステアリングギアに加わる力を生成して前記走行車線に対する前記車両の位置を制御するように構成され、前記力の量は前記変化率に応じた量である、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号を前記変化率に応じて生成するステップと
を含む、方法。
【請求項10】
前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記端の内側又は前記第１の車線マーカーの前記端の外側に配置されているかどうかを判定するステップを更に含み、前記力の量は、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記内側に配置されている場合、前記変化率に応じた第１の値に設定され、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側に配置されている場合、前記変化率に応じた、前記第１の値よりも大きな、第２の値に設定される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定するステップと、前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定するステップと、前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに第２のパワーステアリングシステム制御信号を生成するステップであって、前記第２のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両を前記走行車線から隣接する走行車線に付勢する前記ステアリングギアに加わる力を生成するように構成され、前記力の量は、前記変化率に応じて前記第２のパワーステアリングシステム制御信号により生成される、生成するステップと
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
車両動作条件の存在又は不在を示す抑制信号を受信するステップと、前記抑制信号が前記車両動作条件の存在を示す場合に前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するステップとを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記車両動作条件は、車両方向指示器の起動、非常ブレーキシステムの起動、安定性制御システムの起動、及び転倒防止システムの起動のうちの１つを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の信号は、前記車両の第２の点から前記走行車線の第２の側の第２の車線マーカーの端までの前記第１の時点での距離の値を更に含み、前記第２の信号は、前記車両の前記第２の点から前記第２の車線マーカーの前記端までの前記第２の時点での前記距離の値を更に含み、前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの少なくとも一方に応じて前記走行車線の幅を決定するステップと、
前記走行車線の前記幅が所定の車線幅に対する所定の条件を満たす場合に前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するステップとを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の信号及び前記第２の信号並びに前記第１のパワーステアリングシステム制御信号は、自動車技術者協会Ｊ１９３９伝送プロトコルに従ってデータを伝送するように構成された通信バスを介して伝送される、請求項９に記載の方法。
【請求項17】
コントローラにより実行されると車両を走行車線内に維持する支援を提供するコンピュータプログラムがエンコードされた固定コンピュータ記憶メディアであって、前記コンピュータプログラムは、第１の時点での、前記車両の第１の点から第１の車線マーカーの端までの距離の値を含む第１の信号と、前記第１の時点後の第２の時点での、前記車両の前記第１の点から前記第１の車線マーカーの前記端までの前記距離の値を含む第２の信号とに応じて、前記車両の前記第１の点から前記車両に対する走行車線の第１の側の前記第１の車線マーカーの前記端までの前記距離の変化率を決定するためのコードと、
第１のパワーステアリングシステム制御信号であって、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された前記車両のステアリングギアに加わる力を生成して前記走行車線に対する前記車両の位置を制御するように構成され、前記力の量は前記変化率に応じた量である、前記第１のパワーステアリングシステム制御信号を前記変化率に応じて生成するためのコードを含む、
前記固定コンピュータ記憶メディアを含む、製品。
【請求項18】
前記コンピュータプログラムは、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記端の内側又は前記第１の車線マーカーの前記端の外側に配置されているかどうかを判定するためのコードを更に含み、前記力の量は、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記内側に配置されている場合、前記変化率に応じた第１の値に設定され、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側に配置されている場合、前記変化率に応じた、前記第１の値よりも大きな、第２の値に設定される、請求項１７に記載の製品。
【請求項19】
前記コンピュータプログラムは、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定し、
前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに前記第１のパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止する
ためのコードを更に含む、請求項１８に記載の製品。
【請求項20】
前記コンピュータプログラムは、前記第２の信号に応じて、前記車両の前記第１の点が前記第１の車線マーカーの前記外側の前記第１の車線マーカーの前記端からの所定距離に到達しているかどうかを判定するためのコードと、
前記車両の前記第１の点が前記所定距離に到達しているときに第２のパワーステアリングシステム制御信号を生成するためのコードであって、前記第２のパワーステアリングシステム制御信号は、前記車両を前記走行車線から隣接する走行車線に付勢する前記ステアリングギアに加わる力を生成するように構成され、前記力の量は、前記変化率に応じて前記第２のパワーステアリングシステム制御信号により生成される、生成するためのコードと
を更に含む、請求項１８に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両を走行車線内に維持する支援を提供するためのシステム及び方法に関する。特に、本開示は、車両と走行車線の片側の車線マーカーとの間の距離の変化率に応じて支援量を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の車両は、ステアリングホイールを転舵させるときに運転者が加える力を増大させることにより車両運転者が車両を操舵するのを支援するパワーステアリングシステムを含む。最新の車両はまた、同じパワーステアリングシステムの要素を使用して、走行車線に対して車両運転者の位置を維持する支援を車両運転者に提供する、車線維持支援システムを含むことが多い。例えば、システムは、例えば運転者のミス、眠気、又は注意散漫などに起因して車両が走行車線から逸脱するか又は意図しない車線変更を行う状況において、運転者が加える力に対する抵抗を提供し得る。
【0003】
車線維持支援システムは、車両運転者に、並びに周囲の車両の運転者、歩行者、及び道路作業員にも大きな安全上の利点をもたらす。車線維持支援システムは、道路インフラを保護するのにも役立つ。しかしながら、従来の車線維持支援システムは、多くの場合、複雑であり、独自の若しくはさもなければ車両固有の車両内のハードウェア及び／又は通信プロトコルに依存する。その結果、システムを異なる車両間での使用に容易に適合させることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、上で特定した欠陥の１つ以上を最小限に抑え且つ／又は排除する、車両を走行車線内に維持する支援を提供するためのシステム及び方法の必要性を認識している。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、車両を走行車線内に維持する支援を提供するためのシステム及び方法に関する。特に、本開示は、車両と走行車線の片側の車線マーカーとの間の距離の変化率に応じて支援量を制御するシステム及び方法に関する。
【0006】
車両用車線維持支援システムの一実施形態は、車両の点から車両に対する走行車線の片側の車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号を受信し、車両の点から車線マーカーの端までの第１の時点後の第２の時点での距離の値を含む第２の信号を受信するように構成された車線維持支援コントローラ。コントローラは更に、第１の信号と第２の信号とに応じて車両の点から車線マーカーの縁までの距離の変化率を決定するように構成される。車線維持支援コントローラは更に、変化率に応じてパワーステアリングシステム制御信号を生成するように構成される。パワーステアリングシステム制御信号は、車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された車両のステアリングギアに加わる力を生成して走行車線に対する車両の位置を制御するように構成される。力の量は、変化率に応じた量である。
【0007】
車両を走行車線内に維持する支援を提供するための方法の一実施形態は、車両の点から車両に対する走行車線の片側の車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号を受信するステップを含む。方法は、車両の点から車線マーカーの端までの第１の時点後の第２の時点での距離の値を含む第２の信号を受信するステップを更に含む。方法は、第１の信号と第２の信号とに応じて車両の点から車線マーカーの端までの距離の変化率を決定するステップを更に含む。方法は、変化率に応じてパワーステアリングシステム制御信号を生成するステップを更に含む。パワーステアリングシステム制御信号は、車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された車両のステアリングギアに加わる力を生成して走行車線に対する車両の位置を制御するように構成される。力の量は、変化率に応じた量である。
【0008】
製品の一実施形態は、コントローラによって実行されると車両を走行車線内に維持する支援を提供する、コンピュータプログラムがエンコードされた固定コンピュータ記憶メディアを含む。コンピュータプログラムは、車両の点から車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号と、第１の時点後の第２の時点での、車両の点から車線マーカーの端までの距離の値を含む第２の信号とに応じて、車両の点から車両に対する走行車線の片側の車線マーカーの端までの距離の変化率を決定するためのコードを含む。プログラムは、変化率に応じてパワーステアリングシステム制御信号を生成するためのコードを更に含む。パワーステアリングシステム制御信号は、車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された車両のステアリングギアに加わる力を生成して走行車線に対する車両の位置を制御するように構成される。力の量は、変化率に応じた量である。
【0009】
本教示による、車両を走行車線内に維持する支援を提供するためのシステム及び方法は、従来のシステム及び方法に比べて有利である。開示のシステム及び方法は、信頼性が高く且つ動的車両挙動を考慮した、車両の位置を走行車線内に維持する支援を提供する。システム及び方法は、従来のシステム及び方法よりも複雑度が低く、独自の若しくはさもなければ車両固有のハードウェア及び／又は通信プロトコルに依存せずに、この機能を達成する。その結果、システム及び方法は、異なる車両間での使用に容易に適合させることができる。
【0010】
開示のシステム及び方法の前述及び他の態様、特徴、詳細、有用性、並びに利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読むこと、並びに添付の図面を検討することで明らかになるであろう。
【0011】
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
ここで、様々な図中の同一の構成要素を特定するために類似の参照符号が使用されている、図面を参照すると、図１は、本教示による車線維持支援システムを組み込んだ車両１０を示している。図示の実施形態では、車両１０は、商用車両、特に、牽引車１２又は動力ユニットと、より多くのトレーラー１４又は被牽引ユニットのうちの１つとを有する牽引車・トレーラーを含む。しかしながら、本明細書で説明する車線維持支援システムが、多種多様な他の商用車両（例えば、バス）及び非商用車両（例えば、自動車）での用途を見出し得ることを理解すべきである。車両１０は、１つ以上のステアリング可能なホイール１６と、ステアリングリンケージ１８と、パワーステアリングシステム２０とを含む。車両１０は、限定されるものではないが、方向指示システム２２と、非常ブレーキシステム２４と、安定性制御システム２６と、転倒防止システム２８とを含む、様々な所要又は任意選択の安全システムを更に含み得る。車両１０は、本教示による車線維持支援システム３０を更に含む。システム２０、２２、２４、２６、２８、及び３０は、従来の車両通信バス３２、特にコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）により相互接続され、これを介して通信し得る。本教示の一態様によれば、バス３２は、自動車技術者協会Ｊ１９３９伝送プロトコルに従ってデータを伝送するように構成される。
【0014】
ホイール１６は、車両１０を支持し、路面に沿って車両１０を推進させるために設けられる。図示の実施形態では、ホイール１６は、車両の両側のステアリング可能なホイールであり、一緒になって操舵軸の一部を形成する。車両１０がまた、車両の両側に１つ以上の従動ホイール（図示せず）を含み、従動ホイールが、一緒になって駆動軸の一部を形成し、車両１０に搭載された動力ユニット（例えば、内燃機関）により駆動されることを理解すべきである。車両１０は、（例えば、トレーラー１４のトレーラー車軸の一部として）車両の両側に１組以上の非駆動、非操舵ホイール（図示せず）を更に含み得る。
【0015】
ステアリングリンケージ１８は、ホイール１６を車両１０用のステアリング機構に、特に、（例えば、ステアリングホイール及びステアリングコラム（図示せず）を通じて）車両運転者のステアリング入力をリンケージ１８に、最終的にホイール１６に伝達するパワーステアリングシステム２０内のステアリングギアに結合する。リンケージ１８は、ステアリングギアにより横方向に移動させてホイール１６を転舵させる、ロッドとレバーとの組み合わせを含む。リンケージ１８は、例えば、ステアリングナックルと、タイロッドと、リンクと、アイドラアームと、ステアリングギアにより駆動されるピットマンアームとを含み得る。
【0016】
パワーステアリングシステム２０は、ホイール１６を転舵させるために車両運転者が（例えばステアリングホイール（図示せず）を通じて）入力した力をステアリングリンケージ１８に伝達し増大させるために設けられる。本教示によれば、システム２０はまた、車線維持支援システム３０により生成された信号に応答して、車両運転者が走行車線に対して車両１０の位置を維持するのを支援するために提供される。システム２０は、車両運転者によるステアリング入力をステアリングリンケージ１８に伝達するステアリングギアを含む。ステアリングギアは、ラックアンドピニオンギア又は再循環ボール式ギアを含み得る。システム２０は、電気モータとモータコントローラとを更に含み得、そのモータコントローラは、ステアリングコラムに取り付けられた操舵角センサ及びトルクセンサから入力信号を受信して、ステアリングコラム又はステアリングギアの他の構成要素の動きを支援するようにモータを制御する出力信号を生成する。モータコントローラはまた、本教示によれば、車線維持支援システム３０を含む他の車両システムから入力信号を受信し得る。
【0017】
方向指示システム２２は、方向転換する又は複数車線の道路で車線変更する車両運転者の意図の表示を生成するために設けられる。システム２２は、車両運転者が方向転換又は車線変更の意図を入力するレバーなどの運転者インターフェース（図示せず）を含む。システム２２はまた、車両運転者の意図を他の車両運転者及び歩行者に知らせるための運転者の入力に応答して起動させ得る車両の外部のインジケータ（例えば、点滅光などの視覚的インジケータ）や、運転者の入力が認識されたことを車両運転者に知らせるための車両の内部のインジケータ（例えば、点滅光などの視覚的インジケータ又は繰り返しのノイズなどの聴覚的インジケータ）（図示せず）を含む。
【0018】
非常ブレーキシステム２４は、所定の条件（例えば、別の車両、歩行者、又は道路インフラとの差し迫った衝突）に応答して、車両１０のホイールブレーキ（図示せず）を起動する。システム２４は、車両の外部（例えば、他の車両、歩行者、若しくは道路インフラの存在及び／又はそれとの距離、環境条件など）及び車両の内部（例えば、運転者の無能力状態）の様々な条件を感知するように構成されたセンサを含み得る。センサは、カメラ、ＲＡＤＡＲ又はＬＩＤＡＲシステム、湿度センサ、又はその他の形態のセンサを含み得る。システム２４は、センサにより生成された信号を受信するように且つ車両のブレーキシステムの構成要素（例えば、流体制御弁）を制御して車両の制動を調整するための制御信号を生成するように構成されたコントローラを更に含み得る。
【0019】
安定性制御システム２６は、運転者のステアリング入力により示される運転者が意図した方向と一致する車両１０の走行方向を維持するために設けられる。システム２６は、ヨーレートセンサ、ホイール速度センサ、及び操舵角センサを含む、様々な条件を感知するように構成されたセンサを含み得る。システム２６は、センサにより生成された信号を受信するように並びに車両のブレーキシステムの構成要素（例えば、流体制御弁）を制御して車両の制動を調整するための及び／又は車両の動力システムの構成要素（例えば、内燃機関用の空気及び流体取入口）を制御して実際の走行方向が意図した走行方向と一致するように車両１０を正常な位置に戻すための制御信号を生成するように構成されたコントローラを更に含み得る。特に、システム２６は、操舵角センサからの信号により決定される車両１０の意図した方向と車両１０の上下（ヨー）軸周りの車両１０の角速度を測定するヨーレートセンサにより決定される車両１０の実際の方向とを継続的に比較し得る。車両１０の意図した方向と実際の方向とが異なる場合、コントローラは、車両１０の実際の方向が意図した方向と一致するように車両１０の１つ以上のホイールにおけるトルクを制御するために、エンジン及びホイールブレーキの一方又は両方のための制御信号を生成する。
【0020】
転倒防止システム２８は、車両１０の転倒を阻止するために設けられる。システム２８は、ここでも、ヨー角センサ、操舵角センサ、及び／又は慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を含む、様々な条件を感知するように構成されたセンサを更に含み得る。システム２８は、センサにより生成された信号を受信するように、並びに車両のブレーキシステムの構成要素（例えば、流体制御弁）、車両の動力システムの構成要素（例えば、内燃機関用の空気及び流体取入口）、及び／又は車両１０の転倒をもたらし得る力に抗する車両のサスペンションシステムの構成要素を制御するための制御信号を生成するように構成されたコントローラを更に含み得る。
【0021】
車線維持支援システム３０は、車両を走行車線内に維持する支援を提供する。本教示によれば、システム３０は、車両の点（ホイール１６又はホイール１６のタイヤの外端など）と走行車線の車線マーカーとの間の距離の変化率（「逸脱率」としても知られる）を決定し、変化率に応じて（例えば、変化率が増加するにつれて支援量を増加させることにより）車両運転者に提供される支援のレベルを調整する。このように、システム３０は、システムを多種多様な車両での使用に適合させることができるように既存のハードウェア及び通信プロトコルを使用して支援を提供する一方で、信頼性が高く且つ動的車両挙動を考慮した、車両の位置を走行車線内に維持する支援を車両運転者に提供することができる。システム３０は、１つ以上のカメラ３４と、カメラコントローラ３６と、車線維持支援コントローラ３８とを含み得る。
【0022】
カメラ３４は、車両１０に対する走行車線４０の画像を撮影するように構成される。画像は、走行車線４０の両側の車線マーカー４２、４４を含む。図示の実施形態では、車両１０に対する走行車線４０は、同じ方向に走る複数の車線を有する道路の最も右側の車線である。それゆえ、車線マーカー４２は、車両１０に対する走行車線４０と隣接する走行車線４６との間の境界にマークを付す破線の車線マーカーである。車線マーカー４４は、走行車線４０と道路外領域４８との間の境界にマークを付す切れ目のないすなわち連続した車線マーカーである。カメラ３４は、デジタルカメラを含み得、車両のフロントガラスに取り付けられ得る。カメラは、例えば、Ｂｅｎｄｉｘ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＬＬＣにより販売されているＡｕｔｏＶｕｅ（登録商標）車線逸脱警報システムの一部を形成するカメラを含み得る。開示のシステム及び方法の１つの利点は、追加のセンサを使用せずにカメラ３４のみを使用して、信頼性が高く且つ動的な車線維持支援システム３０を実装できることである。
【0023】
カメラコントローラ３６は、カメラ３４により生成された画像を処理し、画像に応じて、画像から得られた情報を含む信号を生成するように構成される。本教示によれば、信号は、車両１０の両側（例えば、ホイール１６の外側）の点から車両１０の両側の車線マーカー４２、４４のそれぞれの内側端５０、５２までの距離ｄL及びｄRの値を含む。信号は、左ホイール逸脱距離信号（Ｊ１９３９ ＳＰＮ８１３９）及び右ホイール車線逸脱距離信号（Ｊ１９３９ ＳＰＮ ８１４０）を含み得る。コントローラ３６は、プログラム可能なマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラを含み得、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み得る。コントローラ３６は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、コントローラ３６がバス３２を介して複数の入力信号を受信して複数の出力信号を伝送し得る入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースと、を含み得る。入力信号は、カメラ３４からの画像情報を含み得る。出力信号は、上記のようにカメラ３４により撮影された画像から得られた情報を含み得る。コントローラ３６は、例えば、Ｂｅｎｄｉｘ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＬＬＣにより販売されているＡｕｔｏＶｕｅ（登録商標）車線逸脱警報システムの一部を形成する車線逸脱警報プロセッサを含み得る。
【0024】
車線維持支援コントローラ３８は、必要に応じて、パワーステアリングシステム２０内のステアリングギアに、最終的に、ステアリングリンケージ１８に加わる力を生成して走行車線４０に対する車両１０の位置を制御するために、カメラコントローラ３６から受信した信号に応じて、パワーステアリングシステム２０用の制御信号を生成するように構成される。コントローラ３８は、プログラム可能なマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラを含み得、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み得る。図１を参照すると、図示の実施形態では、コントローラ３８は、中央処理装置（ＣＰＵ）５４と、メモリ５６と、コントローラ３８がバス３２を介して複数の入力信号を受信し複数の出力信号を伝送し得る入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５８と、を含み得る。入力信号は、カメラコントローラ３６からの信号に加えて、方向指示システム２２と非常ブレーキシステム２４と安定性制御システム２６と転倒保護システム２８とから受信した信号を含み得る。出力信号は、パワーステアリングシステム２０用の制御信号を含むが、車両運転者への情報及び／又は警告を生成するために使用される信号も含み得る。図示の実施形態では、カメラコントローラ３６と車線維持支援コントローラ３８とは、別個のコントローラである。しかしながら、単一のコントローラにおいてコントローラ３６、３８の機能を組み合わせることができることを理解すべきである。
【0025】
本発明の教示によれば、コントローラ３８は、以下で説明するように、車両１０を走行車線４０内に維持する支援を提供するための方法を実施するために適切なプログラミング命令（すなわち、ソフトウェア又はコンピュータプログラム）を用いて構成され得る。プログラミング命令の一部又は全ては、メモリ５６などの固定コンピュータ記憶メディアでエンコードされ、コントローラ３８により実行され得る。ここで図２を参照すると、車両１０を走行車線４０内に維持する支援を提供するための方法の一実施形態は、時点ｔ1での車両１０に対する走行車線４０の画像をカメラ３４で撮影するステップ６０から開始し得る。カメラの視野は、画像が走行車線４０の両側の車線マーカー４２、４４を捉えるに十分に広くなければならない。
【0026】
方法は、時点ｔ1で撮像された画像に応じて、画像から得られた情報を含む１つ以上の信号を生成するステップ６２へと続き得る。信号は、ホイール１６の外側端又はホイール１６のタイヤなどの、車両１０の両側の点から対応する車線マーカー４０、４２の端５０、５２までの時点ｔ1での距離の値を含む。図１を参照すると、信号は、車両１０の左側のホイール１６の外側端から車線マーカー４０の内側端５０までの時点ｔ1での距離ｄLの値と、車両１０の右側のホイール１６の外側端から車線マーカー４２の内側端５２までの時点ｔ1での距離ｄRの値とを含み得る。
【0027】
方法は、２つ以上の画像がカメラ３４により撮影されてコントローラ３６により処理されたかどうかを判定するステップ６４へと続き得る。単一の画像だけが撮影され処理されていた場合、方法は、カメラ３４が時点ｔ1後の時点ｔ2で走行車線４０の別の画像を撮影するようにステップ６０及び６２を繰り返し、カメラコントローラ３６は、時点ｔ2で撮像された画像に応じて、時点ｔ2での距離ｄL及びｄRの値を含む画像からの情報を含む１つ以上の信号を生成する。複数の画像がカメラ３４により撮影されてコントローラ３６により処理された時点で、方法はステップ６６に進む。
【0028】
ステップ６６において、車線維持支援コントローラは、車両１０の所定の点から車線マーカー４２、４４の対応する端５０、５２までの時点ｔ2での距離ｄL又はｄRが所定距離に対する所定の条件（例えば、所定距離未満である）を満たしているかどうかを判定し得る。車両１０が時点ｔ2で走行車線４０内の横方向中央にあるか又は走行車線４０の中央に比較的近接している（車両が各車線マーカー４２、４４からの所定距離を超えている）場合、システム３０は支援が不要であると判定し得、方法が終了し得る。車両１０が車線マーカー４２、４４の一方に比較的近接していることを距離ｄL又はｄRが示す場合、方法は、ステップ６８に進み得る。
【0029】
ステップ６８では、車線維持支援コントローラ３８は、カメラコントローラ３６から信号を受信した後に、信号の少なくとも１つに応じて走行車線４０の幅を決定する。幅の決定は、車両１０が、例えば道路外領域４８にあるのとは対照的に、車線維持支援機能を使用するのに適切な走行車線にあるかどうかを判定するために使用される。コントローラ３８は、距離ｄL及びｄRと、メモリ５６に記憶され得る車両１０の幅などの、他の情報とを使用して、走行車線の幅を決定し得る。次いで、コントローラ３８は、走行車線の幅が所定の車線幅に対する所定の条件を満たすかどうかを判定する。所定の条件は、例えば、走行車線の幅が所定の車線幅未満の値を有することであり得る。走行車線の幅がヌル値を有する（判定できない）か又は所定の車線幅より大きいとコントローラ３８が判定した場合、方法が終了し、それにより、パワーステアリングシステム２０用のパワーステアリング制御信号の生成を防止し得る。上で説明した所定の条件が単なる例示的なものであることを理解すべきである。他の実施形態では、所定の条件は、走行車線４０の車線幅が所定の車線幅を超えていること、又は走行車線４０の車線幅が所定の車線幅の片側若しくは両側の一定の範囲内にあることであり得る。また、走行車線４０について決定された車線幅が、複数の所定の車線幅に関する所定の条件（例えば、所定の最大車線幅よりも小さく且つ所定の最小車線幅よりも大きいこと）を満たすことをコントローラ３８が要求し得ることも理解すべきである。
【0030】
走行車線４０の幅が所定の車線幅に対する所定の条件を満たしているとコントローラ３８が判定した場合、方法は、車線維持支援システム３０がアクティブであるべきでない何らかの動作条件が車両１０に対して存在するかどうかをコントローラ３８が判定するステップ７０へと続き得る。コントローラ３８は、車線維持支援システム３０がアクティブであるべきでない車両動作条件の存在又は不在を示す、車両１０内の様々なシステムからの抑制信号を受信するように構成され得る。例えば、コントローラ３８は、方向指示器が起動されているか否かを示す、方向指示システム２２からの抑制信号を受信するように構成され得る。方向指示器の起動は、車両運転者が走行車線４０から（例えば、隣接する走行車線４２に）移動する意図を示し得るため、車線維持支援システム３０は、車両１０を走行車線４０内に維持するように意図されたパワーステアリングシステム制御信号を生成すべきではない。方向指示システム２２からの抑制信号は、例えば、運転者の方向指示器スイッチの位置を示す方向指示器スイッチコード（Ｊ１９３９ ＳＰＮ ２８７６）を含む運転者の外部光制御信号を含み得る。コントローラ３８はまた、対応するシステムが起動されているかどうかを示す、非常ブレーキシステム２４、安定性制御システム２６、及び転倒防止システム２８のいずれか又は全てからの抑制信号を受信するように構成され得る。システム２４、２６、２８は、危険な条件（例えば、差し迫った衝突又は車両１０の制御の喪失）の検出に応答して起動され、危険な条件を緩和するために、ブレーキ、ステアリング、動力及び／又はサスペンションシステムなどの車両システムの少なくとも部分的な制御を担うので、車線維持支援システム３０は、システム２４、２６、２８のアクションを無効にし得るパワーステアリングシステム制御信号の生成を防止するために、システム２４、２６、２８のいずれかがアクティブであるときには非アクティブのままでなければならない。非常ブレーキシステム２４からの抑制信号は、例えば、前方衝突被害軽減非常ブレーキシステムの動作段階を示す前方衝突被害軽減非常ブレーキシステム段階コード（Ｊ１９３９ ＳＰＮ ５６７６）を含み得る。転倒防止システム２８からの抑制信号は、例えば、システム２８が車両１０内のエンジンの制御を実行しようと試みたかどうかを示すＲＯＰエンジン制御コード（Ｊ１９３９ ＳＰＮ １８１６）を含み得る。本明細書ではシステム２２、２４、２６、２８について具体的に述べてきたが、抑制信号は、システムと車線維持支援システム３０との同時に起こる動作が意図しない又は望ましくない結果を引き起こし得る他の車両システムから得られる場合があることを理解すべきである。コントローラ３８が、所定の動作条件の存在を示す、システム２２、２４、２６、２８のいずれかからの抑制信号を受信した場合、方法がここでも終了し、それにより、パワーステアリングシステム２０用のパワーステアリング制御信号の生成を防止し得る。
【0031】
車線維持支援システム３０が非アクティブであるべきである動作条件の存在を示す抑制信号をコントローラ３８がシステム２２、２４、２６、２８のいずれからも受信していない場合、方法は、カメラコントローラ３６から受信した信号に応じて、車両の対応する点から対応する車線マーカー４２、４４の端５０、５２までの距離ｄL及び／又はｄRの変化率（「逸脱率」又はＲＯＤとしても知られる）を決定する次のステップ７２へと続き得る。コントローラ３８は、画像の各々から得られたｄLの値（及び／又は画像の各々から得られたｄRの値）間の差Δｄを決定し、時点ｔ1とｔ2との差Δｔを決定し、ΔｄをΔｔで割ることにより、車両１０の両側における距離の変化率（又は逸脱率）を決定し得る。距離ｄLの変化率（ＲＯＤL）と距離ｄRの変化率（ＲＯＤR）とが逆の関係にある（すなわち、一方の値が増加すると、他方の値が減少する）ことを理解すべきである。また、図２に示し本明細書で説明する方法が本発明の一実施形態を示すことと、例えば、他の実施形態では、ステップ７２がステップ６６、６８、及び７０に先立って行われ得ることも理解すべきである。
【0032】
本教示によれば、コントローラ３８は、最終的に距離ｄL及び／又はｄRの変化率（すなわち、ＲＯＤL及び／又はＲＯＤR）を使用して、システム２０内のステアリングギアに加わる力であって、最終的にステアリングリンケージ１８に加わる力を生成するように構成された、パワーステアリングシステム２０用のパワーステアリングシステム制御信号を生成して、変化率に応じた力の量で走行車線４０に対する車両１０の位置を制御する（後述するステップ８０を参照）。しかしながら、パワーステアリングシステム制御信号の生成に先立って、コントローラ３８は、様々な実施形態において、パワーステアリングシステム制御信号が生成されるかどうかに及び／又はその信号の構成に影響を及ぼすいくつかの追加のアクションを行うように構成され得る。
【0033】
ステップ７４において、コントローラ３８は、時点ｔ2で撮像された画像からカメラコントローラ３６により生成された信号に応じて、距離ｄL又はｄRが測定されている車両１０の点（例えば、ホイール１６又はホイール１６のタイヤの外端）が車線マーカー４２、４４の対応する端５０、５２の内側又は外側に配置されているかどうかを判定し得る。車両１０の点が車線マーカー４２又は４４の端５０又は５２を横切ると値の符号が変化するため、測定した距離ｄL若しくはｄR及び／又は対応する逸脱率ＲＯＤL若しくはＲＯＤRが正又は負であるかどうかに基づいて、コントローラ３８は、車両のこの点が、対応する車線マーカー４２又は４４の端５０又は５２の内側又は外側にあるかどうかを判定する。特に、ｄL及びＲＯＤLの符号は、車両１０の左側の特定した点が車線マーカー４２の端５０を横切ったときには常に負から正に変化し、その一方で、ｄR及びＲＯＤRの符号は、車両１０の右側の特定した点が車線マーカー４４の端５２を横切ったときには常に負から正に変化する。コントローラ３８は、車両１０の点が端５０又は５２の外側に配置されていると判定した場合、車両１０の点が端５０又は５２の内側に配置されている場合に生成される力に比べて力を増大させるために、後述するようにパワーステアリング制御信号を修正するように構成され得る。特に、端５０又は５２に対する車両１０の点の外側位置は、車両１０が走行車線４０から離れて隣接する走行車線４６内へ徐々に移動し始めていることを示す。この状況は、車両１０に走行車線４０に対する所定の位置に戻るよう促すために、より強いレベルの支援が必要であることを示し得る。この状況では、コントローラ３８は、車両１０の同じ点が端５０又は５２の内側に配置されたときに生成される力に比べてパワーステアリングシステム２０内のステアリングギアに加わる力を増大させるパワーステアリングシステム制御信号を生成するように構成され得る。
【0034】
ステップ７６において、コントローラ３８は、時点ｔ2で撮像された画像からカメラコントローラ３６により生成された信号に応じて、車両１０の点が車線マーカー４２又は４４の外側の対応する車線マーカー４２又は４４の端５０又は５２から所定距離ｄxに到達しているかどうかを更に判定し得る。車両１０が隣接する走行車線４６内に一定の距離だけ移動した時点で、システム３０は、（システム２２による方向指示器の起動なしでも）車両１０の位置を意図的な走行車線の変更として解釈するように構成され得る。この解釈の下では、車両１０を走行車線４０内に維持する支援を提供することは不適切である。それゆえ、方法がここでも終了し、それにより、パワーステアリングシステム２０用のパワーステアリング制御信号の生成を防止し得る。代替実施形態（図２に破線ボックスで表す）では、方法は、ステアリングリンケージ１８に力を加えるパワーステアリング制御信号を生成するステップ７８に進み得るが、この力は、走行車線４０内の所定の横位置への復帰を支援するのではなく、隣接する走行車線４６内への車両１０の移動を支援する。更に別の代替実施形態では、車両１０の点が、車線マーカー４２又は４４の外側の対応する車線マーカー４２又は４４の端５０又は５２から、ｄxよりも大きな、所定距離ｄyに到達しない限り、隣接する走行車線４６内への車両１０の移動を支援するパワーステアリングシステム制御信号の生成は起こらない。
【0035】
車両１０が走行車線４０内に留まっているか又は所定距離ｄxを超えて隣接する走行車線４６に移動していないことを距離ｄL又はｄRが示す限り、方法は、変化率ＲＯＤL又はＲＯＤRに応じて１つ以上のパワーステアリングシステム制御信号Ｓ1又はＳ2を生成するステップ８０へと続き得る。コントローラ３８は、ホイール１６を操舵して走行車線４０に対する車両１０の位置を制御するために、システム２０内のステアリングギアに力を加え、次いで、この力がステアリングリンケージ１８に加わるように構成された、システム２０用のパワーステアリングシステム制御信号を生成する。本発明の教示によれば、力の量は、変化率ＲＯＤL又はＲＯＤRに応じた量である。特に、変化率ＲＯＤL又はＲＯＤRが増加するにつれて、コントローラ３８により生成された制御信号Ｓ1又はＳ2によって、パワーステアリングシステム２０が、より大きな力をステアリングリンケージ１８に加える。このように、システム３０は、信頼性が高く且つ動的車両挙動を考慮した、車両１０の位置を走行車線４０内に維持する支援を車両運転者に提供し、システム３０を多種多様な車両での使用に適合させることができるように既存のハードウェア（すなわち、カメラ３４）及び通信プロトコル（すなわち、ＳＡＥ Ｊ１９３９）を使用して支援を提供する。増加する変化率ＲＯＤL又はＲＯＤRとステアリングリンケージ１８に加わる増加する力との関係は、線形又は対数的であり得る。上述のように、特定の実施形態では、コントローラ３８は、距離ｄL又はｄRが測定されている車両１０の点が車線マーカー４２、４４の対応する端５０、５２の内側又は外側に配置されているかどうかを判定することにより、隣接する走行車線４６に車両１０が移動し始めているかどうかを判定し得る。いくつかの実施形態では、コントローラ３８は、車両１０の点が端５０又は５２の外側に配置されているとコントローラ３８が判定した時点で（逸脱率ＲＯＤL又はＲＯＤRのみに基づいてパワーステアリングシステム制御信号Ｓ1から生成される力に比べて）パワーシステム２０内のステアリングギアに加わる力を増大させるパワーステアリングシステム制御信号Ｓ2を生成するように構成され得る。この状況においてコントローラ３８により生成されたパワーステアリングシステム制御信号Ｓ2は、逸脱率ＲＯＤL又はＲＯＤRのみに基づく力に比べて所定量だけ力を増大させ得るか、逸脱率ＲＯＤL若しくはＲＯＤRのみに基づいた力に、乗数、定数、又は重みを適用し得るか、又は別の式を用いて力を増大させ得る。
【0036】
本教示による、車両１０を走行車線４０内に維持する支援を提供するためのシステム３０及び方法は、従来のシステム及び方法に比べて有利である。開示のシステム３０及び方法は、信頼性が高く且つ動的車両挙動を考慮した、車両１０の位置を走行車線４０内に維持する支援を車両運転者に提供する。システム３０及び方法は、従来のシステム及び方法よりも複雑度が低く、独自の又はさもなければ車両固有のハードウェア及び／又は通信プロトコルに依存せずに、この機能を達成する。その結果、システム３０及び方法は、異なる車両間での使用に容易に適合させることができる。
【0037】
本発明の１つ以上の特定の実施形態を参照しながら本発明を図示し説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を加えることができることが当業者によって理解されるであろう。例えば、本明細書に開示するオーバーモールド及びクランプ技術は、ホイール速度センサに限定されるものではなく、変速機センサ及びクランク軸センサを含む同様の取り付け構成を有する他のセンサにも使用され得る。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-23
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
車両用車線維持支援システムの一実施形態は、車両の点から車両に対する走行車線の片側の車線マーカーの端までの第１の時点での距離の値を含む第１の信号を受信し、車両の点から車線マーカーの端までの第１の時点後の第２の時点での距離の値を含む第２の信号を受信するように構成された車線維持支援コントローラを含む。コントローラは更に、第１の信号と第２の信号とに応じて車両の点から車線マーカーの縁までの距離の変化率を決定するように構成される。車線維持支援コントローラは更に、変化率に応じてパワーステアリングシステム制御信号を生成するように構成される。パワーステアリングシステム制御信号は、車両の１つ以上のステアリング可能なホイールに結合された車両のステアリングギアに加わる力を生成して走行車線に対する車両の位置を制御するように構成される。力の量は、変化率に応じた量である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0037】
本発明の１つ以上の特定の実施形態を参照しながら本発明を図示し説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を加えることができることが当業者によって理解されるであろう。
【国際調査報告】